Van afval naar groene energie: is dit de waterzuivering van de toekomst?

De Britse start-up Aquature pioniert met het zuiveren van sterk vervuild afvalwater. Dat doen ze door het organische afval om te zetten naar groene chemicaliën, waterstof en andere CO2-neutrale brandstoffen. Met de steun van stad Antwerpen kon het jonge bedrijf hun technologie op kleine schaal testen via een pilootproject bij een brouwerij. Momenteel bouwen ze aan een commercialiseerbare installatie in BlueChem, die ze vanaf 2027 willen implementeren bij bedrijven in de voedings- en papierindustrie en in de landbouw. “Onze methode biedt een circulair en kostenefficiënt alternatief voor de energie-intensieve traditionele waterzuiveringsprocessen. Gezien de klimaatproblematiek zijn we overtuigd van het grote marktpotentieel”, klinkt het bij oprichter Steffen Georg, Ahmed Ismail en Björn Pietruschka.

Op het eco-effectieve bedrijventerrein Blue Gate Antwerp opende in mei 2020 BlueChem de deuren, de eerste incubator voor duurzame chemie in België. Deze unieke publiek-private samenwerking brengt industrie, academici en de overheid samen met als doel start-ups en groeibedrijven te helpen groeien op industriële schaal. Gelegen in het hart van één van de grootste chemieclusters ter wereld, vlak bij de Haven van Antwerpen, geeft BlueChem een boost aan beloftevolle innovaties die de chemie van de toekomst mee vormgeven. Zoals die van Aquature Technologies, de Britse start-up die zich er vestigde begin 2022.

Afvalwater als energiebron

Aquature Technologies ontwikkelde een revolutionaire waterzuiveringstechnologie: een volledig circulaire en koolstofnegatieve manier om afvalwater om te zetten in groene brandstof en schoon water. “De traditionele waterzuiveringsmethodes zijn gebaseerd op een intussen achterhaalde technologie”, weet mede-oprichter Steffen Georg, een Duitse biochemicus die het grootste deel van zijn carrière wijdde aan de ontwikkeling van microbiële elektrochemische processen voor de behandeling van organisch afval.

“Het verwijderen van verontreinigende stoffen uit afvalwater vergt ontzettend veel energie en tijdens dit proces komen broeikasgassen vrij (afvalwaterzuivering is goed voor 3% van de jaarlijkse wereldwijde uitstoot van broeikasgassen, wat neerkomt op het verbranden van 200 miljoen olievaten, red). Bovendien creëert het geen inkomsten omdat afvalwater meestal wordt geloosd, terwijl het eigenlijk een bron is van chemische energie die geschikt is om te worden teruggenomen en hergebruikt.” Georg was ervan overtuigd dat dit beter moest én kon, en ging op zoek naar een oplossing om waardevolle stoffen uit afvalwater te halen. Dat deed hij niet alleen, maar samen met de Egyptische chemicus Ahmed Ismail en Björn Pietruschka, een bio-ingenieur met Zuid-Afrikaanse roots.

De oplossing die het drietal vond, betekende het begin van hun start-up Aquature, die van industrieel afvalwater weer schoon water maakt. Tijdens het verwerkingsproces produceert Aquature chemische energie. Die gebruiken ze om de CO2 uit het verontreinigde water om te zetten in waterstof en andere groene chemicaliën, zoals ethanol en azijnzuur. “Onze technologie is koolstofneutraal omdat de bron van de chemicaliën het biologische afval in het water is. Tijdens dit proces komt geen methaan of fossiel CO2 vrij”, verduidelijkt mede-oprichter Ahmed Ismail, met zijn twaalf jaar ervaring in de energie-industrie een expert in het opschalen van technologieën in de waterzuivering en energie-industrie.

Succesvol pilootproject in brouwerij

De volledig circulaire technologie voor waterzuivering die Aquature ontwikkelde, is op zich niet nieuw, maar de Britse start-up is wel het eerste bedrijf dat ze op de markt wil brengen. Hiervoor kunnen Georg, Ismail en Pietruschka rekenen op stad Antwerpen, die meteen geloofde in de oplossing en zorgde voor financiële ondersteuning van hun project. “We zijn de stad enorm dankbaar. Dankzij hen konden we een pilootproject opstarten om te bewijzen dat onze oplossing echt werkt”, klinkt het.

