Van frietbakje tot wasmiddel, alles kan uit ‘groene’ grondstoffen gemaakt worden, aldus prof. H. van Bekkum, hoogleraar aan de faculteit Scheikundige Technologie en Materiaalkunde.
En dat is verheugend, omdat er in de tweede helft van de volgende eeuw een einde komt aan de voorraden aardolie, nu mega-grondstoffenleverancier voor de chemische industrie. Maar voor het zover is, moet nog heel wat onderzoek worden gedaan.
De aardolie- en aardgasvelden zullen eind volgende eeuw uitgeput zijn. De steenkoolvoorraden zijn voldoende voor wat langere termijn, maar niet onuitputtelijk. Of tegen die tijd alternatieven als wind- en zonneënergie voldoende ontwikkeld zijn om bovengenoemde energieleveraars geheel te vervangen, is de vraag. En hoe zit het met alle produkten die door de petrochemische industrie uit aardolie worden vervaardigd?
Een rampzalig scenario voor de toekomst is met deze gegevens niet moeilijk te bedenken. Voor alle doemdenkers is er in Delft een uitstekend ‘live‘ anti-depressivum in de persoon van ingenieur-chemicus professor Van Bekkum van de vakgroep organische scheikunde en katalyse. Hij hield vorige maand op de 154-ste Dies Natalis van de Technische Universiteit een gloedvol betoog dat zelfs de meest pessimistische boerenzoon kan opkikkeren.
Want de landbouw heeft de toekomst en is in staat de rol van de aardolie als grondstoffenleverancier over te nemen, dat was de strekking van Van Bekkums lezing, die hij samen met dr. Cees Okkerse van de Koolhydraatstichting schreef, en die de toepasselijke titel mee kreeg: ‘Van fossiel naar groen’. Volgens hen kan reeds in 2040 de biomassa – alles wat groeit dankzij zonlicht, bodem, water, zaden en meststoffen – een bijdrage van meer dan twintig procent aan de energieproduktie leveren (bijvoorbeeld als motorbrandstof na omzetting in ethanol, zoals in Brazilië gebeurt uitgaande van suikerriet, of in methaangas). En aan de geschatte behoefte van één miljard ton organisch-chemische produkten kan zelfs volledig worden voldaan met biomassa als uitgangsmateriaal.
Brakke grond
Een bijkomend voordeel van biomassa is dat landen voor hun grondstoffen niet meer afhankelijk zijn van andere, wat nu al te nadrukkelijk het geval is met aardolie (het Midden Oosten). Want biomassa kan op alle plaatsen in de wereld worden verkregen. In voldoende mate ook, door de keuze van te kweken gewassen aan te passen aan het type grond. Water kan volgens Van Bekkum een limiterende factor worden. ,,De hachelijke situatie rond het Aralmeer is een waarschuwing voor de mens als natuurbeheerder. Wel is het grote arsenaal aan brakkegrond beter te gebruiken. Je moet daar niet met tarwe of bonen beginnen, want die kunnen totaal geen zout hebben. Maar bijvoorbeeld zeekraal groeit zelfs het best op enigszins zoute grond. In Zeeland schijnt zeekraal overigens al op de menukaart van de betere restaurants te staan. Ook suikerbieten en gerst kunnen wat zout hebben. De produktie hiervan loopt bij één procent zout in de grond slechts terug tot, respectievelijk, ongeveer 95 procent en 80 procent.”
Als leverancier van produkten heeft de natuur altijd al veel te bieden gehad, met name aan koolhydraten: zetmeel, cellulose, sucrose en andere. Tegen alle verwachting in is een aantal natuurprodukten niet uit het veld geslagen door de petrochemische concurrenten. De (cellulose-)vezel katoen van de gelijknamige plant is het meest treffende voorbeeld.
