Wie zijn naam intikt merkt dat het internet Kevin Van Geems voetbalcarrière minstens zo belangrijk vindt als zijn chemische palmares. Hij speelde in de jeugd van AA Gent, en tussen 1995 en 2010 op hoog niveau bij diverse andere Vlaamse clubs. Het was weliswaar nooit zijn ambitie om de Belgische eredivisie te bereiken, maar in 2007 lag het wel in het verschiet, toen zijn club FCV Dender EH promoveerde. Van Geem zag er echter op 29-jarige leeftijd vanaf.

‘Voetbal deed ik zeer graag, maar voor mij was het eerder werk, en studeren en promoveren was mijn hobby. Topvoetbal is in werkelijkheid niet de droom die je in jongensboeken leest, of op televisie ziet als een ploeg de beker wint. Het is een harde, competitieve wereld. Achter de schermen is er ook misère met blessures, uitbuiting en financiële problemen. En als je vijfendertig wordt, dan is er daarna nog een heel leven. Ik heb dat altijd in mijn achterhoofd gehouden: na het voetbal moet er ook iets zijn. Van mijn hobby heb ik mijn werk kunnen maken: ik ben professor geworden. Ik heb een fantastische job met veel vrijheid om te doen wat ik leuk vind. Dat is een enorme luxe, dus ik ben blij dat ik die keuze heb gemaakt.’

‘Je moet durven erkennen dat jouw innovatie meestal maar een deel van de oplossing is’

Van Geem werkt sinds 2017 als hoogleraar Thermochemische Reactietechniek aan de Universiteit Gent, waar hij onder meer onderzoek doet aan een experimentele stoomkraker en pyrolysereacties waarin plastic wordt omgezet in een olieachtige grondstof voor de petrochemische industrie. Hij is tevens directeur van het Centrum voor Duurzame Chemie, een koepelorganisatie binnen de Universiteit Gent die zeven jaar geleden is gestart. ‘We werken in het centrum aan chemie, analytische technieken en procestechnologie, maar we hebben er ook socio-technische kennis aan toegevoegd, vanuit het centrum voor duurzame ontwikkeling. Op die manier hebben we samen met andere universiteiten langjarige financiering van de Vlaamse overheid kunnen garanderen voor onderzoek aan bijvoorbeeld plasticrecycling en elektrificatie van de chemische industrie.’

Er wordt dus aan meer gedacht dan reactoren en moleculen?

‘Je hebt altijd meer nodig dan techniek, want uiteindelijk moet de innovatie ook aanvaard worden door de samenleving. Sommige mensen denken dat vergroening in de chemische industrie vergelijkbaar is met het installeren van een app op een telefoon. Maar innovaties gaan stapsgewijs en je hebt verschillende technieken naast elkaar nodig. Er is niet één ideale oplossing. Denk aan duurzame energie: waterstof is een deeloplossing, maar zeker niet de enige.’

Is dat misschien een probleem bij discussies over verduurzaming, dat er te veel advocaten zijn van één technologie?

‘Ook veel academici redeneren op die manier vanuit hun eigen vakgebied. Dat kan leiden tot navelstaren. Vanuit de eigen expertise zie je een bepaalde oplossing en heb je misschien niet de objectiviteit om andere opties te zien. Je moet durven erkennen dat de innovatie die je zelf onderzoekt meestal maar een deel van de oplossing is.’

Je doet onderzoek aan chemische recycling van plastic afval. Mechanische recycling via omsmelten van plastics is al langer in zwang. Zijn dat twee voorbeelden van technologieën die naast elkaar kunnen bestaan?

’Als je kunststof mechanisch kunt recyclen, moet je dat vooral doen. Chemische recycling is complementair, maar staat nog in de kinderschoenen. Op industriële schaal wordt het nagenoeg niet gedaan. Op langere termijn kan de chemische route heel belangrijk worden. Europa produceert weinig aardolie, maar we hebben wel veel plastic afval. Dat kan een belangrijke koolstofbron worden. Een studie van Systemiq laat zien dat de chemische industrie met de huidige afvalstromen vrijwel circulair kan opereren door een combinatie van mechanische en chemische recycling. In Europa is jaarlijks ongeveer vijftig miljoen ton plasticafval beschikbaar. Daarmee kun je in 2050 aardolie vervangen in de productie van chemicaliën, zoals monomeren voor nieuwe plastics.’

‘Als er wettelijke eisen worden gesteld volgt de markt vanzelf’

Je doet onderzoek aan pyrolyse en vergassing van afvalplastics. Zijn dat de technologische opties bij chemische recycling?

’De verzamelnaam chemisch recyclen wekt soms de indruk van een silver bullet, maar in werkelijkheid is het een verzameling van technieken, afgestemd op een bepaalde afvalstroom. Pyrolyse tot olie of omzetting in syngas is voor een aantal kunststoffen een route, maar voor polycarbonaten niet. Hetzelfde geldt voor textielafval. Daar moet je eerder denken aan solvolyse.

Er zijn veel verschillende afvalstromen en veel verschillende polymeren. Maakt dat het kiezen van een onderzoekfocus nog lastig?

‘Er is juist veel ruimte voor nieuw onderzoek, het probleem is eerder dat iedereen ongeveer hetzelfde probeert te doen. In het Centrum voor Duurzame Chemie proberen we elkaar aan te vullen. De ene collega heeft verstand van heterogene katalyse, de ander is gespecialiseerd in sorteren van plastics. Als je die mensen samenbrengt, krijg je meer gedaan. Je kunt daardoor complexere oplossingen onderzoeken.’

