Bioraffinage in Pomacle-Bazancourt, een success story in de Franse biobased economy

Joannette Polo-Leemreis, IA Parijs

Inleiding
De bioraffinaderij van Pomacle-Bazancourt, 15 km ten noorden van Reims, is een begrip voor veel professionals uit de wereld van de biobased economy. Wat maakt de bioraffinaderij in deze Franse contreien rijk aan grote graan- en suikerbietenexploitaties zo bijzonder? Enerzijds is het één van de meest geïntegreerde voorbeelden van bioraffinage-activiteiten met productie-, onderzoek-, ontwikkelingsactiviteiten en demo-opstellingen en anderzijds heeft deze plek een geschiedenis die ver in het verleden terug gaat. De activiteiten tussen Pomacle en Bazancourt zijn namelijk al vroeg in de jaren ’50 begonnen met de komst van de eerste suikerbietexploitaties.
Spil in het web lijkt ARD, een privaat gefinancierd kennisbedrijf, eigendom van de samenwerkende graan-, suiker-, ethanol- en alfalfaproducenten en boerencoöperaties uit de regio. Voor deze partijen onderzoekt en ontwikkelt ARD innovatieve processen om meer uit biomassa te halen. Grote producenten als Cristal Union (suikerbiet), Chamtor (graan) en Christanol (ethanol) zijn op het bedrijventerrein gevestigd.
ARD is ook een van de oprichters van de pôle de compétitivité IAR, Industries et Agro-Ressources, een cluster in de regio’s Champagne-Ardenne en Picardië dat zich geheel richt op de ontwikkeling van biomassaverwerking voor non-food toepassingen.
Op de Pomacle-Bazancourtcampus is zowel een industrieel als een R&D ‘ecosysteem’ aanwezig. Voorts draagt het innovatieplatform BRI, Biorefinery Research and Innovation gericht op suikers en fermentatieprocesssen, bij aan onderwijs, toegepast onderzoek, vermarkting en lobby-activiteiten. Ook staat er sinds 2009 een industriële pilotfermentor, BioDémo, een investering goed voor 21 miljoen euro, eigendom van ARD.
Naast het BRI-platform werkt een indrukwekkend consortium aan tweede generatie bio-ethanol binnen het achtjarige project Futurol ter waarde van 76 miljoen euro dat in 2008 van start ging. Een suikerraffinaderij, een graanraffineerder en een ethanolplant hebben er samen voor gezorgd dat er een barnsteenzuurproductieplant draait, waar BioAmber succinic acid maakt. BioAmber is het resultaat van een joint venture tussen het Amerikaanse DNP en ARD.

Sleutelpartijen
Een aantal partijen spelen een sleutelrol in het ecosysteem van Pomacle-Bazancourt. In dit artikel worden deze nader toegelicht:
* ARD, private R&D-instelling, eigendom van de grote aanwezige graan- en suikerbietcoöperaties
* De pôle de compétitivité IAR, een cluster van bedrijven, onderwijs- en kennisinstellingen gewijd aan non food-toepassingen van biomassa
* Platform BRI, R&D op het gebied van bioraffinage
* R&D-programma Futurol, onderzoek naar tweede generatie bio-ethanol
* BioDémo, een open demonstratie-fermentor

ARD

ARD, Agro Recherche et Développement, opgericht in 1989, heeft een honderdtal werknemers in dienst waarvan er 70 rechtstreeks bij het onderzoek betrokken zijn. Het budget bedraagt 11 miljoen euro,  het investeringsbudget 500.000 euro.

ARD heeft de volgende activiteiten:
1. Fractionering van biomassa zoals eiwitten uit alfalfa, isoleren van plantextracten, cellulose ethanol;
2. Industriële biotechnologie, zoals biopolymeren, eerste en tweede generatie bio-ethanol, barnsteenzuur;
3. Biobased chemie, barnsteenzuurderivaten, polyesters en agromaterialen, organische synthese;
4. Milieuverwante activiteiten waaronder reukoverlastanalyses, life cycle analyses, methanisatie en afvalverwerking, ecotoxiciteittesten, bio-afbreekbaarheid.

ARD biedt daartoe een open biotech platform waar het op alle niveau’s kan werken en opschalen. Ook ARD’s partners kunnen er gebruik van maken. ARD doet moleculaire biologie, heeft fermentators op labschaal van 2, 5, 20, 120 en 450 liter  en kan opschalen van 5m3, 10m3, 40m3 tot 80m3. Tenslotte is de BioDémo beschikbaar, de industriële demonstratieplant met een capaciteit van 2.000 ton.

