kennis

Chemiesector gaat zich heruitvinden op basis van plantenalcohol

Door Simon Rozendaal - 29 mei 2015

Misschien geen goed idee voor de auto, maar bio-ethanol wordt steeds vaker gebruikt als grondstof voor plastic flessen, shampoo enzovoort.

De afgelopen jaren taande het enthousiasme voor biobrandstof: bio-ethanol uit graan, suikerbieten en suikerriet en biodiesel uit koolzaad.

Is het wel zo ‘groen’ en ‘duurzaam’? En is het ethisch verantwoord om ‘voedsel in de tank’ te stoppen, zoals ontwikkelings­organisatie Oxfam Novib het bij een campagne tegen bio-ethanol verwoordde?

Maar bij de chemische industrie groeit het enthousiasme voor bio-ethanol juist wel, zo meldt het Ethanol Producer Magazine. Niet als brandstof, maar als grondstof.

Maïs-alcohol

Enkele maanden geleden sloot chemiebedrijf DuPont een contract met Procter & Gamble (P&G). DuPont gaat cellulose-alcohol maken in Nevada en die leveren aan P&G. Het gebruikt de alcohol, gestookt uit de oneetbare, houtachtige onderdelen van planten, voor huishoudelijke producten, zoals wasmiddelen.

Het Britse chemische concern Croda gaat in de Amerikaanse staat Delaware maïs-alcohol omzetten in ethyleenoxide, dat een basisstof is voor zogeheten oppervlakte-actieve stoffen en emulgatoren. Die worden ook gebruikt in allerlei huishoudelijke producten (van tandpasta en shampoo tot verf).

25 landen

Jan Koninckx, directeur biobrandstoffen bij DuPont, zei in het eerder genoemde vakblad dat de chemische industrie zich gaat heruitvinden op basis van plantenalcohol. ‘Ethanol kan het vertrekpunt worden voor tal van chemische productieprocessen.’

Het kan bijvoorbeeld ook grondstof voor plastics zijn. Coca-Cola maakt al flessen op basis van Braziliaanse alcohol (uit suikerriet). Van deze PlantBottles zijn er al 15 miljard in 25 landen verkocht. Dertig procent van de fles bestaat uit mono-ethyleenglycol, dat uit bio-ethanol wordt gemaakt. Het streven is om binnen enkele jaren ook de rest van het plastic (tereftaalzuur) uit planten te maken.

Klapstuk

Het klapstuk zou weleens ethyleen kunnen worden. Dat is de meest gebruikte chemische stof op aarde, onder meer omdat het wordt omgezet in polyethyleen, waarvan boterhamzakjes, maar ook kogelwerende vesten worden gemaakt. Momenteel wordt ethyleen in raffinaderijen uit aardolie gemaakt, maar het is simpel uit plantenalcohol te produceren.

Verschillende bedrijven (in Brazilië en India) zijn daar al mee bezig. Slaat het echt aan, dan ligt er een gouden toekomst: de wereldmarkt voor polyethyleen bedraagt meer dan 100 miljoen ton.

Onverteerbaar

Het argument dat in het recente verleden tegen biobrandstof werd gehanteerd, was dat het concurreert met de voedselproductie en dus onethisch is omdat er nog 800 miljoen mensen zijn met een lege maag.

Dit argument geldt in principe ook tegen het gebruik van bio-ethanol als chemische bouwsteen. Wel verbruikt de wereld veel meer brandstof dan industriële producten. Ook is er een ontsnapping uit dit dilemma. Het is tegenwoordig immers mogelijk om alcohol te stoken uit cellulose, een voor mensen onverteerbaar bestanddeel van hout en landbouwafval.

Welnu, er is jaarlijks tienmaal zoveel landbouwafval als de mensheid aan chemicaliën nodig heeft. Elk jaar produceert de mensheid 6 miljard ton (zelfs tweemaal zoveel als de hoeveelheid voedsel en veevoer) aan landbouwafval, zoals tomatenstengels, bietenloof en stro.