Bij dit pilootproject levert de brouwerij haar processtromen en afvalwater aan de modulaire fabriek van Aquature off-site. “Ter plaatse bouwden we een afvalwaterzuiveringsinstallatie die 5m3 afvalwater per dag kan behandelen. Per kubieke meter gezuiverd afvalwater betaalt de brouwerij slechts 15 euro, en ze maakt geen transportkosten. Bovendien produceren we waterstof, azijnzuur en natriumhydroxide die de brouwerij kan hergebruiken in het brouwproces. In totaal leidt dat volgens onze recentste berekeningen tot een besparing van meer dan 30% voor de klant”, licht Ismail het project toe. Een extra toegevoegde waarde aan dit proces is de verwijdering van fosfaatverontreinigingen uit de processtroom - een cruciaal pijnpunt bij voedselproducenten waarvoor nog geen geschikte oplossing is gevonden.

Waterzuivering als dienst

Nadat het pilootproject had bewezen dat de technologie van Aquature werkt, was het voor het jonge bedrijf tijd voor de volgende stap. “Momenteel ontwikkelen we in BlueChem een commercialiseerbare installatie. Die hopen we tegen eind 2026 klaar te hebben, om dan vanaf 2027 onze oplossing op de markt te brengen”, zegt Georg.

Net zoals de Vlaamse multinational Ekopak is Aquature van plan om waterzuivering als dienst te verkopen, waarbij bedrijven betalen per kubieke meter. In eerste instantie richten ze zich hiermee op de voedings- en papierindustrie en de landbouw; sectoren die veel afvalwater hebben en steeds meer vragende partij zijn voor lagere energiekosten en minder CO2-uitstoot. “De duurzame chemicaliën die wij produceren, hebben veel bedrijven nodig voor hun productieprocessen. We merken alleszins een grote interesse in onze oplossing. Ondernemingen zijn duidelijk op zoek naar manieren om duurzamer en kostenefficiënter te werken. We zijn dan ook overtuigd van het potentieel en de slaagkansen”, zegt Georg.

Voor de oprichters vormt BlueChem de perfecte uitvalsbasis om hun unieke waterzuiveringstechnologie internationaal te lanceren. “Voor een buitenlandse start-up in circulaire economie is een uniek ecosysteem als BlueChem, met state-of-the-art labo’s en ondersteunende dienstverlening, de gedroomde omgeving om door te groeien. Met de andere start-ups die hier gevestigd zijn delen we kennis en expertise. Ook de directe link met de industrie en internationale spelers via de nabijheid van de Antwerpse haven is van onschatbare waarde om ons bedrijf te doen groeien”, klinkt het.

Impact maken

Dat het drietal een bedrijf zou oprichten om een baanbrekende technologie op de markt te brengen, stond echter niet in de sterren geschreven. Het begon in Schotland, waar Ismail onderzoek deed naar methodes om koolstofvrije brandstoffen te produceren. “Zo kwam ik in contact met Steffen, die op dat moment bezig was aan zijn doctoraatsstudie in Wageningen. Onze eerste kennismaking verliep vlot en dan ging het snel. Nog diezelfde dag hadden we samen een start-up opgericht.”

De jonge chemicus had over alles goed nagedacht, maar werd vooral gedreven door zijn ambitie om impact te maken. “Ook al is de wil er, in een groot bedrijf gaan de dingen altijd veel trager dan in een kleine start-up, waar het risico bovendien kleiner is aangezien er minder mensen bij betrokken zijn”, zegt hij. “Ook ik wil met mijne expertise graag iets betekenen voor de wereld. Het klimaat was, gezien de wereldwijde problematiek, voor mij de enige juiste keuze. Met onze innovatieve methode voor circulaire waterbehandeling geloof ik dat we echt een positieve impact kunnen maken op de lange termijn.”