Voor het hoofdinterview van dit voorjaarsnummer spraken we met professor Ben Feringa. Samen met academische collega’s, maar met ook grote industriële bedrijven, pleit hij voor het gezamenlijk heruitvinden van de chemie. Niet alles hoeft rigoureus op de schop, vindt de Nobelprijswinnaar van 2016, maar op verschillende vlakken zijn basale veranderingen nodig. En dat vraag om fundamenteel onderzoek, creativiteit van onderzoekers, samenwerking en vooral doorzettingsvermogen.

En verder:

De uiteindelijke keuze van Black Bear Carbon om zich te vestigen op het Chemelot terrein is mede bepaald door de stikstofproblematiek in de haven van Rotterdam. Deze keuze blijkt achteraf helemaal niet zo’n slechte.

Als alles meezit, produceert een nieuwe fabriek op de Axelse Vlakte in Zeeland begin 2024 ethanol uit suikerbieten. Een mijlpaal voor IST Green Chemicals.

De prijzen voor kolen, gas en elektriciteit hebben een flinke invloed op het opereren van de kolencentrale van Uniper op de Maasvlakte. Plantmanager Yolande Verbeek leert medewerkers die markt begrijpen.

Thema: Asset management

Terwijl vaccinatie, testen en beperkende maatregelen langzaamaan een uitweg lijken te bieden uit de coronacrisis, staat de industrie voor het volgende stopseizoen.

Onderzoek heeft uitgewezen dat een goede implementatie van asset management enorm aan veiligheid bijdraagt. De Roadmap Asset Management geeft hiervoor praktische handvatten.

Dit en meer leest u in Petrochem 3, nu alvast weer tijdelijk online door te bladeren!

De komende weken maken wij de finalisten van de Plant Manager of the Year 2021 verkiezing bekend. Vandaag de eerste naam. En dat is…. Mark Gerards van Sabic in Geleen. Tijdens het congres Deltavisie op 15 juni maken we bekend wie komend jaar de titel Plant Manager of the Year 2021 mag dragen en daarmee het boegbeeld van de Nederlandse procesindustrie wordt.

Gerards (39 jaar) is sinds vorig jaar plantmanager van een van de krakers (de Olefins-3 fabriek) van Sabic in Geleen. Een kraker waarvan het de vraag is of hij over tien jaar nog op de huidige manier opereert. De kraker is al vijftig jaar oud en niet energetisch gebouwd. Dat brengt steeds hogere kosten met zich mee. Sabic heeft plannen om de kraker te elektrificeren zodat hij toch nog decennia mee kan.

Een fabriek waarover discussie is voor de toekomst brengt onzekerheden mee voor medewerkers. Gerards probeert de zorgen te vertalen naar een toekomst. Toch is de sfeer volgens de plantmanager goed. ‘Dat krijg ik niet alleen zelf terug, maar dat blijkt ook uit onderzoeken die we door derden laten doen. We hebben open communicatie met elkaar, medewerkers gaan ervoor, helpen elkaar en willen verbeteren. Ik vind het mooi om daarbij betrokken te zijn. Ik heb er ook vertrouwen in dat het goed komt met onze site.’

kraker

Plantmanager Mark Gerards. Fotocredit: Sabic

Verkiezing

De verkiezing van de Plant Manager of the Year wordt jaarlijks georganiseerd en is een initiatief van Industrielinqs pers en platform in samenwerking met de VNCI, Votob, VOMI, Deltalinqs, Nogepa, het Havenbedrijf Rotterdam en het het Petrochem Platform. De verkiezing draagt bij aan een positief imago van de Nederlandse industrie door de inspanning en prestaties van plantmanagers te benoemen en te waarderen. De focus ligt hierbij op veiligheid, gezondheid, milieu, productiviteit en duurzaamheid.

Lees hier een uitgebreid interview met Mark Gerards.

Houd onze site in de gaten voor de bekendmaking van de overige finalisten.

Chemiebedrijf Covestro neemt de Resins & Functional Materials-activiteiten (RFM) definitief over van DSM. Regelgevende instanties keuren de overname goed, nadat de bedrijven eind september 2020 al een overname-overeenkomst hadden getekend.