Twintig jaar geleden voorspelden kenners al voortgaande vervanging door polyamides (nylon) en polyesters. Dat dit niet is gebeurd, heeft Van Bekkum zeker verheugd: ,,Katoen is fantastisch overeind gebleven. De jaarproduktie ervan is wereldwijd zo’n twintig miljoen ton en dat is evenveel als alle synthetische vezels bij elkaar.”
Twee weken geleden meldde het Instituut voor Agrotechnologisch Onderzoek via de wetenschapsbijlage van de Volkskrant, dat de vlasteelt in Nederland volledig in oude glorie zal kunnen terugkeren. Niet zozeer om vezels voor kleding te maken, maar veeleer om in de auto-industrie en de bouw opvolger te worden van de nu gebruikte kunststoffen. In de auto aan de binnenzijde van de portier, op het dashboard en onder de motorkap om buizen en slangen te versterken. In de bouw onder meer als vervanging van glaswol.
Van Bekkum zet echter wel wat vraagtekens bij vlas. ,,De cellulosevezel van vlas is een prachtige vezel, maar het huidige proces om het te verkrijgen is bij mijn weten nogal milieubelastend. Dat moet dan wel verbeterd worden.”
Inuline
Het meest bemoedigend voor de landbouw is wellicht, dat er naast de bekende natuurlijke produkten nieuwe opkomen. Zoals inuline, dat gehaald wordt uit cichorei. Er draaien nu twee fabrieken in België en één in Nederland, samen goed voor veertig duizend ton per jaar. Het koolhydraat dat bestaat uit een keten fructosemoleculen, wordt reeds in voedsel toegepast, omdat het goed is voor de darmflora. Verder kan er de zoetstof fructose uit worden gemaakt die twaalf keer zo zoet is als suiker en bijvoorbeeld in sportdranken wordt toegepast.
Naast deze koolhydraten levert de natuur andere, vrijwel kant en klare produkten, zoals rubber, gelatine, reuk- en smaakstoffen en diverse farmaceutica. En als de chemie zich met de biomassa gaat bemoeien, is nog veel meer mogelijk. Alle momenteel gebruikte voorwerpen, van frietbakje tot wasmiddel, kunnen volgens Van Bekkum in principe uit natuurlijke grondstoffen worden vervaardigd.
Figuur 2 Suiker wordt nu al omgezet in ethanol en gebruikt als brandstof
Het snelst lucratief is dat logischerwijs als er niet veel chemische bewerkingen hoeven te worden gedaan om vanuit de grondstof tot het gewenste produkt te komen. In dit soort processen specialiseert zich Van Bekkums laboratorium aan deJulianalaan. Zo werkt men in het lab (samen met TNO) aan de oxydatie van zetmeel en inuline, waarbij stoffen ontstaan die prima calcium weten te binden. Daaruit zal een nieuwe generatie waterontharders in wasmiddelen gaan ontstaan.
De huidige generatie bestaat uit zeoliet en polyacrylaat, welke laatste absoluut niet bio-afbreekbaar is. De Delftse chemici hebben ontdekt dat hun waterontharder dat wel is, mits men het oxyderen niet te ver doorzet. ,,Als je het proces te lang laat doorlopen, herkent de natuur het spul niet meer en dat heeft gevolgen voor de bio-degradeerbaarheid.”
In een tweede project koppelt men lange alcoholmoleculen (uit natuurlijke oliën en vetten) aan fructose en verwante suikers, wat interessante wasactieve stoffen geeft: actief en snel bio-afbreekbaar. ,,Henkel stopt sinds twee jaar al dergelijk materiaal op basis van glucose in zijn shampoos en kan dan op het etiket ‘groen’ vermelden. Binnen 25 jaar verwacht ik overigens, dat in de westerse wereld alle soorten wasmiddelen op groene grondstoffen gebaseerd zullen zijn. Temeer, omdat bij het vervaardigen van een belangrijke klasse door de petrochemie geleverde wasactieve stoffen, het gevaarlijke en dus moeilijk over de weg te vervoeren etheenoxide gebruikt wordt.”
