Natuurlijk bindmiddel lignine voor bitumen-vrij asfalt

Project

Duurzaam bio-asfalt uit lignine

Wageningen Food & Biobased Research boekt vooruitgang in de ontwikkeling van bio-asfalt. De helft van het fossiele bitumen is inmiddels in verschillende demoprojecten vervangen door het natuurlijke bindmiddel lignine. De kwaliteit van het bio-asfalt is vergelijkbaar met die van conventioneel asfalt. Dit is goed nieuws voor een internationale asfaltindustrie die actief op zoek is naar biobased alternatieven.

De eerste proef met bio-asfalt vond in juli 2015 plaats op een 100-meter lang testsegment in Zeeland. Wageningen Food & Biobased Research werkte in dit project samen met het Asfalt Kennis Centrum, Zeeland Seaports, Cargill en asfaltproducent H4A. De weg bevindt zich op een bedrijventerrein en wordt dagelijks intensief gebruikt door vrachtwagens en auto’s. Het weggedeelte was op het moment van schrijven (begin 2018) nog altijd in goede staat en presteerde naar behoren.

Lignine, een natuurlijke grondstof die vrijkomt bij de productie van pulp in de papierindustrie, is een grootschalige reststroom die voornamelijk wordt gebruikt voor energieproductie. In navolging van het bovengenoemde project zijn er in samenwerking met dezelfde partners twee asfaltstroken van 400 meter elders in Zeeland gerealiseerd. Deze stroken zijn gerealiseerd met een goedkopere vorm van lignine die vrijkomt tijdens de productie van pulp.

Fietspad van lignine in Wageningen

‘s Werelds eerste fietspad van bio-asfalt, mede mogelijk gemaakt door de Gemeente Wageningen, Wageningen University & Research, het Asfalt Kennis Centrum (AKC), projectontwikkelaar Roelofs en de Provincie Gelderland, is in juni 2017 geplaatst op de campus van Wageningen University & Research. De wetenschappers selecteerden drie geschikte types uit acht soorten lignine en plaatsten deze in aparte segmenten. Twee van de types komen uit de papierindustrie terwijl de derde bestaat uit lignine die vrijkomt tijdens de hydrolyse van stro en de productie van cellulose ethanol. Deze derde soort heeft een lagere zuiveringsgraad en is daardoor goedkoper te produceren. Dit is een belangrijk criterium om bio-asfalt economisch rendabel te maken.

Bio-asfalt op de Wageningse campus.
Bio-asfalt op de Wageningse campus.

Veel belangstelling voor bio-asfalt

“Er is wereldwijd veel belangstelling voor lignine als duurzame grondstof voor bio-asfalt,” aldus lignine-expert Richard Gosselink van Wageningen Food & Biobased Research. “De sector wil geleidelijk af van het gebruik van bitumen uit petroleum en bio-asfalt wordt zelfs al als voorwaarde genoemd in aanbestedingen. Lignine is interessant omdat het, net als bitumen, asfalt structuur en stevigheid geeft. Bovendien is het rijkelijk aanwezig in de natuur. Een ander voordeel is dat bio-asfalt op basis van lignine bij veel lagere temperaturen geproduceerd kan worden. En – last but not least – met lignine kunnen we flink besparen op het gebruik van fossiele materialen.”

Productie op grotere schaal

Hoewel er in Nederland inmiddels al 60 tot 70 ton lignine in asfalt is verwerkt, loopt het aanbod nog steeds achter op de vraag. “Lignine is nu nog duurder dan bitumen,” legt Gosselink uit. “De verwachting is echter dat de prijs van bitumen in de toekomst fors zal stijgen, terwijl de kwaliteit zal afnemen. Vervolgonderzoek richt zich voornamelijk op het vinden van kostenefficiënte ligninebronnen zodat lignine kan worden geproduceerd op een veel grotere schaal. Zo wordt bio-asfalt niet alleen de duurzaamste optie, maar ook financieel het meest aantrekkelijke alternatief. Het uiteindelijke doel is om een bitumenvrij asfalt te ontwikkelen dat geheel bestaat uit biobased componenten.”

Gosselink verwacht in de komende vijf tot tien jaar een doorbraak. “Dan hebben we ook duidelijkheid over de prestaties van bio-asfalt en wordt lignine op grotere schaal geproduceerd. De marktintroductietijd is kort: we hadden in Zeeland slechts anderhalf jaar nodig voor de volledige ontwikkeling van concept tot realisatie.”