Carrière & Start-ups

Oude banden, gloednieuwe carbon black Premium

Patrick Marx |
(Bio)procestechnologie, Duurzaamheid & Energie, Materialen & Coatings, Organische chemie

Black Bear Carbon bouwt fabrieken om carbon black uit autobanden te recyclen.
Dit zwarte goedje is gewild, omdat het onder meer de rolweerstand vermindert.

Carbon black, elementaire koolstof, is een goudmijn verstopt in oude banden. Carbon black terugwinnen met pyrolyse maakt van oude banden een nuttige grondstof. Start-up Black Bear Carbon kreeg het pyrolyseproces onder de knie en produceert daarbij meer energie dan het proces zelf vergt. Het is een win-winsituatie voor het milieu en het bedrijf.

Een zwarte beer in de naam, een groene beer in het logo en een witte beer op een foto aan de muur, beren te over bij Black Bear Carbon in het Limburgse Nederweert. ‘Onofficieel heten we zo omdat volgens de ene oprichter de andere op een beer lijkt’, zegt rubberchemicus Chris Twigg van Black Bear Carbon. ‘Officieel verwijst de zwarte beer naar de natuur en de kleur van carbon black.’

PAK’s te lijf

Carbon black is elementaire koolstof die bijvoorbeeld de letters van deze tekst zwart maakt. Behalve als pigment in verf en inkt, vindt carbon black vooral toepassing in de bandenindustrie. De koolstof verbetert de rolweerstand, de slijtvastheid en de grip op de weg.

‘Ons product is zelfs schoner dan bij de productie van de band’

Jaarlijks gaat wereldwijd voor ongeveer € 3 miljard aan carbon black met oude autobanden verloren. Het is dus geen wonder dat onderzoekers sinds de jaren zeventig van de vorige eeuw proberen de elementaire koolstof uit de band terug te winnen. ‘Twee obstakels voorkwamen tot nu toe commercieel succes’, zegt Twigg. ‘Het lukte niet om carbon black met een constante kwaliteit te maken. Elke bandenfabrikanten gebruikte zijn eigen carbon black-variëteiten, de terugwinning leverde daardoor een variabele mix aan carbon black. We lossen dit op door banden op kwaliteit te selecteren door elke individuele band in 1 seconde te analyseren.’ De analysemethode houdt het bedrijf geheim.

Het tweede obstakel was het gevolg van het pyrolyseren van de autobanden. Twigg: ‘Daarbij bleven vluchtige organische componenten, zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK’s), achter op het oppervlak van de koolstof. Dat heeft ernstige gevolgen voor de oppervlaktechemie en daarmee de bruikbaarheid van het carbon black. Dit lossen we op met een tweede pyrolyse, waarbij we de geadsorbeerde koolwaterstoffen verwijderen. Het product is dan zelfs schoner dan het was bij de productie van de band.’ Het gaat hierbij om minder dan 5 ppm PAK’s tegenover zeker 200 ppm in carbon black uit aardolie.

Hogere segmenten

In de fabriek, die sinds september operationeel is, draaien beide pyrolyse-ovens langzaam rond, bij temperaturen tussen de 600 en 800 °C. Patricia Geelen, polymeerchemicus bij Black Bear Carbon: ‘In de eerste oven brengen we ‘geshredderde’, metaalvrije autobanden in. Het rubber warmt langzaam op, waardoor het bros wordt. In de zuurstofvrije atmosfeer ontleedt al het rubber en de kunststof tot pyrolysegas. De elementaire koolstof blijft onveranderd achter. Het pyrolysegas vangen we op en condenseren we deels tot olie (30 % gas en 70 % olie) die we verkopen. Het resterende gas voedt een elektrische generator die onze fabriek van stroom voorziet.’