Bio en petro
,,Voor een ander produkt, glycerol, een stroperige vloeistof die ondermeer wordt gebruikt in cosmetica, is de concurrentie tussen bio- en petroprodukt al lang in het voordeel van de ‘bio’ beslist. Het is gemakkelijk door splitsing van natuurlijke oliën en vetten te krijgen en alleen Dow Chemical maakt nog wat ‘petro’-glycerol op basis van propeen.”
Propeen en zijn broertje etheen, die samen goed zijn voor een wereldjaarproduktie van zo’n honderd miljoen ton en die belangrijke grondstoffen vormen voor plastics, zijn overigens ook te maken op basis van biomassa, zo hebben Okkerse en Van Bekkum in een studie aangetoond. Meer processtappen zijn dan niet te vermijden, het minimum is drie, maar de produkten zijn wel binnen bereik.
In India is onlangs, bij gebrek aan petrochemie in een bepaald gebied, een fabriek opgezet om polytheen te maken uit bio-ethanol, dat dan gemaakt wordt door vergisting van koolhydraatafval.
Bij de ethanolfabricage is er wel degelijk sprake van concurrentie tussen bio- en petroprodukt. De prijzen ontlopen elkaar niet veel. In de verre toekomst zal die concurrentie er niet meer zijn, maar dan komt er concurrentie van het ene bioprodukt met het andere voor in de plaats. Van Bekkum ziet op korte termijn al een strijd tussen alginaat, waarvan wereldwijd vijftien duizend ton wordt gemaakt uit algen, en een produkt dat een van zijn promovendi in één stap zeer selectief weet te maken uit zetmeel. ,,Zetmeel kost anderhalve gulden per kilo en alginaat vijftien. Dus dat lijkt interessant. De zetmeelproducent AVEBE is dat nu aan het uitzoeken, want het is interessant als verdikkingsmiddel. De keerzijde is dat je die algenkwekers gaat beconcurreren.”
Uit het laatste voorbeeld blijkt dat de Nederlanders in de wereld iets kunnen betekenen bij de ontwikkeling van de chemie op basis van biomassa. ,,We staan zeker niet slecht, met in Groningen de universiteit en het NIKO (Nederlands instituutvoor koolhydratenonderzoek) en onze vakgroep hier. Daarnaast is er de landbouwuniversiteit Wageningen die in de plantenveredeling een goede naam heeft. Ook in Wageningen is er het Instituut voor Agrotechnologisch Onderzoek, dat vier jaar terug met minder dan honderd man begon en nu al vijfhonderd mensen in dienst heeft. De plaats op de eerste rij moeten we zien te houden, want kennis- en kunde-export is ook wat waard.”
,
Van frietbakje tot wasmiddel, alles kan uit ‘groene’ grondstoffen gemaakt worden, aldus prof. H. van Bekkum, hoogleraar aan de faculteit Scheikundige Technologie en Materiaalkunde. En dat is verheugend, omdat er in de tweede helft van de volgende eeuw een einde komt aan de voorraden aardolie, nu mega-grondstoffenleverancier voor de chemische industrie. Maar voor het zover is, moet nog heel wat onderzoek worden gedaan.
De aardolie- en aardgasvelden zullen eind volgende eeuw uitgeput zijn. De steenkoolvoorraden zijn voldoende voor wat langere termijn, maar niet onuitputtelijk. Of tegen die tijd alternatieven als wind- en zonneënergie voldoende ontwikkeld zijn om bovengenoemde energieleveraars geheel te vervangen, is de vraag. En hoe zit het met alle produkten die door de petrochemische industrie uit aardolie worden vervaardigd?
Een rampzalig scenario voor de toekomst is met deze gegevens niet moeilijk te bedenken. Voor alle doemdenkers is er in Delft een uitstekend ‘live‘ anti-depressivum in de persoon van ingenieur-chemicus professor Van Bekkum van de vakgroep organische scheikunde en katalyse. Hij hield vorige maand op de 154-ste Dies Natalis van de Technische Universiteit een gloedvol betoog dat zelfs de meest pessimistische boerenzoon kan opkikkeren.
