Rond Delfzijl zijn meerdere zogeheten FOAKs, First-of-a-Kind fabrieken, in ontwikkeling. Avantium bevindt zich in de laatste fase van het opstarten van hun FDCA Flagship Plant. Circtec startte begin dit jaar de eerste reactoren op en BioBTX hakte onlangs de finale investeringsknoop door. Dat ze allemaal kozen voor Delfzijl is naar eigen zeggen vanwege de ontwikkeling van een groen industriecluster en gunstige randvoorwaarden, zoals beperkte netcongestie en beschikbare utilities en grond. We spraken drie nauw betrokkenen over de geleerde lessen en de belangrijkste aandachtspunten bij het ontwikkelen van een grootschalige demonstratiefabriek.

‘De ultieme uitdaging voor een chemisch ingenieur’ Ben McKay, Avantium

Avantium bevindt zich in de laatste fase van het opstarten van zijn FDCA Flagship Plant. FDCA (furaandicarbonzuur) is het plantaardige monomeer voor de productie van PEF (polyethyleenfuranoaat), een nieuw 100% plantaardig en recyclebaar plastic met uitstekende barrière‑eigenschappen, dat het een ideaal materiaal maakt voor bijvoorbeeld flessen voor koolzuurhoudende dranken en folies voor verpakkingen van bederfelijke voedingsmiddelen.

Ben McKay, Vice President Technology and Engineering bij Avantium, was betrokken bij verschillende fases van de totstandkoming van de FDCA Flagship Plant. De weg naar de FOAK‑fabriek van Avantium was lang maar uiteindelijk de moeite waard, zegt McKay: ‘Er zit twintig jaar aan innovatie in de plant. De hele keten is innovatief; we maken gebruik van een nieuw proces en produceren een nieuw molecuul.

Kortom, de ultieme uitdaging voor een chemisch ingenieur.’ Hij wijst erop dat een werkende technologie alleen niet voldoende is. ‘Je hebt onder meer leveranciers van grondstoffen, klanten en een goed projectteam nodig. Ook moet je nadenken over logistiek, opslag, producthandling en afvalverwerking, niet alleen over reactoren en destillatiekolommen. Bij het pilotproces kwam de grondstof – high‑fructose syrup – aan in een drum en gingen de producten in jerrycans de deur uit. Nu gaat dat met vrachtauto’s.’

Corrosief

Het is essentieel dat je risico’s in de eerste fase van de engineering ondervangt. ‘De kosten en moeite om wijzigingen in een proces door te voeren nemen aanzienlijk toe naarmate je verder komt in de engineering, constructie en opstart.’ McKay noemt een voorbeeld van een onverwachte gebeurtenis. ‘Een groot deel van onze fabriek is uitgevoerd in titanium omdat het procesmedium corrosief is. Maar tijdens de opleveringontdekten we fouten in de lassen van deze titaniumleidingen. Grote delen van het leidingwerk moesten opnieuw worden gelast in een gespecialiseerde werkplaats in Friesland.’

Vermijd verspilling

McKay benadrukt dat het economische aspect leidend moet zijn vanaf R&D tot opschaling en commercialisatie. ‘Een proces moet winstgevend zijn, anders wordt het niet gebouwd of geëxploiteerd, hoe duurzaam het ook is.’ Dat begint bij de chemie: ‘Selecteer een route van grondstof naar product met een goede atoom‑efficiëntie om opbrengsten te maximaliseren, afval te verminderen en de milieu‑impact te verlagen. Hergebruik chemische functionaliteiten die al in de grondstof aanwezig zijn; het verwijderen van atomen is verspilling.’ En hij heeft nog meer insider tips: ‘Vermijd stoichiometrische reagentia, omdat deze grote hoeveelheden afval of recycle‑stromen veroorzaken, wat veel energie kost. Gebruik bij voorkeur een commercieel beschikbare katalysator; het is al moeilijk genoeg om een nieuw proces op te schalen zonder ook een nieuwe katalysator te moeten opschalen.’