Vervolgens stroomt het carbon black over naar de tweede pyrolyseoven en dan naar een tientallen meters hoog filter dat het koolstofpoeder concentreert. Geelen: ‘In een jet mill (luchtstraalmolen, red.) botsen stikstofstromen met daarin de deeltjes met supersone snelheid op elkaar. De deeltjes vermalen elkaar tot een uniforme korrelgrootteverdeling. Om het materiaal hanteerbaar te maken, maken we er brosse pellets van.’ Twigg: ‘Onze grootste uitdaging is de vier processtappen synchroniseren: pyrolyse, condenseren, malen en pelleteren.’

'We willen de verhouding tussen de carbon black-varianten beïnvloeden'

Geelen: ‘De fabriek is het resultaat van zes jaar onderzoek dat begon met het afzonderlijk testen van elke processtap bij een bedrijf dat over de benodigde technologie beschikt. Zo lieten we banden pyrolyseren bij een bedrijven met pyrolyseovens. Met het product gingen we naar een volgend bedrijf dat de juiste apparatuur had voor de tweede pyrolyse en zo verder. Op die manier kregen we de kennis die nu resulteert in de eerste fabriek.’

Black Bear Carbon werkt in Nederweert samen met bandenrecycler Kargro. Samen richtten ze de joint venture Dutch Green Carbon op. Waar de joint venture zich richt op de verkoop van carbon black, gaat het Black Bear Carbon vooral om de ontwikkeling en levering van de pyrolysefabrieken. Tegelijkertijd werkt het bedrijf hard aan de R&D rondom elementaire koolstof. Geelen: ‘Van carbon black bestaan meerdere varianten, afhankelijk van bijvoorbeeld de oppervlakteruwheid en oppervlaktechemie van de deeltjes. Met een nog betere selectie van autobanden willen we de verhouding tussen carbon black-varianten in ons product beïnvloeden. Betere kwaliteiten zijn bijvoorbeeld geschikt voor de pigmentindustrie.’

Twigg: ‘De traditionele productie van 1 ton carbon black uit aardolie levert 3,2 ton CO2 op. Ons proces spaart 1,6 ton CO2. We realiseren dus een reductie van de CO2-emissie met 4,8 ton. Met de pyrolyseproducten kunnen we de hele fabriek van energie voorzien. We houden dan energie over in de vorm van koolstof vastgelegd in de pyrolyseolie. Vandaar onze negatieve CO2-voetafdruk.’

Het energieoverschot zorgt ervoor dat Black Bear Carbon kan concurreren met de carbon black uit aardolie. ‘De prijs van onze grondstof, banden, fluctueert nauwelijks, in tegenstelling tot die van aardolie’, vertelt Twigg.

Een tiende van alle banden

De eerste fase – van idee tot en met pilot – kostte € 1 miljoen, die vooral gedekt werd door Nederlandse en Europese subsidies. De fabriek vergde een investering van € 10 miljoen, waarvan het grootste deel komt van joint venture-partner Kargro. De Rabobank en Chemelot Ventures financierden de rest. Bij Black Bear Carbon werken nu twintig chemici, engineers, financiële en marketingmensen en bij Dutch Green Carbon vijftien operators.

De eerste fabriek moet bewijzen dat het proces winstgevend 1,5 miljoen banden per jaar kan verwerken. Potentiële klanten hebben er vertrouwen in, aldus Twigg. Er is interesse voor zeker 26 fabrieken wereldwijd waaronder nog twee in Nederweert. ‘We willen in 10 à 15 jaar honderd fabrieken bouwen, het is gewoon copy paste’, zegt Twigg. Honderd fabrieken kunnen 11 % verwerken van de 13,5 miljoen ton banden die de wereld elk jaar afdankt.

Deel deze pagina
Ontvang de nieuwsbrief

Meld je aan voor de nieuwsbrief en blijf op de hoogte van het laatste nieuws van C2W.

Meld je nu aan!

Word abonnee/lid

Sluit nu een abonnement af of word lid van de KNCV en ontvang elke week het laatste nieuws, digitaal of op papier. 

Sluit nu een abonnement af!

Naar boven