Want de landbouw heeft de toekomst en is in staat de rol van de aardolie als grondstoffenleverancier over te nemen, dat was de strekking van Van Bekkums lezing, die hij samen met dr. Cees Okkerse van de Koolhydraatstichting schreef, en die de toepasselijke titel mee kreeg: ‘Van fossiel naar groen’. Volgens hen kan reeds in 2040 de biomassa – alles wat groeit dankzij zonlicht, bodem, water, zaden en meststoffen – een bijdrage van meer dan twintig procent aan de energieproduktie leveren (bijvoorbeeld als motorbrandstof na omzetting in ethanol, zoals in Brazilië gebeurt uitgaande van suikerriet, of in methaangas). En aan de geschatte behoefte van één miljard ton organisch-chemische produkten kan zelfs volledig worden voldaan met biomassa als uitgangsmateriaal.
Brakke grond
Een bijkomend voordeel van biomassa is dat landen voor hun grondstoffen niet meer afhankelijk zijn van andere, wat nu al te nadrukkelijk het geval is met aardolie (het Midden Oosten). Want biomassa kan op alle plaatsen in de wereld worden verkregen. In voldoende mate ook, door de keuze van te kweken gewassen aan te passen aan het type grond. Water kan volgens Van Bekkum een limiterende factor worden. ,,De hachelijke situatie rond het Aralmeer is een waarschuwing voor de mens als natuurbeheerder. Wel is het grote arsenaal aan brakkegrond beter te gebruiken. Je moet daar niet met tarwe of bonen beginnen, want die kunnen totaal geen zout hebben. Maar bijvoorbeeld zeekraal groeit zelfs het best op enigszins zoute grond. In Zeeland schijnt zeekraal overigens al op de menukaart van de betere restaurants te staan. Ook suikerbieten en gerst kunnen wat zout hebben. De produktie hiervan loopt bij één procent zout in de grond slechts terug tot, respectievelijk, ongeveer 95 procent en 80 procent.”
Als leverancier van produkten heeft de natuur altijd al veel te bieden gehad, met name aan koolhydraten: zetmeel, cellulose, sucrose en andere. Tegen alle verwachting in is een aantal natuurprodukten niet uit het veld geslagen door de petrochemische concurrenten. De (cellulose-)vezel katoen van de gelijknamige plant is het meest treffende voorbeeld.
Twintig jaar geleden voorspelden kenners al voortgaande vervanging door polyamides (nylon) en polyesters. Dat dit niet is gebeurd, heeft Van Bekkum zeker verheugd: ,,Katoen is fantastisch overeind gebleven. De jaarproduktie ervan is wereldwijd zo’n twintig miljoen ton en dat is evenveel als alle synthetische vezels bij elkaar.”
Twee weken geleden meldde het Instituut voor Agrotechnologisch Onderzoek via de wetenschapsbijlage van de Volkskrant, dat de vlasteelt in Nederland volledig in oude glorie zal kunnen terugkeren. Niet zozeer om vezels voor kleding te maken, maar veeleer om in de auto-industrie en de bouw opvolger te worden van de nu gebruikte kunststoffen. In de auto aan de binnenzijde van de portier, op het dashboard en onder de motorkap om buizen en slangen te versterken. In de bouw onder meer als vervanging van glaswol.
Van Bekkum zet echter wel wat vraagtekens bij vlas. ,,De cellulosevezel van vlas is een prachtige vezel, maar het huidige proces om het te verkrijgen is bij mijn weten nogal milieubelastend. Dat moet dan wel verbeterd worden.”
Inuline
Het meest bemoedigend voor de landbouw is wellicht, dat er naast de bekende natuurlijke produkten nieuwe opkomen. Zoals inuline, dat gehaald wordt uit cichorei. Er draaien nu twee fabrieken in België en één in Nederland, samen goed voor veertig duizend ton per jaar. Het koolhydraat dat bestaat uit een keten fructosemoleculen, wordt reeds in voedsel toegepast, omdat het goed is voor de darmflora. Verder kan er de zoetstof fructose uit worden gemaakt die twaalf keer zo zoet is als suiker en bijvoorbeeld in sportdranken wordt toegepast.