---

‘Je moet optimistisch zijn, maar wel realistisch blijven’ Ruurd Sinnema, BioBTX

Eind juli nam BioBTX de definitieve investeringsbeslissing voor een demonstratiefabriek waarin op jaarbasis 20 kiloton gemengd plastic afval wordt omgezet in benzeen, tolueen en xyleen (BTX). Momenteel heeft het bedrijf op de Zernike Campus in Groningen een pilot plant met een capaciteit van 10 kg per uur. Volgens Project Directeur Ruurd Sinnema is zo’n grote opschalingsstap best uniek. ‘Normaal gesproken schaal je op in kleine stapjes, wij doen het met een factor 280. Onze technologie leent zich uitstekend voor die grote schaal, maar deze stap brengt wel risico’s met zich mee.’

Daarom is zijn aanbeveling dat je niet te veel hooi op je vork moet nemen. ‘Het doel van de FOAK is om de technologie te bewijzen en die van TRL6 naar TRL7 tot TRL8 te brengen. [TRL: technology readiness level, red.] Als je de doelen voor wat betreft de kwaliteit of hoeveelheid product hoog legt, brengt dat extra kosten en dus een extra financieel risico met zich mee. Je moet optimistisch zijn, maar wel realistisch blijven.’ Dat maakt dat de mindset binnen het bedrijf moet veranderen. ‘We waren een R&D-georiënteerde organisatie, bezig met proefjes en optimalisatie. Maar we moeten gaan bouwen en keuzes maken. Als de technologie bewezen is op deze schaal kunnen we weer verder optimaliseren.’

Externe expertise

Ook ziet Sinnema dat het verstandig is om kennis en expertise van buiten in te huren. ‘Denk aan mensen met ervaring in opschalen, maar ook experts in automatisering en in materialen en corrosie. Je hebt immers te maken met vervuilde plastics en hoge temperaturen.’ Parallel aan het opschalen blijven de ontwikkelingen in het laboratorium en de pilotplant doordraaien. Sinnema: ‘Voor een FOAK is een pilotinstallatie cruciaal om aanpassingen in het grootschalige proces te testen. Een test in de definitieve fabriek is veel ingewikkelder.’

Lokale betrokkenheid

BioBTX besteedde veel tijd aan het selecteren van de contractors en het contractmanagement. ‘Er zijn veel verschillende pyrolysetechnologieën op de markt. Maar we vonden slechts drie leveranciers met een technologie die voldoende is ontwikkeld om op onze schaal in te zetten.’ Daarbij zocht BioBTX specifiek naar lokale partijen. ‘Lokale partijen zijn meer betrokken bij het project. Daarom zijn we erg blij dat we de Nederlandse club BlueAlp als contractor voor de pyrolysetechnologie hebben gevonden.’

---

‘Alles rondom het opschalen van het proces is complex’ Paul Compagne, Circtec

Begin 2026 nam Circtec de eerste fase van haar grootschalige recyclinginstallatie in gebruik. Het bedrijf transformeert er afvalbanden met behulp van pyrolyse tot nieuwe producten. Circtec heeft ervoor gekozen om modulair op te schalen. In fases bouwt de onderneming in totaal 28 parallelle pyrolysereactoren om 180.000 ton bandensnippers per jaar te verwerken. Dat ze niet in één keer de volledige installatie bouwen heeft alles te maken met het beperken van de risico’s en daaraan verbonden de beschikbaarheid van geld, vertelt Paul Compagne, Director Regional Affairs.

‘We hebben al meer dan 10 jaar een demonstratie-plant in Polen, waar twee reactoren parallel draaien. Door deze te kopiëren naar de Nederlandse fabriek ondervang je veel van de risico’s bij het opschalen. Het aanpassen van de dimensies van onze reactoren heeft een direct effect op de reactiemechanismen. Hierdoor weegt dupliceren van de reactoren absoluut op tegen het opschalen tot een groter formaat.’

