Waterzuiveraar Aquature: ‘Afvalwater bevat genoeg chemische energie om de hele vraag naar waterstof te vergroenen’

Afvalwater als bron voor groene waterstof? Het Britse Aquature bewijst dat het kan. Voorlopig nog in een bescheiden kilolab in BlueChem, de incubator voor duurzame chemie in Antwerpen. Maar de plannen voor opschaling liggen klaar

De Britse startup Aquature pioniert met het zuiveren van industrieel afvalwater. De ambitie: zoveel mogelijk grondstoffen als groene chemicaliën terugwinnen en tegelijkertijd waterstof en andere CO2-neutrale brandstoffen produceren.

Na het proces, een voorbeeld van Carbon Capture and Utilisation (CCU) waarbij CO2 niet alleen afgevangen maar ook hergebruikt wordt, krijgt de klant gezuiverd proceswater terug en is de kringloop gesloten.

Voorlopig echter bestaat de technologie uitsluitend op het niveau van reageerbuizen, distilleerkolven en bioreactoren in twee labo’s in BlueChem, de in 2020 gelanceerde incubator voor duurzame chemie en circulaire economie in Antwerpen, thuishaven van de grootste chemiecluster van Europa.

BlueChem, een initiatief van chemiefederatie essenscia met steun van Vlaanderen, Europa en het Antwerpse stads- en provinciebestuur, huisvest intussen 13 start-ups. Die huren er tegen gunstige voorwaarden laboratoria, vergaderlokalen en andere werkplekken, maar kunnen ook rekenen op een gespecialiseerde dienstverlening op maat met directe toegang tot een innovatienetwerk van partnerbedrijven, universiteiten en onderzoekscentra.

Een succesverhaal, in 2025 moet een tweede vestiging opengaan. BlueChem XL zal 1500 vierkante meter laboruimte herbergen, het dubbele van de huidige capaciteit.

We ontmoeten in BlueChem Steffen Georg, de Chief Technology Officer van Aquature die een verdienstelijke poging doet om zijn missie voor leken bevattelijk te maken. ‘Courante waterzuiveringsmethodes steunen op een technologie die intussen al een eeuw oud is’, schetst hij het brede plaatje. ‘Dat proces vreet energie, terwijl afvalwater in feite een bron is van chemische energie. Dat moet beter kunnen, was ons uitgangspunt. Water is een vitale grondstof, maar hetzelfde geldt voor afval. Onze uitdaging was beide te verzilveren. Proceswater terugleveren, en de energie uit het afval benutten om duurzame brandstof te produceren’.

Microben

Conventionele waterzuivering werkt als een tweetrapsraket. De aerobe voorbehandeling genereert een stroom slib, grotendeels bestemd voor berging op een stortplaats. De resterende organische fractie wordt anaerobisch vergist, een proces waarbij de chemische energie wordt omgezet in methaan, helaas een sterk broeikasgas.

‘Dat komt door de gebruikte bacteriën, methanogenen’, zegt Georg. ‘Die bacteriën zijn erg gevoelig, bij de minste wijziging in hun voedselstroom kunnen ze afsterven. Onze methode maakt gebruik van een heel ander soort bacteriën, micro-organismen die we kennen uit de bio-elektrochemie, een onderzoeksveld dat zich de voorbije veertig jaar sterk heeft ontwikkeld. Voordeel: ze zijn taai en flexibel, geschikt om te overleven in extreme en onstabiele omstandigheden. Met onze methode recupereren we niet alleen veel meer chemische energie, maar ook de conversie werkt anders. Energie wordt rechtstreeks in elektriciteit omgezet, en daarmee kunnen we vervolgens groene waterstof maken zonder langs de omweg van methaan te passeren. Dat is een enorme doorbraak, zeker als je bedenkt dat momenteel 97 procent van de beschikbare waterstof grijs is, gemaakt met methaan of andere fossiele brandstoffen’.

Microbiële elektrolyse, zoals de methode ook heet, heeft volgens Georg een groot potentieel. ‘Volgens onze berekeningen is het perfect mogelijk om de alle nodige waterstof uit afvalwater te winnen. De voorraad chemische energie is haast onuitputtelijk, het komt er op aan die efficiënt te benutten’.

Voor het zover is moeten echter nog grote stappen worden gezet. Voorlopig is Aquature een startup van drie medewerkers met geboorteplaatsen in Egypte, Duitsland en Zuid-Afrika. Hun gemeenschappelijke verhaal begint in Schotland, waar medestichter Ahmed Ismail voor rekening van een Britse durfkapitalist onderzoek verrichtte naar methodes om C02-vrije brandstoffen te produceren. Zo kreeg hij Steffen Georg op de radar, op dat moment een doctoraatsstudent in Wageningen. ‘Het was grappig’, zegt Georg. ‘Ik zag die eerste videocall als een loutere kennismaking, maar Ahmed kwam meteen ter zake en vroeg of ik een startup wilde oprichten. Financiering, technische ondersteuning, hij had het allemaal goed doordacht. Een half uur later was ik dus co-founder van een startup’.

Dat Aquature in Antwerpen neerstreek, is geen toeval. ‘In het Verenigd Koninkrijk zijn laboratoria schaars en onbetaalbaar’, zegt hij. ‘We zijn gaan rondkijken in Maastricht, Amsterdam, Gent, Brussel, Rijsel en Luxemburg, maar het aanbod van BlueChem in Antwerpen sprong er echt uit. De kwaliteit van de labo’s is top, bovendien is deze omgeving perfect om door te groeien. We delen het gebouw met andere startups waarmee we ervaringen en knowhow uitwisselen. De voornaamste troef van BlueChem is echter de nabijheid van de haven waar heel veel potentiële klanten en partners zijn gevestigd’.

De volgende stap, een pilootinstallatie, wordt al op de tekentafel voorbereid. Wellicht zal Aquature daarvoor scheep gaan met NextGen, een initiatief van Port of Antwerp-Bruges om de voormalige site van General Motors om te turnen in een hotspot voor circulaire maak- en procesindustrie. Tegen 2026 wil Aquature een commercialiseerbare installatie ontwikkelen, er lopen al contacten met de brouwerij van Westmalle die jaarlijks 3000 ton afvalwater produceert.

Net zoals de Vlaamse multinational Ekopak wil Aquature waterzuivering als dienst verkopen, te factureren per kuub. Op termijn worden grotere volumes haalbaar. Aquature mikt in eerste instantie op de voeding- en drankenindustrie, maar de technologie is even geschikt voor andere grote waterverbruikers en vervuilers zoals papier-en kartonfabrieken, biomassacentrales en veestallen. Momenteel is de behandeling van industrieel afvalwater een zaak van plaatsverslindende bezinkinstallaties of opslagtanks die op geregelde tijdstippen door gespecialiseerde firma’s worden geledigd. ‘Totaal inefficiënt’, zegt Georg. ‘Die tankwagens zijn voor meer dan negentig procent met water gevuld. Stationaire containers maken dat soort transport overbodig. We maken op vele manieren een positieve impact voor het klimaat’.