Naast deze koolhydraten levert de natuur andere, vrijwel kant en klare produkten, zoals rubber, gelatine, reuk- en smaakstoffen en diverse farmaceutica. En als de chemie zich met de biomassa gaat bemoeien, is nog veel meer mogelijk. Alle momenteel gebruikte voorwerpen, van frietbakje tot wasmiddel, kunnen volgens Van Bekkum in principe uit natuurlijke grondstoffen worden vervaardigd.
Figuur 2 Suiker wordt nu al omgezet in ethanol en gebruikt als brandstof
Het snelst lucratief is dat logischerwijs als er niet veel chemische bewerkingen hoeven te worden gedaan om vanuit de grondstof tot het gewenste produkt te komen. In dit soort processen specialiseert zich Van Bekkums laboratorium aan deJulianalaan. Zo werkt men in het lab (samen met TNO) aan de oxydatie van zetmeel en inuline, waarbij stoffen ontstaan die prima calcium weten te binden. Daaruit zal een nieuwe generatie waterontharders in wasmiddelen gaan ontstaan.
De huidige generatie bestaat uit zeoliet en polyacrylaat, welke laatste absoluut niet bio-afbreekbaar is. De Delftse chemici hebben ontdekt dat hun waterontharder dat wel is, mits men het oxyderen niet te ver doorzet. ,,Als je het proces te lang laat doorlopen, herkent de natuur het spul niet meer en dat heeft gevolgen voor de bio-degradeerbaarheid.”
In een tweede project koppelt men lange alcoholmoleculen (uit natuurlijke oliën en vetten) aan fructose en verwante suikers, wat interessante wasactieve stoffen geeft: actief en snel bio-afbreekbaar. ,,Henkel stopt sinds twee jaar al dergelijk materiaal op basis van glucose in zijn shampoos en kan dan op het etiket ‘groen’ vermelden. Binnen 25 jaar verwacht ik overigens, dat in de westerse wereld alle soorten wasmiddelen op groene grondstoffen gebaseerd zullen zijn. Temeer, omdat bij het vervaardigen van een belangrijke klasse door de petrochemie geleverde wasactieve stoffen, het gevaarlijke en dus moeilijk over de weg te vervoeren etheenoxide gebruikt wordt.”
Bio en petro
,,Voor een ander produkt, glycerol, een stroperige vloeistof die ondermeer wordt gebruikt in cosmetica, is de concurrentie tussen bio- en petroprodukt al lang in het voordeel van de ‘bio’ beslist. Het is gemakkelijk door splitsing van natuurlijke oliën en vetten te krijgen en alleen Dow Chemical maakt nog wat ‘petro’-glycerol op basis van propeen.”
Propeen en zijn broertje etheen, die samen goed zijn voor een wereldjaarproduktie van zo’n honderd miljoen ton en die belangrijke grondstoffen vormen voor plastics, zijn overigens ook te maken op basis van biomassa, zo hebben Okkerse en Van Bekkum in een studie aangetoond. Meer processtappen zijn dan niet te vermijden, het minimum is drie, maar de produkten zijn wel binnen bereik.
In India is onlangs, bij gebrek aan petrochemie in een bepaald gebied, een fabriek opgezet om polytheen te maken uit bio-ethanol, dat dan gemaakt wordt door vergisting van koolhydraatafval.