De transactie breidt Covestro’s portfolio van duurzame coatingharsen aanzienlijk uit in deze groeimarkt. Dankzij de integratie van het DSM-onderdeel zullen de inkomsten van het bedrijf met ongeveer 1 miljard euro toenemen en wordt Covestro’s wereldwijde productienetwerk uitgebreid met meer dan 20 vestigingen, waaronder verschillende in Nederland.

Volledige integratie

Met de transactie breidt Covestro zijn activiteiten uit op verschillende gebieden. Het bedrijf is al een grote wereldwijde leverancier van watergedragen polyurethaandispersies. De overname van RFM voegt daarbij een compleet assortiment polyacrylaatharsen op waterbasis toe én enkele sterke merken op het gebied van duurzaamheid, zoals Niaga®, oplossingen voor 3D-printing en voor geavanceerde coatings voor zonnepanelen. Bovendien breidt Covestro zijn technologie-portfolio uit met hybride technologieën op waterbasis, poedercoatinghars en UV-harsen. Na een uitgebreide analyse verwacht Covestro dat de permanente synergie-effecten na de volledige integratie tegen 2025 zullen oplopen tot ongeveer 120 miljoen euro per jaar.

Tessenderlo Kerley gaat een nieuwe fabriek voor vloeibare meststoffen bouwen in Geleen. Zodra de nodige vergunningen en goedkeuringen rond zijn, begint de bouw van de fabriek. Deze gaat ammoniumthiosulfaat produceren. Het bedrijf verwacht de productie in het tweede kwartaal van 2023 te kunnen opstarten.

Vier Amerikaanse broers ontwikkelden na de Tweede Wereldoorlog een proces voor het maken van vloeibare meststoffen op zwavelbasis. Zij richtten Kerley Chemical Company op. In 1986 vormde het bedrijf een joint venture met Phillips om het waterstofsulfide dat in het raffinageproces ontstaat beter te verwaarden. In 1995 kwam het bedrijf in handen van Tessenderlo Chemie. De focus op het verwerken van bijproducten van raffinaderijen tot chemicaliën met toegevoegde waarde bleef. Inmiddels is Tessenderlo Kerley ’s werelds grootste producent van zwavelhoudende thiosulfaatmeststoffen. Het bedrijf heeft dertien fabrieken in de Verenigde Staten. In Europa heeft het sinds 2017 een fabriek voor ammoniumthiosulfaat, in Rouen. Een vergelijkbare fabriek komt nu in Geleen te staan.

Chemieconcern BASF wil tegen 2050 CO2-neutraal zijn. Voor 2030 wil het concern wereldwijd zijn broeikasgasemissies al met 25 procent verminderen ten opzichte van 2018. Dat terwijl de groei doorgaat en BASF momenteel een groot chemisch complex bouwt in Zuid-China. In totaal is BASF van plan om tegen 2025 tot 1 miljard euro te investeren om haar nieuwe klimaatdoelstelling te bereiken en nog eens 2 tot 3 miljard euro tegen 2030. Dat maakte CEO Martin Brudemüller vrijdag bekend. Hij wijst ook meteen een aantal toonaangevende projecten aan. 

In het rijtje van vlaggeschipprojecten wordt Antwerpen specifiek genoemd. Op de Antwerpse locatie is BASF van plan te investeren in een van de grootste projecten voor koolstofafvang en -opslag (CCS) onder de Noordzee. Samen met partners in het Antwerp@C-consortium creëert dit de mogelijkheid om meer dan 1 miljoen ton CO2-emissies per jaar te vermijden bij de productie van basischemicaliën. Een definitieve investeringsbeslissing is gepland voor 2022.

Turquoise waterstof

Ook wil het bedrijf vaart maken met turquoise waterstof. Een emissieloze route om waterstof uit aardgas of biogas te produceren, met koolstof als tweede product. BASF ontwikkelt hiervoor een technologie op basis van methaanpyrolyse. In vergelijking met andere processen voor emissievrije waterstofproductie is voor methaanpyrolyse slechts ongeveer een vijfde van de elektrische energie nodig. In Ludwigshafen is een proefreactor gebouwd die momenteel wordt opgestart.