Momenteel is de tweede generatie bio-alcohol doorgaans nog te duur om te kunnen concurreren met aardolie, maar dat gaat veranderen, zegt Koninckx van DuPont. ‘Het is moeilijk te zeggen wanneer dat kantelpunt er precies zal zijn, maar dat de omslag komt, staat voor mij vast.’

Hout

Het maken van chemische stoffen op basis van planten (en dan vooral landbouwafval) in plaats van aardolie staat bekend als biobased economy en groene chemie. Een half jaar geleden verscheen daarover nog een Nederlands boek: Groene Groei.

Naar de maatschappij van 2040, van de hand van Alle Bruggink, Diederik van der Hoeven en Paul Reins­hagen, auteurs die betrokken waren bij denktanks van enkele ­Nederlandse ministeries.

Daaruit blijkt dat ook Nederland een partijtje meeblaast. In Delfzijl maakt BioMCN bijvoorbeeld methanol uit zogeheten groen gas dat is verkregen door vergisting van biomassa. Het bedrijf heeft bovendien 200 miljoen euro subsidie gekregen om een tweede fabriek te bouwen die methanol uit hout gaat maken.

En in september 2014 opende koning Willem-Alexander in het Amerikaanse Emmetsburg (Iowa) een ­fabriek van DSM en een Amerikaanse partner. De fabriek verwerkt 285.000 ton landbouwafval (vooral van maïs: kolven, stengels, bladeren en wortelresten) en maakt daar op basis van DSM-technologie alcohol van.

Landbouwafval

Europa is geen koploper in deze ontwikkeling, maar wel heeft Nederland een uitstekende startpositie. Het wezen van de groene chemie is immers dat de chemische industrie aan de landbouw wordt gekoppeld. Nederland is de tweede agrarische exporteur ter wereld en heeft ook nog eens een uitzonderlijk sterke chemische industrie. De chemie neemt 20 procent van de export voor haar rekening: nergens ter wereld is dat aandeel zo sterk.

Zou het bijvoorbeeld mogelijk worden om in Nederland ethyleen te maken uit vaderlands landbouwafval of uit (goedkope) Braziliaanse rietsuikeralcohol, dan is dat van cruciaal belang voor de petrochemische industrie in Rotterdam.

Vanuit Rotterdam lopen pijpleidingen met ethyleen naar meer dan honderd fabrieken in Noordwest-Europa die uit deze chemische basisstof van alles en nog wat produceren.

De auteurs van Groene Groei zien ook een kans voor Noord-­Nederland om een chemische industrie op basis van suikerbieten en het afval daarvan op te zetten. Ze hebben in dit verband een interessante observatie: het platteland kan weer motor van de economie worden.

Films

Als landbouwafval echt een grondstof voor de chemische industrie wordt, dan loont het om relatief kleine chemische fabrieken op het platteland neer te zetten. Dat landbouwafval bevat doorgaans veel overtollig water, dus het is niet economisch om het afval inclusief water over grote afstanden te transporteren.

Vanuit de Europese Unie zijn er diverse initiatieven om de groene chemie te stimuleren. Zo is er sinds vorig jaar het Bio-Based Industries Initiative, waarin over­heden en bedrijven samenwerken en gedurende tien jaar 3,7 miljard euro gaan investeren.

Het lijkt allemaal heel nieuw en spannend, maar dat is het natuurlijk niet. Het tijdperk van de plastics is begonnen met celluloid (het materiaal waarvan films werden gemaakt). Zoals de naam doet vermoeden, was ook dit materiaal vervaardigd uit cellulose.

Plastics uit aardolie hebben deze ‘groene’  plastic verdrongen, op één enkele uitzondering na: zo bestaat het ­tafeltennisballetje nog steeds uit celluloid.

Ook Nederland heeft een rijke traditie in groene chemie. Zo is een deel van de welvaart van Zeeland terug te voeren op de meekrapplant die daar anderhalve eeuw geleden werd verbouwd. De meest gebruikte rode kleurstof van die tijd werd gewonnen uit dit plantje – voor de aardolie en in haar kielzog de petrochemie opkwam.

Elsevier nummer 23, 6 juni 2015

Ingelogde abonnees van Elsevier Weekblad kunnen reageren.