Bij de ethanolfabricage is er wel degelijk sprake van concurrentie tussen bio- en petroprodukt. De prijzen ontlopen elkaar niet veel. In de verre toekomst zal die concurrentie er niet meer zijn, maar dan komt er concurrentie van het ene bioprodukt met het andere voor in de plaats. Van Bekkum ziet op korte termijn al een strijd tussen alginaat, waarvan wereldwijd vijftien duizend ton wordt gemaakt uit algen, en een produkt dat een van zijn promovendi in één stap zeer selectief weet te maken uit zetmeel. ,,Zetmeel kost anderhalve gulden per kilo en alginaat vijftien. Dus dat lijkt interessant. De zetmeelproducent AVEBE is dat nu aan het uitzoeken, want het is interessant als verdikkingsmiddel. De keerzijde is dat je die algenkwekers gaat beconcurreren.”
Uit het laatste voorbeeld blijkt dat de Nederlanders in de wereld iets kunnen betekenen bij de ontwikkeling van de chemie op basis van biomassa. ,,We staan zeker niet slecht, met in Groningen de universiteit en het NIKO (Nederlands instituutvoor koolhydratenonderzoek) en onze vakgroep hier. Daarnaast is er de landbouwuniversiteit Wageningen die in de plantenveredeling een goede naam heeft. Ook in Wageningen is er het Instituut voor Agrotechnologisch Onderzoek, dat vier jaar terug met minder dan honderd man begon en nu al vijfhonderd mensen in dienst heeft. De plaats op de eerste rij moeten we zien te houden, want kennis- en kunde-export is ook wat waard.”
Van frietbakje tot wasmiddel, alles kan uit ‘groene’ grondstoffen gemaakt worden, aldus prof. H. van Bekkum, hoogleraar aan de faculteit Scheikundige Technologie en Materiaalkunde. En dat is verheugend, omdat er in de tweede helft van de volgende eeuw een einde komt aan de voorraden aardolie, nu mega-grondstoffenleverancier voor de chemische industrie. Maar voor het zover is, moet nog heel wat onderzoek worden gedaan.
De aardolie- en aardgasvelden zullen eind volgende eeuw uitgeput zijn. De steenkoolvoorraden zijn voldoende voor wat langere termijn, maar niet onuitputtelijk. Of tegen die tijd alternatieven als wind- en zonneënergie voldoende ontwikkeld zijn om bovengenoemde energieleveraars geheel te vervangen, is de vraag. En hoe zit het met alle produkten die door de petrochemische industrie uit aardolie worden vervaardigd?
Een rampzalig scenario voor de toekomst is met deze gegevens niet moeilijk te bedenken. Voor alle doemdenkers is er in Delft een uitstekend ‘live‘ anti-depressivum in de persoon van ingenieur-chemicus professor Van Bekkum van de vakgroep organische scheikunde en katalyse. Hij hield vorige maand op de 154-ste Dies Natalis van de Technische Universiteit een gloedvol betoog dat zelfs de meest pessimistische boerenzoon kan opkikkeren.
Want de landbouw heeft de toekomst en is in staat de rol van de aardolie als grondstoffenleverancier over te nemen, dat was de strekking van Van Bekkums lezing, die hij samen met dr. Cees Okkerse van de Koolhydraatstichting schreef, en die de toepasselijke titel mee kreeg: ‘Van fossiel naar groen’. Volgens hen kan reeds in 2040 de biomassa – alles wat groeit dankzij zonlicht, bodem, water, zaden en meststoffen – een bijdrage van meer dan twintig procent aan de energieproduktie leveren (bijvoorbeeld als motorbrandstof na omzetting in ethanol, zoals in Brazilië gebeurt uitgaande van suikerriet, of in methaangas). En aan de geschatte behoefte van één miljard ton organisch-chemische produkten kan zelfs volledig worden voldaan met biomassa als uitgangsmateriaal.
Brakke grond
Een bijkomend voordeel van biomassa is dat landen voor hun grondstoffen niet meer afhankelijk zijn van andere, wat nu al te nadrukkelijk het geval is met aardolie (het Midden Oosten). Want biomassa kan op alle plaatsen in de wereld worden verkregen. In voldoende mate ook, door de keuze van te kweken gewassen aan te passen aan het type grond. Water kan volgens Van Bekkum een limiterende factor worden. ,,De hachelijke situatie rond het Aralmeer is een waarschuwing voor de mens als natuurbeheerder. Wel is het grote arsenaal aan brakkegrond beter te gebruiken. Je moet daar niet met tarwe of bonen beginnen, want die kunnen totaal geen zout hebben. Maar bijvoorbeeld zeekraal groeit zelfs het best op enigszins zoute grond. In Zeeland schijnt zeekraal overigens al op de menukaart van de betere restaurants te staan. Ook suikerbieten en gerst kunnen wat zout hebben. De produktie hiervan loopt bij één procent zout in de grond slechts terug tot, respectievelijk, ongeveer 95 procent en 80 procent.”
Als leverancier van produkten heeft de natuur altijd al veel te bieden gehad, met name aan koolhydraten: zetmeel, cellulose, sucrose en andere. Tegen alle verwachting in is een aantal natuurprodukten niet uit het veld geslagen door de petrochemische concurrenten. De (cellulose-)vezel katoen van de gelijknamige plant is het meest treffende voorbeeld.
Twintig jaar geleden voorspelden kenners al voortgaande vervanging door polyamides (nylon) en polyesters. Dat dit niet is gebeurd, heeft Van Bekkum zeker verheugd: ,,Katoen is fantastisch overeind gebleven. De jaarproduktie ervan is wereldwijd zo’n twintig miljoen ton en dat is evenveel als alle synthetische vezels bij elkaar.”
Twee weken geleden meldde het Instituut voor Agrotechnologisch Onderzoek via de wetenschapsbijlage van de Volkskrant, dat de vlasteelt in Nederland volledig in oude glorie zal kunnen terugkeren. Niet zozeer om vezels voor kleding te maken, maar veeleer om in de auto-industrie en de bouw opvolger te worden van de nu gebruikte kunststoffen. In de auto aan de binnenzijde van de portier, op het dashboard en onder de motorkap om buizen en slangen te versterken. In de bouw onder meer als vervanging van glaswol.
Van Bekkum zet echter wel wat vraagtekens bij vlas. ,,De cellulosevezel van vlas is een prachtige vezel, maar het huidige proces om het te verkrijgen is bij mijn weten nogal milieubelastend. Dat moet dan wel verbeterd worden.”
Inuline
Het meest bemoedigend voor de landbouw is wellicht, dat er naast de bekende natuurlijke produkten nieuwe opkomen. Zoals inuline, dat gehaald wordt uit cichorei. Er draaien nu twee fabrieken in België en één in Nederland, samen goed voor veertig duizend ton per jaar. Het koolhydraat dat bestaat uit een keten fructosemoleculen, wordt reeds in voedsel toegepast, omdat het goed is voor de darmflora. Verder kan er de zoetstof fructose uit worden gemaakt die twaalf keer zo zoet is als suiker en bijvoorbeeld in sportdranken wordt toegepast.
Naast deze koolhydraten levert de natuur andere, vrijwel kant en klare produkten, zoals rubber, gelatine, reuk- en smaakstoffen en diverse farmaceutica. En als de chemie zich met de biomassa gaat bemoeien, is nog veel meer mogelijk. Alle momenteel gebruikte voorwerpen, van frietbakje tot wasmiddel, kunnen volgens Van Bekkum in principe uit natuurlijke grondstoffen worden vervaardigd.
Figuur 2 Suiker wordt nu al omgezet in ethanol en gebruikt als brandstof
Het snelst lucratief is dat logischerwijs als er niet veel chemische bewerkingen hoeven te worden gedaan om vanuit de grondstof tot het gewenste produkt te komen. In dit soort processen specialiseert zich Van Bekkums laboratorium aan deJulianalaan. Zo werkt men in het lab (samen met TNO) aan de oxydatie van zetmeel en inuline, waarbij stoffen ontstaan die prima calcium weten te binden. Daaruit zal een nieuwe generatie waterontharders in wasmiddelen gaan ontstaan.
De huidige generatie bestaat uit zeoliet en polyacrylaat, welke laatste absoluut niet bio-afbreekbaar is. De Delftse chemici hebben ontdekt dat hun waterontharder dat wel is, mits men het oxyderen niet te ver doorzet. ,,Als je het proces te lang laat doorlopen, herkent de natuur het spul niet meer en dat heeft gevolgen voor de bio-degradeerbaarheid.”
In een tweede project koppelt men lange alcoholmoleculen (uit natuurlijke oliën en vetten) aan fructose en verwante suikers, wat interessante wasactieve stoffen geeft: actief en snel bio-afbreekbaar. ,,Henkel stopt sinds twee jaar al dergelijk materiaal op basis van glucose in zijn shampoos en kan dan op het etiket ‘groen’ vermelden. Binnen 25 jaar verwacht ik overigens, dat in de westerse wereld alle soorten wasmiddelen op groene grondstoffen gebaseerd zullen zijn. Temeer, omdat bij het vervaardigen van een belangrijke klasse door de petrochemie geleverde wasactieve stoffen, het gevaarlijke en dus moeilijk over de weg te vervoeren etheenoxide gebruikt wordt.”
Bio en petro
,,Voor een ander produkt, glycerol, een stroperige vloeistof die ondermeer wordt gebruikt in cosmetica, is de concurrentie tussen bio- en petroprodukt al lang in het voordeel van de ‘bio’ beslist. Het is gemakkelijk door splitsing van natuurlijke oliën en vetten te krijgen en alleen Dow Chemical maakt nog wat ‘petro’-glycerol op basis van propeen.”
Propeen en zijn broertje etheen, die samen goed zijn voor een wereldjaarproduktie van zo’n honderd miljoen ton en die belangrijke grondstoffen vormen voor plastics, zijn overigens ook te maken op basis van biomassa, zo hebben Okkerse en Van Bekkum in een studie aangetoond. Meer processtappen zijn dan niet te vermijden, het minimum is drie, maar de produkten zijn wel binnen bereik.
In India is onlangs, bij gebrek aan petrochemie in een bepaald gebied, een fabriek opgezet om polytheen te maken uit bio-ethanol, dat dan gemaakt wordt door vergisting van koolhydraatafval.
Bij de ethanolfabricage is er wel degelijk sprake van concurrentie tussen bio- en petroprodukt. De prijzen ontlopen elkaar niet veel. In de verre toekomst zal die concurrentie er niet meer zijn, maar dan komt er concurrentie van het ene bioprodukt met het andere voor in de plaats. Van Bekkum ziet op korte termijn al een strijd tussen alginaat, waarvan wereldwijd vijftien duizend ton wordt gemaakt uit algen, en een produkt dat een van zijn promovendi in één stap zeer selectief weet te maken uit zetmeel. ,,Zetmeel kost anderhalve gulden per kilo en alginaat vijftien. Dus dat lijkt interessant. De zetmeelproducent AVEBE is dat nu aan het uitzoeken, want het is interessant als verdikkingsmiddel. De keerzijde is dat je die algenkwekers gaat beconcurreren.”
Uit het laatste voorbeeld blijkt dat de Nederlanders in de wereld iets kunnen betekenen bij de ontwikkeling van de chemie op basis van biomassa. ,,We staan zeker niet slecht, met in Groningen de universiteit en het NIKO (Nederlands instituutvoor koolhydratenonderzoek) en onze vakgroep hier. Daarnaast is er de landbouwuniversiteit Wageningen die in de plantenveredeling een goede naam heeft. Ook in Wageningen is er het Instituut voor Agrotechnologisch Onderzoek, dat vier jaar terug met minder dan honderd man begon en nu al vijfhonderd mensen in dienst heeft. De plaats op de eerste rij moeten we zien te houden, want kennis- en kunde-export is ook wat waard.”
Do you have a question or comment about this article?
delta@tudelft.nl
Comments are closed.