‘Innovaties gaan stapsgewijs en je hebt verschillende technieken naast elkaar nodig’

Wat de kinderschoenen van chemisch recyclen betreft: wat maakt deze route ingewikkeld?

‘Er zijn twee grote uitdagingen: schaal en onzuiverheden. Er is op dit moment te weinig productiecapaciteit. De huidige pyrolyse-installaties hebben een capaciteit van 100.000 ton per jaar. Vergelijk dat met de capaciteit van drie miljoen ton nafta in een gemiddelde stoomkraker. Drie miljoen ton versus 0,1 miljoen ton laat zien dat de aanvoer van pyrolyse-olie nog lang geen match is, zeker als je je realiseert dat alleen al in Nederland en Vlaanderen vijf stoomkrakers in bedrijf zijn. Door efficiëntere inzameling en import van afval kan die stroom uiteraard snel groeien. De andere uitdaging zijn onzuiverheden. Vaak wordt er onderzoek gedaan met pyrolyse van schone polypropyleen of polyethyleen, maar in echt afvalplastic zitten sporen polyamide, stukjes pvc of metaaldeeltjes. En je wilt een stoomkraker niet vergiftigen met metalen, stikstof, chloor of zuurstof.’

Betekent dat grondige mechanische scheiding om pvc-resten en metaal vooraf uit een plasticafvalstroom te vissen?

‘Dat is een deel van de oplossing, en daarin zijn al grote stappen gezet met de ontwikkeling van moderne sorteerinstallaties. Het ontbreekt alleen nog aan capaciteit. Een van de onderzoekslijnen in mijn groep richt zich op verwijdering van contaminanten uit pyrolyse-olie. Metaaldeeltjes kun je heel goed met filtratie verwijderen, andere componenten met een behandeling met waterstof. Je kunt ook het plasticafval voorbehandelen voordat het naar de pyrolysereactor gaat, bijvoorbeeld voor de verwijdering van chlorides en bromides. Als je naar echt grote recycle-volumes gaat, zijn verschillende zuiveringsstappen nodig. Maar het hele proces moet kosteneffectief blijven. Hydrogenering wil je zoveel mogelijk beperken, want waterstof is duur.’

Ik kan me voorstellen dat grondig sorteren van plastics ook geld kost, terwijl je moet opboksen tegen goedkoop, schoon aardolieplastic. Zit deze technologie niet in een achterstandspositie?

‘Daar gaat de overheid bij helpen, want recycling wordt een kwestie van moeten. Europa gaat richtlijnen opstellen voor minimale percentages gerecycled materiaal in nieuw geproduceerd polyethyleen of polypropyleen. Dat wordt berekend op basis van het tonnage pyrolyse-olie dat met de nafta in een stoomkraker wordt verwerkt. Recycling is misschien niet competitief omdat aardolie goedkoper is, maar als er wettelijke eisen worden gesteld aan het aandeel gerecycled materiaal, dan volgt de markt vanzelf. En de fractie gerecycled materiaal in plastic gaat de komende jaren alleen maar groeien.’

‘Er zijn twee grote uitdagingen: schaal en onzuiverheden’

Is er iets te zeggen over het tempo waarin dat gaat gebeuren?

‘Dat zal heel snel gaan. De Europese Unie trekt er gewoon heel hard aan. Er zitten daardoor al veel projecten in de pijplijn, bijvoorbeeld een pyrolysefabriek in Rotterdam van Pryme en Shell. Verder bouwt Dow met Mura nieuwe fabrieken, en SABIC investeert in installaties samen met Plastic Energy. Dat zijn geen luchtkastelen. De economische vooruitzichten voor deze technologie zijn ook niet slecht, want de consument is bereid om iets meer te betalen.’

Als je naar de petrochemie kijkt, zijn er dan nog interessante duurzame innovaties denkbaar?

‘Het zou ideaal zijn als we bij plasticrecycling de stoomkraker kunnen overslaan, door met een katalytisch proces uit afval direct monomeren zoals ethyleen en propyleen te maken. De huidige keten via pyrolyse naar stoomkraker levert vijftig procent chemische bouwstenen en de rest brandstof, maar liever wil je uit afval 95 procent bouwstenen maken. Dan haal je een veel grotere atoomefficiëntie. We komen op labschaal met katalytische pyrolyse inmiddels in de buurt van de 85 procent omzetting. Het vraagt nog verdere finetuning van nieuwe reactortechnologie met heel robuuste katalysatoren.’

Je onderzoekt processen in chemische reactoren, maar je hebt tegelijkertijd aandacht voor de economische realiteit van de industrie en het effect op het milieu.

‘Zo zit ik in elkaar. Ik heb ook in de industrie gewerkt, dus misschien helpt dat. Ik doe altijd een techno-economische analyse, een levenscyclusanalyse en een berekening van de potentiële reductie in broeikasemissies. Omdat ik voor mezelf wil weten of de oplossing die ik aanreik een stap in de juiste richting is. Dan is duidelijk of een innovatie echt iets kan bijdragen aan een betere wereld voor mijn zonen van tien en twaalf. Met een paar eenvoudige berekeningen kun je daar een vrij goede schatting van maken.’