Groene chemie: naar de integratie van landbouw en chemie

In het eerste artikel over groene chemie zagen we dat biokatalyse hierin een hoofdrol speelt. Dit heeft geleid tot een voorkeur voor grondstoffen uit de landbouw, eerst in de kleinschalige fijnchemie en nu ook bij de zich ontwikkelende groene grootschalige bulkchemie. Want biokatalyse, het werken met enzymen, betekent imitatie van de natuur, zodat wij haar krachten voor ons laten werken. En dat kan het snelste met stoffen die in de natuur voorkomen of daar sterk op lijken: groene grondstoffen, landbouwproducten. Dit leidt tot samenwerking tussen landbouw en chemie.

Dit is het tweede artikel in een serie over groene chemie. De artikelen verschenen op 4 juni, 14 juni, 19 juni en 12 juli 2015.

Suikerbiet
Suiker uit suikerbieten wordt een belangrijke industriële grondstof.

Spanningsveld

Met de simpele constatering dat de groene chemische industrie de voorkeur geeft aan groene grondstoffen, zitten we direct in een maatschappelijk spanningsveld. Want terwijl vrijwel iedereen een groene chemische industrie zal verwelkomen omdat die inherent duurzamer is, ligt dat anders bij een industrie die beslag gaat leggen op een deel van de landbouwproductie. De food/fuel discussie ligt nog maar kort achter ons, het maatschappelijk spanningsveld ligt er nog steeds. En toch hangen beide aspecten, een duurzame industrie en het beslag op landbouwproductie, onverbrekelijk samen. Het is zelfs zo dat de groene chemische industrie in het begin bij voorkeur eetbare grondstoffen zal willen gebruiken, om dezelfde reden dat ons lichaam daaraan de voorkeur geeft: ze zijn gemakkelijker te bewerken door enzymen. Wel zijn ‘tweede generatie technologieën’ volop in ontwikkeling: middelen voor het ontleden van oneetbare (cellulosehoudende) delen van de oogst. We kunnen echter niet verwachten dat deze al op korte termijn grote hoeveelheden betaalbare industriële grondstof zullen leveren.

Bestaande en nieuwe mogelijkheden voor landbouw en chemie

En toch hoeft het beslag op landbouwproducten niet fataal te zijn. In de eerste plaats heeft de chemische industrie veel minder grondstof nodig dan de energievoorziening: meer dan 90% minder! In de tweede plaats staat de groene chemische industrie nog maar in de kinderschoenen, zodat de vraag naar groene grondstoffen nog laag is. In de derde plaats kan de landbouwproductie nog zó veel omhoog dat de vraag naar grondstoffen in de chemische industrie daarbij in het niet valt. Neem Europa, waar de productie van suiker (een van de beste grondstoffen voor de groene chemische industrie) jarenlang is beperkt om overproductie te voorkomen. Na 2017, het jaar waarin de Europese suikermarkt wordt vrijgegeven, kan alleen al in Noordwest Europa probleemloos 5 miljoen ton suiker extra worden geoogst (op een totale Europese productie van 16 miljoen ton), een hoeveelheid die zonder enig bezwaar aan de industrie kan worden verkocht [link]. Want de opbrengst van suikerbieten per hectare neemt zo sterk toe dat er nauwelijks extra land voor hoeft te worden omgeploegd. Het weer in productie nemen van land dat in voorgaande jaren uit productie is genomen (om niet over het suikerquotum heen te komen) is meer dan voldoende.

Pharmafilter ondersteek
Pharmafilter ondersteken zijn een mooi voorbeeld van innovatie op basis van groene grondstoffen.

Maar natuurlijk is het industriële gebruik van de nu leverbare landbouwproducten nog maar het begin. Wel een begin dat al grote perspectieven heeft. Johan Sanders schatte in zijn afscheidsrede als professor aan Wageningen UR dat de helft van de huidige chemische industrie kan vergroenen (voor de andere helft zullen fossiele grondstoffen de goedkoopste bron blijven). Maar zoals gezegd, dit is nog maar het begin. Er zal ook een zoektocht op gang komen naar nieuwe mogelijkheden op basis van groene grondstoffen. Sterker: die zoektocht is al begonnen. Geheel aan het andere eind van de denkbeeldige lijn tussen chemie en landbouw hebben onderzoekers de zoektocht geïntensiveerd naar ‘plantenstoffen’: nuttige bestanddelen van de bestaande oogst. Zij hebben al vele mogelijkheden gevonden voor nuttige toepassing: in cosmetica, bestrijdingsmiddelen, conserveringsmiddelen etc. En er is ook een al lang bestaande praktijk van industriële toepassing van plantenstoffen, het meest omvangrijk wellicht in het gebruik van miljoenen tonnen aardappelmeel in papier, lijmen, toeslagstoffen aan gips etc.

Landbouw en chemie groeien naar elkaar toe

In het volgende stadium gaan landbouw en chemie naar elkaar toegroeien. Boeren en landbouwonderzoekers vragen zich af: aan welke stoffen in onze oogst heeft de chemische industrie behoefte? Kunnen wij onze variëteiten, jarenlang gekweekt en vervolmaakt voor menselijke consumptie, nieuwe eigenschappen meegeven voor industriële toepassing? Zodat de oogst in beide markten kan worden verkocht? En de chemische industrie vraagt zich af: welke nieuwe mogelijkheden bieden groene grondstoffen? Die laatste zoektocht is al een eind onderweg, het meest zichtbaar in de opkomst van de groene plastic PLA, gedragen door bedrijven als Corbion en NatureWorks. Nieuwe stoffen komen op de markt met tot voor kort onvoorstelbare toepassingen. Zoals zetmeelplastic, de basis van de biologisch afbreekbare steekpannen en urinalen die Pharmafilter met veel succes verkoopt aan ziekenhuizen.

Onze fantasie schiet tekort bij het voorzien van alle mogelijkheden die het naar elkaar toegroeien van landbouw en chemie zal bieden. Wij staan nog maar aan het begin. Is het hoogmoed om te veronderstellen dat dit proces de drager van de volgende golf van economische ontwikkeling zal zijn? Zeker niet, want we hebben het nog helemaal niet gehad over de reststromen van de landbouw. Die stromen zijn zelfs twee maal zo groot dan ons totale voedselpakket. Meer dan voldoende ruimte dus voor groene groei.

(Visited 2 times, 1 visits today)

Plaats een reactie