Chemisch technoloog Han van Kasteren deelt zijn kijk op de biobased economie, de nieuwe chemie en de energetische uitdagingen van deze nieuwe technologieën. Feit is dat de wereldwijde totale biomassaproductie en wat de mens daarvan verbruikt niet in evenwicht zijn. Het succes van de groene chemie hangt nauw samen met het vinden van een goede balans tussen bodem, voedsel en de biobased economie. Uit de cijfers van Han blijkt dat een volledige biobased economie om extra 20 gigaton biomassa vraagt waar we nu fossiel als grondstof voor gebruiken. Dat is bovenop de 20 gigaton die we nu, veelal uit de landbouw, verbruiken. De oplossing? Het blijkt dat minder vlees eten, landbouwgronden weer terug in productie brengen, meer hernieuwbare energie opwekken en het hoogwaardig valoriseren van biomassa reststromen, samen de vraag naar extra biomassa prima kunnen opvangen. Het vraagt wel dat zowel de landbouw als de chemie een andere waardeketen en verwaarding realiseren, om samen in harmonie te kunnen verhouden.
—
Help je ons met meer Nieuw Voer? Met jouw eenmalige donatie of maandelijkse donaties via Petje.af/nieuwvoer help je mij met meer onafhankelijk hoogwaardige verhalen van pioniers te maken. Alvast veel dank voor je (kleine) steun en het vertrouwen.
—
Dubbel zo veel biomassa nodig voor de biobased transitie
Han haalt de volgende cijfers aan ter indicatie daar de statistiek hier niet zo nauwkeurig is. Voor het gemak telen we wereldwijd jaarlijks 9 gigaton vers voedsel (inclusief water), en daarvan eten we 3 gigaton, want de rest van de plant kunnen we niet eten. Voor onze houtachtige materialen gebruiken jaarlijks 3 gigaton hout en 0,032 gigaton aan natuurlijke vezels (katoen, hennep, vlas, wol) geproduceerd. We verstoken maar liefst 2 gigaton aan hout (met veelal ontbossing als gevolg). Grofweg is dit ongeveer gelijk aan de biomassa die we verbruiken voor de productie van voedsel. Aan de andere kant verbruiken we ongeveer 20 ton aan fossiele energie, wat evenveel is als de biomassa. Willen we een biobased transitie maken, hebben we het dubbele nodig van wat we nu produceren.
Balancing the Global Carbon Budget – R.A. Houghton
Global Carbon Budget 2021
Aanvullende aanvulling van Han: “fotosynthese schommelt rond de 200 GTon C (120 land 80 zee) in totaal (geschat!). Menselijke emissie netto rond 5-6 GTC per jaar aan atmosfeer toegevoegd. Dit betekent ongeveer 2,4 ppm per jaar stijging in CO2 concentratie. Van 2011- 2021 van 390 ppm naar 414 ppm CO2.”
Verbinding tussen landbouw en chemie vraagt nieuwe waardeketens en andere sleuteltechnieken
De verbinding tussen groen (de landbouw) en grijs (de chemie) heeft nog wat voeten in aarde. Voor de landbouwsector kan enerzijds minder vlees eten en minder dierlijke melk drinken heel veel land vrijmaken voor het verbouwen van plantaardig voedsel voor de mens (en daarmee de wereld overvloedig kunnen voeden) en biobased verwaarding van biomassa reststromen. Anderzijds kan meer landbouwgrond terug in productie gebracht worden door de bodems te herstellen.
Naast landbouwgrond herstellen en vrijmaken moet gestopt worden met het verbranden van hout voor energieproductie. Het moet vervangen worden door alternatieve hernieuwbare bronnen. En we moeten zorgen voor meer bosaanbouw dan dat we kappen. Dan zouden we prima een gezonde en regenerative biobased economie kunnen opbouwen.
Ook de chemische sector is in beweging. Er wordt gekeken naar alternatieve technieken die gebruik maken van elektronen en een aanvullende katalysator om water en CO2 om te zetten in nieuwe moleculen. Ook deze sector beweegt zich langzaam weg van het gebruik van fossiele grondstoffen.