Elektrische kraker

Onlangs werd bekend dat BASF samen met SABIC en Linde werkt aan een proefoven voor ’s werelds eerste elektrisch verwarmde stoomkraker. In vergelijking met conventionele kraakinstallaties zou dit een bijna CO2-vrije productie van basischemicaliën mogelijk maken. Als de nodige financiering wordt toegekend, is het de bedoeling dat de proeffabriek al in 2023 wordt opgestart.

Grondstof

En ook groene waterstof komt in het rijtje voor. In samenwerking met Siemens Energy onderzoekt BASF momenteel de mogelijkheden voor de bouw van een PEM-waterelektrolyse-installatie met een capaciteit van 50 MW voor de CO2-vrije productie van waterstof uit water en elektriciteit op de locatie Ludwigshafen. Deze CO2-vrije waterstof zou in de eerste plaats worden gebruikt als chemische grondstof, maar zou ook in beperkte mate worden gebruikt ter ondersteuning rijden op waterstof in de metropoolregio Rijn-Neckar.

 

 

De komende weken gaan we één voor één de finalisten bekend maken voor de Plantmanager of the Year 2021. Dus wie wordt de opvolger van Mirjam Verhoeff? Zij sleepte de titel in 2020 in de wacht, na een dynamische en spannende verkiezing die online enorm viraal ging. De ontknoping zal zijn op 15 juni tijdens Deltavisie in Ahoy. Thema van dat evenement dit jaar is Smart

De verkiezing kreeg in 2020 heel veel aandacht, met name op social media. En dat raakt ook meteen aan het belangrijkste doel van de verkiezing: aan de samenleving laten zien dat in de industrie kundige, enthousiaste en zeer betrokken mensen werken.

Wellicht dat de verkiezing een extra impuls kreeg door de omstandigheden. Tijdens de corona-crisis werd meer dan ooit duidelijk dat de procesindustrie een vitale functie in onze samenleving vertolkt. Misschien deed de winnaar van 2019 ook wel een duit in het zakje. Marinus Tabak van RWE riep toen de industrie op om zich meer te laten zien. En dat kan natuurlijk het beste met industriële helden die inspirerende verhalen kunnen vertellen met de nodige impact.  Foto’s, de nominatiefilms, interviews werden rijkelijk gedeeld op social media.

Natuurlijk leiderschap

Ook qua diversiteit was 2020 een bijzonder jaar. Er deden twee vrouwelijke kandidaten mee en zowel de chemie, als de energiesector en de offshore waren vertegenwoordigd. En elke finalist voegde eigen kleuren toe aan het palet. Zo lieten Harry Talen van Engie en Lennard Luijt van Shell zien hoe interessant het is om midden in de energietransitie te staan. Talen die op jonge leeftijd al vijf gasgestookte centrales onder zijn hoede kreeg, die hij met zijn team door onstuimige omstandigheden leidde. En Luijt werkte zich binnen Shell op met zijn natuurlijk leidershap en inmiddels heeft hij weer een volgende stap gemaakt binnen het concern.

Zwerfkorrels

Ann Geens van Ducor pleitte voor meer feminien leiderschap. En wat dat inhoud liet ze ook zien. Ze nam in Rotterdam – op een verbindende manier – het voortouw om het probleem van plastic zwerfkorrels aan te pakken. Daarmee maakte ze van de nood een deugd. Ducor werd op dit punt aan de schandpaal genageld. Maar in plaats van in de verdediging te gaan of weg te duiken, nam ze het initiatief om de Rotterdamse haven met de gezamenlijke industrie en andere partijen weer schoon te maken. Inmiddels zijn ook alle aanklachten tegen Ducor van de baan.