Controle over grondstofstroom

Toch is het geen kwestie van ‘knippen en plakken’, legt Compagne uit. ‘De pyrolysereactoren in Polen zijn geoptimaliseerd voor de verwerking van verschillende typen afvalbanden, van bijvoorbeeld auto’s en vrachtauto’s. Maar voor het verkrijgen van stabiele eindproducten is naast controle over de technologie ook controle over de grondstofstroom erg belangrijk. Niet elk type band is immers hetzelfde.’ Circtec krijgt in Nederland het merendeel van haar feedstock aangeleverd door zusterbedrijf Granuband. ‘Voor fase 1 verwerken we het equivalent van de helft van alle afgedankte autobanden in Nederland. Voor de volledige fabriek kijken we naar de hele EU. Jaarlijks worden in Europa 3,5 miljoen autobanden afgedankt.’

Circulaire nafta

Iedere reactor heeft een verwerkingscapaciteit van 1,3 ton rubbersnippers per uur. Na de pyrolyse komt zo’n veertig procent van de rubbersnippers als Recovered Carbon Black uit het proces, wat weer inzetbaar is als grondstof in autobanden om ze slijtvaster te maken. Nog eens veertig procent wordt omgezet in een damp die na condensatie, via stoomdestillatie, wordt gescheiden in een lichte fractie, circulaire nafta, en een zwaardere fractie die als scheepvaartbrandstof kan dienen. De damp die niet condenseert, wordt naar de pyrolysereactor teruggevoerd, als brandstof om het proces op de gewenste temperatuur te houden.

De gefaseerde opstart heeft als voordeel dat onvolkomenheden uit de eerste fase kunnen worden vermeden in de volgende fases. ‘Alles rondom het opschalen van het proces is complex. Gelukkig kunnen we bij de opstart rekenen op de hulp van onze Poolse collega’s.’

---

FOAK: Top-3 aandachtspunten

1. Financiering

Geld is de belangrijkste grondstof om een nieuw proces op industrieel relevante schaal te realiseren. Bedrijven hebben moeite om investeerders te vinden om de beruchte Valley of Death te overbruggen. Financiers willen een bankwaardig project zien, een financieel solide onderneming en een schaalbare vraag. Het sluiten van afnamecontracten en het betrekken van de hele waardeketen is daarom onontbeerlijk.

2. Focus op de kern – huur expertise in

Een goed projectteam vormt de basis van een succesvolle opschaling. Maar het originele R&D-team hoeft niet alles zelf te doen. Opschalen is een vak apart. Een grootschalige fabriek is meestal een continu proces, terwijl een pilot in batch wordt geopereerd. Het kan lonen om hiervoor externe expertise in te huren. Hetzelfde geldt voor vergunningen, utilities en contractmanagement.

3. Vergunningen

Het proces om een milieuvergunning te verkrijgen is vaak lang en stroperig. Vier jaar om een milieuvergunning rond te krijgen is geen uitzondering. Dat ligt ook aan de nieuwheid van het proces. Vergunningverleners willen de effecten op het milieu weten en de emissies het liefst tot nul reduceren, terwijl er onbekenden zijn in de technologie. Avantium kreeg pas laat in het project voldoende duidelijkheid over de emissie-eisen. Daardoor kon toen pas gezocht worden naar oplossingen om aan de eisen te voldoen. BioBTX moest een uitgebreid monitoring- en rapporteringsprogramma opstellen en extra apparatuur voor continue metingen plaatsen. Circtec paste de best beschikbare technieken toe om de emissies op de laagste waarde van de vereiste limieten te brengen, waardoor de rookgasreiniging de duurste installatie van de locatie werd. In het geval van het gebruik van een afvalstroom als grondstof is het bovendien erg ingewikkeld om hiervoor de ‘einde-afval-status’ te verkrijgen.