Textielafval omzetten in nieuwe chemische bouwstenen

Een vrijdagmiddagexperiment met textielafval

Het is een vrijdagmiddag in oktober. In het TNO laboratorium beginnen Surika van Wyk en Carlos Mourao Vilela, beiden scientist innovators bij TNO, aan een experiment waar ze al een tijd over nadenken: wat kunnen we halen uit een berg textielafval die normaal wordt verbrand?

Het testmateriaal was geen schoon laboratoriummonster, maar een zak echt textielafval van een afvalsorteerder: T-shirts, werkkleding, een oude spijkerbroek. Materiaal dat anderen waardeloos vinden, maar precies waar het team naar op zoek was.

“We hadden een idee van wat we zouden krijgen op basis van de algemene samenstelling”, legt Surika uit. “Maar je wordt altijd verrast door de interacties tussen verschillende vezels en chemicaliën.” Wat volgde bevestigde hun hypothese en werkte beter dan verwacht: er ontstond een veelzijdige productmix, van synthesegas voor methanolproductie tot benzeen dat gebruikt kan worden voor nieuwe polyester. Technologie met potentieel voor aanzienlijke industriële impact.

Waarom het meeste textiel nog steeds wordt verbrand

De textielindustrie is beperkt in haar recyclingmogelijkheden. Huidige methoden vereisen schone, eenzijdige materiaalstromen. Maar echt post-consumer textielafval bevat 15 of meer vezeltypes, plus kleurstoffen, brandvertragers, knopen en ritsen. In Nederland wordt jaarlijks 215.000 ton textiel weggegooid, ongeveer 12 kg per persoon. Meer dan 50% daarvan belandt in de restafvalbak en wordt vervolgens verbrand.

Ondertussen worden de regels strenger. De herziene EUrichtlijn afvalbeheer verplicht uitgebreide producentenverantwoordelijkheid (EPR) voor textiel vanaf 2028. De druk om oplossingen te vinden neemt dus toe.

De snelle route naar waardevolle chemicaliën

Traditionele vergassing zet alles om in synthesegas, koolmonoxide en waterstof. Deze basiscomponenten vereisen vervolgens uitgebreide verwerking om weer nuttige moleculen op te bouwen. Het thermochemische recyclingproces van TNO kiest een andere route. Door te werken op tussentemperaturen (700-850°C) vangt de technologie waardevolle chemicaliën af voordat ze volledig afbreken.

Het resultaat is een veelzijdige mix van chemische bouwstenen: synthesegas voor methanol en brandstoffen, aromaten zoals benzeen voor nieuwe polyester, en olefinen die de basis vormen voor de meeste kunststoffen. Het proces produceert wel wat CO₂, voornamelijk uit de polyesterfractie, maar veel minder dan volledige verbranding. En cruciaal: de waardevolle koolstof wordt behouden in plaats van verloren te gaan.

Een belangrijke mijlpaal werd bereikt toen het team een halve liter algemene aromaten wist terug te winnen, waarvan 70% benzeen, uit een meerurenproef met echt textielafval. Naast wetenschap vroeg dit ook om praktische oplossingen. “We zijn gewend kleine, mooie pellets te maken die makkelijk onze reactor ingaan”, herinnert Carlos zich. “Textielafval is pluizig, het blokkeert de schroefdosering. We moesten eerst praktische uitdagingen oplossen. Maar zodra dat gelukt was, bewezen we dat het principe werkt.”

In plaats van betalen voor afval, het kunnen verkopen

De technologie creëert nieuwe mogelijkheden in het hele textielecosysteem. Voor sorteerders kan wat zij nu betalen om te laten verbranden, juist inkomsten opleveren. Momenteel betalen sorteerders ongeveer €0,28 per kilo voor verbranding, en het scheiden van de verschillende fracties kost bovendien veel arbeid.

Voor merken die te maken krijgen met EPR verplichtingen biedt dit een geloofwaardige circulaire oplossing. Voor chemische producenten biedt textielafval een alternatieve koolstofbron, nu de regelgeving rond fossiele grondstoffen strenger wordt.

Medisch textiel en militaire uniformen

Er zijn ook gespecialiseerde toepassingen waarbij verbranding momenteel de enige optie is. Medisch textiel moet om biosafety redenen worden vernietigd. Militaire uniformen worden versnipperd om veiligheidsredenen. Werkkleding bevat PFAS, wat risico's oplevert bij verbranding.

Voor deze sectoren biedt TNO een alternatief dat ook milieuvriendelijker is. “De verontreinigingen gaan in de gasfase, waar we ze kunnen filteren en afvangen”, legt Surika uit. “In plaats van ze in de atmosfeer uit te stoten.”

Van afvalsorter naar grondstoffenleverancier

Carlos ziet parallellen met de discussies over plasticafval in 2018. Merken zullen na moeten denken over circulariteit, maar er zullen altijd afvalfracties blijven die anders niet verwerkt kunnen worden. “Dáár voegen wij waarde toe”, zegt hij. “Voor materiaal dat anders geen bestemming heeft, creëren wij nieuwe mogelijkheden.”

TNO heeft het principe op labschaal bewezen. De volgende stap is commerciële partners vinden om op demonstratieschaal op te schalen. Het ideale eindplaatje? Surika verwoordt het simpel: “Sorteerders worden grondstoffenleveranciers. Geen verbranding meer nodig.”

Van biomassa naar plastics naar textiel

De aanpak van TNO bouwt voort op jarenlange ervaring. Het team ontwikkelde thermochemische technologie eerst voor biomassa en paste het vanaf 2018 toe op plastic afval. In 2023 zagen ze de volgende kans: textiel.

“Qua samenstelling zit textiel ergens tussen biomassa en plastics”, zegt Carlos. “We wisten al hoe we heterogene grondstoffen moesten verwerken. De vraag was: kunnen we dat toepassen op textielafval?”

Het antwoord vereiste werken met echt afval, niet met geïdealiseerde labmengsels. TNO verkreeg 400 kilo post-consumer textielafval van Nederlandse sorteerders, precies het materiaal dat anders verbrand zou worden.