In deze serie hebben we drie ontwerpregels besproken: verlaag kapitaalkosten en schep banen, wees zuinig met materialen, en behoud structuur. Onze laatste richtlijn, het draait om elegantie, omvat deze eerste drie en voegt er ook nog iets aan toe.
In de chemie betekent elegantie: het doel bereiken met minimale inspanning (gemeten in energiegebruik en aantal reactiestappen), en maximaal resultaat (gemeten in opbrengst en kwaliteit van het product, en in weinig afval). De petrochemische industrie, hoewel zeer succesvol, is alles behalve elegant. Sommige processen die essentieel zijn voor deze industrie, zoals de Haber-Bosch reactie, zijn spreekwoordelijk on-elegant. Haber-Bosch maakt ammoniak uit waterstof en stikstof, met lage opbrengst, en bij hoge temperatuur en druk. Kenmerkend is dat wij deze reactie kunnen omzeilen door aminozuren uit eiwitten te gebruiken als grondstof. De petrochemische industrie gebruikt veel energie in een veelheid van processtappen, en produceert veel (en vaak giftig) afval. In de loop van de tijd is de opbouw van deze industrie wel eleganter geworden, door warmtewisseling tussen reacties die warmte opwekken en nodig hebben, en door een ‘productenboom’, waarin stoffen uit elkaar worden gemaakt.
Elegantie is de sleutel tot economisch succes
De groene industrie kan vanaf het begin elegant zijn – en dat levert voordeel op. Door behoud van structuur hebben reacties minder inputs nodig, terwijl ze minder afval maken. Zuinigheid met materialen betekent niet alleen minder grondstoffen en milieueffecten, maar ook meer winst. Met biotechnologische middelen kunnen meerdere reacties in één stap worden uitgevoerd als men de micro-organismen goed genoeg kan modificeren – opnieuw eleganter. En verlaging van kapitaalkosten betekent ook dat de industrie niet langer groot hoeft te zijn om succes te hebben. We concluderen dat elegantie de sleutel zal zijn tot het economische succes van de groene industrie. En misschien ook wel tot zijn aanvaarding door het publiek.
Boven dit artikel staat uitdrukkelijk: het draait om elegantie (in het Engels: elegance is beautiful). Er staat niet: small is beautiful. Het gaat hier niet in de eerste plaats om schaalgrootte. We verwachten wel dat groene industrieën in het algemeen kleiner zullen zijn dan de bestaande, maar de transitie draait niet om ‘klein’. Natuurlijk zijn er wel economische redenen voor een kleinere schaal. Groene grondstoffen moeten over een groot gebied worden gewonnen. En vooral in natte toestand kunnen ze niet vér worden vervoerd. Daarom zullen groene industrieën hun wortels hebben in hun regio’s, veel meer dan de huidige industrie. Dat betekent een kleinere schaal, maar niet omwille van zichzelf.
Snellere innovatie door elegantie
In het eerder genoemde rapport (‘Rules for the bio-based production of bulk chemicals on a small scale’ door Elinor Scott, Marieke Bruins en Johan Sanders) bekijken de auteurs aan de hand van hun gegevens of groene industrieën inderdaad met lagere kapitaalkosten kunnen bouwen, in concurrerende en middelgrote eenheden met een capaciteit van 15.000 ton per jaar voor een scala aan producten. Voor suikers (met anaerobe vergisting) en aminozuren als grondstof komen ze op investeringskosten van € 12 tot 15 miljoen voor zulke installaties, een bedrag dat zelfs voor first-of-a-kind fabrieken heel aanvaardbaar is. (‘Heeft u ooit een first-of-a-kind fabriek van € 80 miljoen aan uw directie voorgesteld, zoals ik dat drie keer heb gedaan in mijn loopbaan?’ vroeg Johan Sanders zijn publiek bij zijn afscheidsrede, bedoelend dat zoiets nooit gaat lukken). De auteurs berekenen dat zulke fabrieken concurrerend kunnen zijn. Dat betekent niet dat er geen grotere fabrieken gebouwd zullen worden, maar de groene industrie kent veel minder schaalvoordelen dan de petrochemische industrie.
Johan Sanders trekt uiteindelijk een conclusie die de voorvechters van de groene industrie tot vreugde zal stemmen. Concurrerende middelgrote fabrieken van € 15 miljoen zullen het innovatieproces aanzienlijk versnellen. Toetredingskosten gaan sterk omlaag, heel belangrijk. En innovaties zullen snel op industriële schaal worden toegepast, waarmee ze weer een platform vormen voor de volgende stap. Elegantie maakt de groene industrie snel volwassen, met behoud van innovatiekracht. Hij brengt ons de voordelen van de kleine schaal, maar zonder diens nadelen. Elegantie is de sleutel tot het succes van de groene industrie.
Deze serie ‘Ontwerpregels voor de groene industrie’ bestaat uit de volgende artikelen:
No.1: verlaag kapitaalkosten en schep banen
No.2: wees zuinig met materialen
No.3: behoud structuur
No.4: het draait om elegantie