Smart

En dan natuurlijk de winnaar, Miriam Verhoeff van DSM in Hoek van Holland. Het toonbeeld van een moderne en betrokken plantmanager. Met haar team wist zij met een verbeterprogramma tot een succes te maken. Er werden op de site in Hoek van Holland maar liefst 55 verbeteringen doorgevoerd in acht maanden tijd. Medewerkers kregen een coach die hielp bij de verbeteringen, maar iedereen mocht zelf invullen wat ze gingen verbeteren. ‘Als je klein denkt, kan je heel veel dingen zelf’, stelde Verhoeff. ‘Als we dat met honderd man elke dag doen, gaan we als een speer vooruit. Dan krijgen we veel kleine verbeteringen, die samen een gigantische verbeterstap zijn. Dat slaat hier enorm aan.’ De jury vond dat ze door het geven van veel vertrouwen meer als coach dan als manager een jong en winning team neerzet. Telkens worden nieuwe ideeën geboren en gerealiseerd, met als resultaat een jaarlijkse groei aan productiecapaciteit zonder veel investeringen. 

Geïnspireerd door dit verhaal en in overleg met Mirjam Verhoeff heeft de organisatie van Deltavisie de komende editie dan ook voor het thema Smart gekozen. De industrie heeft nu en in de toekomst veel slimme oplossingen, maar ook vooral veel slimmeriken nodig. Mensen die er nu al werken, maar ook een nieuwe generatie van betrokken en creatieve technici.

Divers

Voor de verkiezing van 2021 heeft de redactie van Petrochem haar netwerk en journalistieke vaardigheden weer ten volle ingezet. Dat resulteerde in een groot aantal tips. Door het jaar heen zijn verschillende getalenteerde plantmanagers geïnterviewd voor het magazine. Op die manier is een longlist aangelegd. Uit die lijst zijn inmiddels drie finalisten gekozen en de redactie sluit niet uit dat daar nog een vierde bijkomt. En ook dit jaar wordt het afgaand op de kandidaten weer een diverse en kwalitatief hoogstaande finalestrijd.

Verkiezing

De verkiezing van de Plant Manager of the Year wordt jaarlijks georganiseerd en is een initiatief van Industrielinqs pers en platform in samenwerking met de VNCI, Votob, VOMI, Deltalinqs, Nogepa, het Havenbedrijf Rotterdam en het het Petrochem Platform. De verkiezing draagt bij aan een positief imago van de Nederlandse industrie door de inspanning en prestaties van plantmanagers te benoemen en te waarderen. De focus ligt hierbij op veiligheid, gezondheid, milieu, productiviteit en duurzaamheid.

De productiesite van Covestro in de Antwerpse haven betrekt voortaan bijna de helft van zijn elektriciteitsbehoefte in België uit windenergie. Het chemiebedrijf heeft hiervoor een overeenkomst getekend met energiebedrijf Engie.

De energieleverancier wil vanaf 1 april 2021 ongeveer 45 procent van de elektriciteitsvraag van Covestro in Antwerpen dekken met 15 windturbines, in vier nieuw aangelegde onshore windparken. De turbines staan in de gemeenten Hoogstraten, Eeklo, Kaprijke en Maldegem en maken alle deel uit van het Conquest4Wind P5-samenwerkingsverband.

De nieuwe overeenkomst dekt een capaciteit van 39 megawatt. Dit komt overeen met de energievoorziening voor ongeveer 30.000 privéhuishoudens en vermindert de koolstofvoetafdruk van Covestro in België met meer dan 38.500 ton CO₂, wat overeenkomt met de uitstoot van bijna 20.000 auto’s per jaar.

Energie-efficiëntere productie

De productie in de chemische industrie is van oudsher energie-intensief. Met zijn verschillende innovatieve procestechnologieën en een erkend energiebeheersysteem heeft Covestro zijn energie-efficiëntie al aanzienlijk verhoogd en de emissies van zijn productie al sterk verminderd. De groep Covestro heeft zich ook tot doel gesteld zijn specifieke CO₂-uitstoot tegen 2025 te halveren ten opzichte van 2005. Aanvullend en in lijn met de nieuwe bedrijfsvisie ‘We will be Fully Circular’, wil Covestro nu ook het grootste deel van de resterende energie uit windenergie te halen.

Wetenschappers van de Rijksuniversiteit Groningen en NHL Stenden Hogeschool ontwikkelden een polymeermembraan uit biobased appelzuur. Het superamfibisch vitrimere epoxyhars membraan scheidt water en olie en is volledig recyclebaar. Wanneer de poriën verstopt zijn door verontreinigingen, kan het worden gedepolymeriseerd, gereinigd en vervolgens tot een nieuw membraan worden geperst.