ARD schaalde al verschillende processen op: Eladium™ (exo-polysaccharide), biolygel, hyaluronic acid, dihydroxyacetone, bio-ethanol, sophorose lipids, 5-ceto-gluconic acid, succinic acid…

IAR, cluster Industrie & Agro-Ressources

IAR is één van de 71 Franse zogenaamde Pôles de compétitivité, concurrentieclusters. De leden van IAR zijn hoofdzakelijk gevestigd in de regio’s Picardië en Champagne-Ardenne, een gebied waar een groot deel van alle Franse gewassen wordt verbouwd. Zo komt 80% van de nationale alfalfaproductie ervandaan, 57% van de suikerbieten, 47% van de hennep en 39% van de aardappelen. Maar de pôle IAR is ook internationaal actief. Zo is het Franse cluster bezig een Europees intercluster op te zetten.  IAR telt 230 leden waarvan 19 procent grote bedrijven zoals Roquette, Groupe Soufflet, Cristal Union en Tereos, en 48 procent mkb. Ook onderwijsinstellingen zijn lid van IAR, zoals de universiteit van Reims en AgroParisTech.
De pôle is actief op de toepassingsgebieden agromaterialen, biomoleculen, bio-energie en -ingrediënten en heeft als doel om biobased producten te ontwikkelen uit plantaardige grondstoffen.

Platform BRI, Biorefinery Research and Innovation

Het  Biorefinery Research and Innovation platform is een geheel aan onderzoek- en testopstellingen gewijd aan bioraffage-activiteiten, gevestigd temidden van de bioraffinaderij-opstelling  van Pomacle-Bazancourt. Zo zijn er onderwijs- en academisch onderzoeksinstellingen met AgroParisTech, de universiteit van Reims en de Reims Management School, toegepast onderzoek bij ARD, het sciencepark  Reims-Epernay en lobby-activiteiten bij de grote aanwezige producenten Chamtor, Cristal Union, Cristanol, Champagne Céréales en Siclaé.
Verschillende formules zijn mogelijk op het BRI-platfom van een specifiek onderzoekprogramma tot een toegepast onderzoeksprogramma gebruik makend van lab en opschalingsinstrumenten.
Het doel van het BRI-platform is om een internationaal referentiecentrum te worden voor de knowhow rond de bioraffinaderij. Het platform is fysiek gehuisvest in Pomacle-Bazancourt op het terrein van BioDémo, de demonstratieplant voor witte biotechnologie (enzymen en bacteriën). Er zijn reeds een suiker-, een zetmeel-glucosefabriek en een bio-ethanol-productieplant aanwezig. Er zullen onderzoekslaboratoria, testfaciliteiten en andere productieplants komen. Het gaat er bij het BRI-project om om alle mogelijke manieren te vinden om olie te vervangen door plantaardige grondstoffen die niet voor voedingsdoeleinden geschikt zijn. Men werkt aan biomoleculen, biopolymeren en biobrandstoffen. Met het BRI-project is een totale investering van zestien miljoen euro gemoeid.

Enkele voorbeelden van onderzoeksprojecten die er zijn uitgevoerd:

* SYNTHONS, een R&D-programma met academische research partners, met ARD, Arkema, L’Oréal, Rhodia, Biomodeling System. Het ging hier om de technische haalbaarheid om biobased chemische ingrediënten te produceren.
* FUTUROL, R&D-programma met academische research  (INRA, IFPen), toegepast onderzoek (ARD, LESAFFRE), industrie (TOTAL, Siclaé, Tereos , ONF) en financiers (NAPLES investissement, CREDIT AGRICOLE, Unigrains) voor de ontwikkeling van een nieuw procedé om cellulose ethanol te produceren.
* BioAmber (JV tussen DNP (VS) en ARD), voor het opschalen van het barnsteenzuurproductieproces  op de industriële demo-opstelling BioDémo.
* AMYRIS,  de ontwikkeling van squalaan voor de cosmeticamarkt op pilotschaal.
Voorts zijn andere moleculen ontwikkeld via witte biotech of biobased chemie voor start ups of de industrie.

