[Column] Chemie studeren, waarom?

“Wie ben jij dat jij chemische technologie studeert?” Dit soort vragen krijgen de studenten van onze opleiding weleens van andere TU-studenten. Je weet wel, in verband met zaken als klimaatverandering en ‘plastic soep’. In ons eerstejaarsprogramma zit een opdracht waarbij we een petrochemisch bedrijf in de Botlek bezoeken. Daar stellen onze studenten ook dit soort vragen aan de medewerkers van dit bedrijf: “Waarom werk je eigenlijk voor Shell/Exxon Mobil/Dow?”

Uit gesprekken met studenten van andere faculteiten maak ik op dat het beeld leeft dat alle oplossingen voor de energietransitie er al zijn. Dat het alleen een kwestie is van grootschalig toepassen, en dat het enige is dat dat tegenhoudt beleid is, en onwil om de benodigde fondsen beschikbaar te stellen. En als dat zo is, waarom zou je dan chemische technologie gaan studeren, een studie die oudsher geassocieerd wordt met de petrochemische industrie?

Maar het uitgangspunt dat we alle oplossingen voor de energietransitie reeds hebben, klopt niet. Zeker niet op chemisch vlak.

We moeten er in 12 jaar in slagen om de hoeveelheid iridium die nodig is drastisch te verminderen

Shell is onlangs gestart met de bouw van een 200 megawatt electrolyser voor de productie van hernieuwbare waterstof in de haven van Rotterdam. Echter, zo’n electrolyser bevat iridium als katalysator. Dit is een van de meest zeldzame elementen op aarde, en dat legt meteen de zere vinger op de huidige stand van de technologie. We moeten er in 12 jaar in slagen om de hoeveelheid iridium die nodig is drastisch te verminderen (- 85 procent) en effectieve infrastructuur hebben die minstens 90 procent van het iridium in omloop terugwint voor hergebruik  (o.a. uit led-schermen en andere elektronica). Of een wetenschappelijke doorbraak die het gebruik van iridium overbodig maakt natuurlijk. Anders krijgen we een probleem met de grootschalige inzet van electrolysers.

Het Haber-Bosch-proces dat ammoniak produceert om kunstmatige meststof te maken is verantwoordelijk voor bijna de helft van de CO₂-uitstoot van de chemische industrie (1,2 procent van de globale CO₂-emissies per jaar). Het proces gebeurt op 500 graden Celsius en 200 bar. Dat vraagt natuurlijk behoorlijk wat energie, en het een zeer grootschalig proces, want zonder zouden we slechts in staat zijn om de helft van de wereldbevolking te voeden. Momenteel vindt veel onderzoek plaats om dat te kunnen doen met duurzaam opgewekte elektriciteit op kamertemperatuur. Maar een systeem dat dit voldoende efficiënt kan doen, is nog niet uitgevonden.

Nederland wil ook een volledige circulaire economie hebben tegen 2050. Dat wil zeggen dat er geen afvalstromen meer zijn, en dat alle producten geen ‘end-of-life’ meer hebben, maar dat alles op de een of andere manier wordt hergebruikt. Dit houdt in dat we alle materialen en moleculen uit reststromen moeten gaan hergebruiken. Het gaat hier dan over elementen die schaars zijn, zoals het eerder vermelde iridium, maar bijvoorbeeld ook om zo veel mogelijk nuttige producten te extraheren uit sinaasappelschillen, landbouwreststromen… Als je maar energie genoeg toevoegt, en er geen beperking zit in hoe complex je proces mag zijn, is bijna alles haalbaar. Maar duurzame energie zal nog een heel tijd absoluut geen onbeperkte bron zijn. Integendeel.

Het mag duidelijk zijn: als je wil bijdragen aan de transitie naar duurzame energie en de circulaire economie is een studie scheikunde of chemische technologie juist een goed idee.

Monique van der Veen is universitair hoofddocent aan de faculteit Technische Natuurwetenschappen, afdeling Chemical Engineering. Lees hier over het werk van haar onderzoeksteam en volg haar op Twitter: @MAvanderVeen

Monique van der Veen / Columnist