Superamfibische membranen, die zowel van olie als van water houden, zijn een veelbelovende oplossing voor het opruimen van olievlekken op water. Helaas zijn deze membranen  vaak niet robuust genoeg voor gebruik buiten de laboratoriumomgeving. Bovendien kunnen de membraanporiën dichtslibben door aangroei van algen en zand. Chongnan Ye en Katja Loos van de Rijksuniversiteit Groningen en Vincent Voet en Rudy Folkersma van NHL Stenden gebruikten een relatief nieuw type polymeer om een membraan te maken dat zowel sterk als gemakkelijk te recyclen is.

De wetenschappers maken het nieuwe vitrimeer membraan door polymeren uit het natuurlijke monomeer appelzuur te persen en sinteren. Dit membraan kan worden gerecycled door het te malen en vervolgens te persen en te sinteren.

Dynamisch netwerk

Vitrimeerplastics zijn polymeren met de mechanische eigenschappen en chemische resistentie van een thermohardende kunststof. Vitrimeer-kunststoffen kunnen zich echter ook gedragen als een thermoplast, omdat ze kunnen worden gedepolymeriseerd en hergebruikt. Dit betekent dat een vitrimeer kunststof alle kwaliteiten bezit om een goed membraan te vormen voor de sanering van olielekken.

De polymeren in het vitrimeer zijn op een omkeerbare manier verknoopt’, legt Voet uit. Ze vormen een dynamisch netwerk, dat recycling van het membraan mogelijk maakt.’ De wetenschappers produceren het vitrimeer via basegekatalyseerde ringopeningspolymerisatie tussen appelzuur en epoxy-gemodificeerd appelzuur.

Poriën

Zowel water als olie verspreiden zich over het resulterende superamfibisch membraan. Bij een olieramp is veel meer water aanwezig dan olie. Het overvloedig aanwezige water bedekt het membraan en passeert  vervolgens door de poriën. Voet: ‘De waterfilm aan het oppervlak van het membraan houdt de olie uit de poriën en scheidt deze van het water.’

Het membraan is stevig genoeg om olie uit het water te filteren. Als zand en algen de poriën verstoppen, kan het membraan na verwijdering van de verontreinigingen worden gedepolymeriseerd. Daarna kan men van de bouwstenen een nieuw membraan maken. ‘We testten dit op laboratoriumschaal van enkele vierkante centimeters’, zegt Loos. ‘En we zijn ervan overtuigd dat onze methoden schaalbaar zijn. Zowel voor de polymeer-synthese als voor de productie en recycling van het membraan.’ De wetenschappers hopen dat een industriële partner de verdere ontwikkeling op zich zal nemen.

Toepassingen

Het maken van dit nieuwe membraan voor olielekkagesanering toont de kracht van samenwerking tussen een onderzoeksuniversiteit en een toegepaste universiteit. Loos: ‘Een tijdje geleden besloten we dat de polymeergroepen van de twee instituten één moesten worden. Door studenten, staf en faciliteiten te delen. We startten onlangs de eerste hybride onderzoeksgroep in Nederland. Dat maakt het makkelijker om toepassingen te vinden voor nieuw ontworpen materialen. Voet: ‘Polymeerchemici streven ernaar moleculaire structuren te koppelen aan materiaaleigenschappen en toepassingen. Ons hybride onderzoeksteam heeft de ervaring om precies dat te doen.’

Het Brits-Nederlandse biotechbedrijf Deep Branch heeft een investeringsronde van acht miljoen euro afgerond voor haar Scale-Up Hub op Chemelot. Het bedrijf produceert eiwitten uit CO2 en waterstof, met behulp van micro-organismen.

De eiwitten van Deep Branch vormen de basis voor duurzaam en hoogwaardig vis- en pluimveevoer. De CO2-uitstoot van het proces is negentig procent lager dan processen die nu worden gebruikt om eiwitten te maken.