Futurol

Futurol is een langlopend onderzoeksprogramma met een budget van 76 miljoen euro dat tot doel heeft de ontwikkeling van tweede generatie bio-ethanol. Het onderzoek is gebaseerd in Pomacle-Bazancourt. De industriële partners van het Procethol 2G-consortium zijn Champagne Céréales, Total, Tereos en het ONF (Frans equivalent van Staatsbosbeheer), de R&D-partners zijn ARD, IFPen, INRA en Lesaffre (specialist op het gebied van gist). Het programma is in 2013 in zijn vijfde jaar van de acht jaar looptijd.
Doelstellingen van het Futurolconsortium zijn:
– Ethanol produceren voor een concurrerende prijs gebruikmakend van een gediversifieerd biomassa-aanbod, zoals stro, miscanthus, maar ook groen afval uit steden;
– Cellulose-extractietechnieken ontwikkelen, enzymen en gist selecteren en een optimaal hydrolyse- en vergistingsprocedé opzetten;
– de optimale energie- en broeikasgasbalans bereiken;
– ervoor zorgen dat de hele productieketen werkt volgens de voorschriften van duurzame ontwikkeling.

De planning is als volgt:
In 2008: labschaal 1kg/dag
In 2010:  schaal 1 ton/dag
In 2013: demonstratie schaal 100 ton/dag
In 2016: industriële schaal 100 ton/uur.

Biodémo

De BioDémo is een industriële pilotopstelling voor industriële biotechnologische procedé’s, het is een filiaal van ARD. Het doel ervan is dat het een toplocatie wordt dankzij de komst van de leerstoel van de Ecole Centrale de Paris, een sciencepark (Technopôle Reims-Epernay) en een biorefinery-instituut. De BioDémo versterkt de bestaande synergieën tussen de reeds aanwezige acteurs (ARD, BioAmber, Chamtor, Cristal Union, Cristanol, Soliance…) met de partners van het Futurol-consortium. Biodémo is een open demonstratie-fermentor . Deze investering ter waarde van 21 miljoen euro is eigendom van ARD en werd mede mogelijk gemaakt door steun van de EU en van de regio. In eerste instantie is gewerkt aan barnsteenzuur door BioAmber, een joint venture tussen het Amerikaanse DNP en ARD, inmiddels heeft DNP het aandeel van ARD teruggekocht. De barnsteenzuurproductie  door DNP zal opvolging krijgen in Canada en de VS.
Bij de start van de BioDémo claimde men in Pomacle-Bazancourt de grootste fermentor ter wereld te hebben.

Synergieën water, stoom, energie…

De biorefinery van Pomacle-Bazancourt, Frankrijk.

De biorefinery van Pomacle-Bazancourt, Frankrijk.

Bijgaande afbeelding geeft een indruk van de spelers en de vele synergieën die binnen de bioraffinaderij van Pomacle-Bazancourt op het industrieterrein ‘Les Sohettes’ aanwezig zijn.

Watersynergie: Opvang van condensie: 50 000 m3 condensie die over is en die Chamtor gebruikt voor zijn gewassen op het land. Voordeel: minder onttrekking van grondwater en herwinning van energie.
Stoomsynergie: wederzijdse nood-stoomtoevoer. Voordeel: verhoogde betrouwbaarheid van de industriële middelen.
Reststromensynergie: zuivering, opslag, verspreiding over het land van reststromen.
Productsynergie: de producten of bijproducten van het ene bedrijf vormen de grondstoffen van het andere.
R&D-synergie: onderzoeksprogramma’s worden gezamenlijk besloten door de 
agroverwerkende bedrijven die aandeelhouder van ARD zijn.
Energies
ynergie: productie van bio-ethanol uit bijproducten van de suikerbieten- en graanverwerking. Energie : gebruik van de door WKK geproduceerde stoom.
Organisaties
ynergie: in het kader van de pôle de compétitivité I.A.R. zijn er allerlei organisatorische  synergieën ontstaan : assistentie bij de bouw en exploitatie van nieuwe installaties en opleidingsprogramma’s.
Boorsy
nergie: aanvoer van water. 

Wilt u nader kennismaken met de Franse spelers van de biobased economy, dan is de Plant Based Summit in november in Parijs een must!
Plan Based Summit, Parijs van 19 tot 21 november 2013

Bronnen

Productie groene grondstoffen, rapport Universiteit Wageningen, Food and Biobased Research. IOn het kader van dit rapport brachten de auteurs ook een bezoek aan Pomacle Bazancourt.

Websites ARD en IAR

%d bloggers liken dit: