TNO vergroot marktkansen voor biobased plaat- en isolatiemateriaal uit vezels

Biobased bouwmaterialen

In Nederland is de gebouwde omgeving verantwoordelijk voor 38% van onze totale CO2-uitstoot¹. Daarvan bestaat 11% uit materiaalgebonden emissies. Het gebruik van biobased bouwmaterialen verlaagt op de korte termijn de CO2-uitstoot, omdat er veel minder uitstoot is dan bij de productie van fossiele materialen. Tegelijkertijd is er op de langere termijn een positief effect doordat koolstof langer in het materiaal blijft opgeslagen.

Beide effecten zijn hard nodig om in 2050 uiteindelijk volledig CO2-neutraal te kunnen bouwen. Hout is het bekendste en meest toegepaste biobased bouwmateriaal, met (naar gewicht) een momenteel aandeel van 2% in onze bouw. Met 0,1% voor overige biobased materialen is er nog volop potentie voor andere grondstoffen.

Extra inkomstenbron

Binnen TNO is Joost Vette gespecialiseerd in het ontwikkelen van bouwmateralen uit vezels. “Vezelgewassen als hennep, stro en vlas zijn voor Nederland onmisbaar om biobased materiaal in substantiële volumes te kunnen produceren. Met weinig bos hebben we beperkt toegang tot eigen hout. Maar met onze land- en tuinbouw zijn we koploper in het efficiënt produceren van biomassa.”

“Het programma Nationale Aanpak Biobased Bouwen stimuleert landbouwers om biomassa voor de bouw te gaan produceren. Voor de tuinbouw kan de levering van restafval als bron voor biobased bouwmaterialen een extra inkomstenbron betekenen. “Ik ben ervan overtuigd dat biobased ontwikkelingen nieuwe verdienmodellen opleveren voor biomassa in Nederland. In die zin staan de klimaatdoelen niet los van economische doelstellingen.”

Plaatmateriaal van paprikaplanten

Voor het maken van plaat- en isolatiemateriaal uit vezels zijn naast primaire gewassen uit de landbouw, zoals stro, hennep en vlas, ook reststromen interessant.

“Er zijn volop partijen in de land- en tuinbouw die met reststromen zitten en willen onderzoeken hoe ze aan de circulaire economie kunnen bijdragen”, weet Vette. “Dat zijn bijvoorbeeld tuinders en kwekers uit het Westland. Maar ook overheidsinstanties, zoals waterschappen en gemeentes, die snoeihout uit onderhoud aanbieden.”

Een grondstof die momenteel door TNO wordt onderzocht is de paprikaplant. Alleen al vanwege het aanbod is het volgens Vette een veelbelovende vezelbron. “In Nederland hebben we jaarlijks zo’n 50.000 ton aan restafval van tomaten- en paprikaplanten. Naar de toepassing van deze vezels in bouwmaterialen wordt op dit moment onderzoek gedaan.”

Binderless persen

Joost Vette maakt het zich met deze grondstof niet eenvoudig. “Het makkelijkst is om stukjes hout met lijm aan elkaar te plakken. Maar je kunt ook kijken of er stoffen in die grondstof zitten die als bindmiddel kunnen fungeren waardoor je geen lijm hoeft toe te voegen. De vezels van de paprikaplant bevatten lignine. Die stof kun je onder de juiste omstandigheden naar buiten brengen, om de vezels opnieuw aan elkaar vast te plakken. Dat noemen we binderless persen.”

Onder invloed van hoge druk of temperatuur, en met de juiste voorverwerkingsstappen, wordt het plaatmateriaal zonder toevoeging van bindmiddel geperst. “We kijken welke methode het beste resultaat oplevert. Door de vezels bijvoorbeeld eerst te stomen, gaan ze meer openstaan.”

Naast binderless persen onderzoekt TNO met partners ook de toepassing van biobased lijmsoorten, die voor bepaalde soorten plaatmateriaal geschikt kunnen zijn.

Doorstroming naar de markt

Aan de aanbodkant werken vooruitstrevende start-ups volop aan veelbelovende bouwmaterialen uit vezelgewassen. Toch is er weinig doorstroming richting markt, merkt Joost Vette. “Het ontbreekt in ons land niet aan innovatiekracht bij ondernemers die de bouwsector willen helpen om CO2-neutraal te worden.”

“Veel van dit soort partijen missen echter vaak toegang tot het benodigde kapitaal of specifieke kennis om nieuwe materialen in grotere volumes te produceren, wat voor bouwers essentieel is om er ervaring mee op te doen. Ik spreek uit ervaring. Voor ik bij TNO kwam, werkte ik aan mijn eigen biobased start-up Fairm. We ontwikkelden isolatiemateriaal met een schimmel als bindmiddel. Een veelbelovend product, dat helaas strandde in de opschalingsfase.”

De schakel naar opschaling

In TNO BioBuilt wil TNO met zowel kleinere als grote spelers samenwerken om kansrijke ontwikkelingen tot wasdom te brengen.

Vette: “Met TNO BioBuilt willen we marktpartijen een toegankelijk innovatiecentrum bieden waar we gezamenlijk zowel het product als het productieproces kunnen optimaliseren voor industriële toepassing. We bieden er een verwerkingsplek voor secundair hout. En het is een productiefaciliteit om op kleine schaal CLT en biobased plaat- en isolatiemateriaal van vezelgewassen te kunnen maken. En het liefst combineren we deze technieken om tot nieuwe kansrijke biobased materialen te komen.”

“We kunnen nulseries produceren die in pilotprojecten kunnen worden toegepast. Anderzijds gebruiken we de productielijnen om het proces in kaart te brengen, de milieu-impact te berekenen en het proces verregaand te industrialiseren en mogelijk te automatiseren.”

Ook samenwerken met TNO BioBuilt?

Samen met marktpartijen wil Joost Vette binnen TNO BioBuilt al dit soort technieken doorontwikkelen tot er uiteindelijk een kansrijk product ligt waar de bouw mee aan de slag kan. “Het liefst wil je dat dit soort biobased varianten een volwaardig alternatief vormen voor veelgebruikte spaan- en vezelplaten, zoals OSB en MDF, want daar zitten de volumes. Of denk aan hybride CLT waarin vezelstromen verwerkt worden. Zover zijn we echter nog niet.”

Vette verwacht dat TNO BioBuilt een voorname rol kan spelen in het opschalen van dit soort innovatieve toepassingen. “Binnen TNO beschikken we over een unieke combinatie van kennis: van materialen, van processen in de bouw, van certificeringen. Al die relevante expertise maken we op een laagdrempelige manier beschikbaar voor onze partners in het innovatiecentrum, zodat ze sneller succesvol kunnen zijn met hun product.”