Decentraal de eerste bewerkingsslag maken om transport goedkoper te maken
De biobased economie jaagt een decentrale verwerking van biomassa aan. Met het scheiden van het water en de vezels wordt logistiek goedkoper (minder massa) en verdere verwerking beter. Lokale kleine verwerkingsfabriekjes maken het mogelijk gemakkelijker interessante inhoudsstoffen uit biomassa te halen en die vervolgens centraal te verwerken. Dit soort reststromen heeft een groot potentieel. Om de grijze sector ermee te kunnen verbinden is het nog wachten op alternatieve technieken die langzaam volwassen worden.
Bioraffinage heeft de toekomst
Interessant is dat de landbouwer van de toekomst anders gaat kijken naar zijn productie. Hij kijkt naar hoe elk deel van de plant gebruikt kan worden; als voedsel of als grondstof. Er ontstaat een producten mix tussen de voedselsector en toelevering aan biochemische en bouwsector. Compost wordt gebruikt om de mineralenkringloop te sluiten. En vezels worden bijvoorbeeld weggezet voor de kledingproductie. Vroeger zagen we de vezels van de vlasplant waar linnen stof van gemaakt wordt. Tegenwoordig wordt er jeansstof gemaakt van brandnetels. De hele crux is het verzinnen van moderne toepassingen van oude principes. En het vinden van de juiste machines voor verwerking en fabricering. Die ontbreken veelal in Nederland, want de kunst van reststromen verwerken is zo goed als verdwenen uit ons land. Daarom worstelen pioniers met van A naar C te komen.
De verwerking van reststromen komt steeds vaker uit bij bacteriën, schimmels en insecten om landbouw grondstoffen verder te verwaarden. Dat gaat om verdere cascadering van reststromen. Daarmee wordt bedoeld het zo efficiënt mogelijk gebruik maken van biomassa en reststromen. Cascadering is een stap verder dan alleen kijken naar alleen nutriëntendichtheid en inhoudsstoffen. Daar ontstaan nieuwe waardeketens waarbij de landbouw het vertrekpunt is.
Luister voor meer verdieping ook de podcast-afleveringen met Wim de Laat van The protein brewery en Remco Mensinck van BioduPro.
We ontdekken steeds meer interessante inhoudsstoffen in biomassa. Natuurlijke stoffen met meerdere functies dat het heel interessant maakt om deze in te gaan zetten. Bijvoorbeeld pigmenten die een extra toegevoegde waarde hebben vanwege hun anti-bacteriële of antioxiderende eigenschappen. Met welke techniek dat potentieel te realiseren is nog de vraag.
Het concept van bioraffinage met multi-output, zoals fossiele raffinage, maakt het mogelijk te sturen op meerdere outputstromen voor bedrijfseconomisch rendement. Daarmee wordt het mogelijk dat natuurlijke producten (zoals indigo) weer gaan concurreren met synthetische producten.
Mindshift rond voedsel en reststromen leidt tot snellere transitie
Hoe we denken over voedsel ligt volgens Han in de opvoeding en in marketing waaraan we blootgesteld worden. Dat wat je als volwassene lekker vindt, is vaak datgene wat je moeder vroeger voor je maakte. Anders gaan denken over voedsel kan dan ook via die kanalen worden bereikt.
Een transitie kost veel tijd. Binnen 10 jaar een technologische omschakeling is snel. Dat het kan heeft het verleden al laten zien. Kijk maar naar de aardgas transitie in de jaren ’60 (in 10 jaar alle huizen op gas aangesloten). We hebben nieuwe verdienmodellen nodig en een creatieve blik op verwaarding. We gaan terug naar de tijden van alles benutten en zo min mogelijk weggooien. Terug naar de oude technieken. Maar alles in een nieuw hedendaags jasje. De combinatie van bestaande componenten en technieken tot iets nieuws. Dat is precies wat innovatie is.
Informatie:
Balancing the Global Carbon Budget – R.A. Houghton
Global Carbon Budget 2021