Een deel van de investering (4 miljoen euro) komt van subsidies uit het Verenigd Koninkrijk en de EU. De rest komt van investeringen van DSM Venturing en Novo Holdings, met deelname van Total Carbon Neutrality Ventures en Barclays Sustainable Impact Capital.

Opschalen

De investering maakt het mogelijk om de Scale-Up Hub van Deep Branch op Chemelot te voltooien. Hier wordt opgeschaald naar proefproductie zodat voedingsproducenten de proteïnen kunnen testen. Onder andere BioMar en AB Agri, twee Europese marktspelers in veevoeding gaan dat doen. Daarnaast stelt de investering het Deep Branch in staat om belangrijke informatie te krijgen voor het engineeringontwerp van haar eerste productiefaciliteit op commerciële schaal.

Noorwegen

Voor die productiefaciliteit heeft Deep Branch Noorwegen hoog op haar wensenlijst staan. Ze ziet het land als ideale locatie vanwege de ‘leidende positie in de zalmindustrie en de productie van koolstofarme waterstof’. Het bedrijf wil in 2023 op commerciële schaal produceren.

De chemische en voedingsmiddelenindustrie kunnen niet blijven voortborduren op bestaande energiebronnen en grondstoffen. Volgens CTO Marcus Remmers van DSM staan we aan de vooravond van een biotechnologie-revolutie om de uitdagingen op gebied van klimaat, stikstof en biodiversiteit aan te gaan. Op den duur hebben we voor melk en vlees veel minder koeien nodig en produceert de chemie materialen onder andere uit de zon, de wind en CO2. Maar voor we daar zijn, moeten we nog door verschillende fases.

Als het gaat om transformatie dan heeft DSM een rijke historie. Met name wat betreft haar kernactiviteiten. Van het winnen van steenkool uit de Dutch State Mines, via productie van basischemicaliën, naar een gerenommeerde speler in de fijnchemie en biotechnologie. Dat die transformatie nog steeds bezig is, blijkt wel uit het recente voornemen om onder andere de productie van coatingharsen te verkopen aan chemiebedrijf Covestro. En misschien eindigt die gedaantewisseling wel nooit.

Marcus Remmers (DSM): ‘Topprioriteit nu is het decarboniseren van de energievoorziening.’

Ook op het gebied van procestechnologie zijn verschillende stappen gezet. Zo maakte DSM na de overname van Gist-Brocades eind vorige eeuw uitgebreid kennis met fermentatieprocessen. Een stap die veel impact heeft gehad. Juist die biochemische processen vormen nu het motorblok van het moderne DSM.

Decarboniseren

Op het vlak van de productieprocessen verandert er volgens chief technology officer (CTO) Marcus Remmers de komende decennia nog veel meer. Dat moet ook echt, stelt hij. ‘Er zijn grote uitdagingen op het gebied van het klimaat. En vergeet ook de problemen op het vlak van biodiversiteit niet.’ Willen we over enkele decennia nog op een leefbare wereld vertoeven met voldoende voedsel en middelen voor negen miljard mensen in 2050, dan moet er veel veranderen. Remmers: ‘Topprioriteit nu is het decarboniseren van de energievoorziening. Op die manier kunnen we veel CO2-uitstoot voorkomen.’

biotechnologieStraks moeten geen koolstofhoudende brandstoffen, maar duurzame elektronen de eerste viool spelen. ‘Het is daarom essentieel dat er enorm wordt geïnvesteerd in het elektriciteitsnet en duurzame energieopwekking, zoals zonne- en windenergie.’

Melkeiwitten

Decarbonisatie is echter niet een oplossing die overal op past. Als het gaat om de productie van voedsel en materialen, dan is en blijft koolstof een essentiële bouwsteen. Dan past eerder de term recarbonisatie. Waar het decarboniseren van energie vooral gericht is op het aanpakken van de klimaatcrisis, kan recarbonisatie ook oplossingen bieden op het gebied van biodiversiteit.

Remmers: ‘Ik denk dat we daarom aan de vooravond staan van een revolutie op het gebied van biotechnologie. Biowetenschappen kunnen ons namelijk helpen bij de uitdagingen waarvoor we staan. We moeten vooral ons voedsel en onze materialen op een veel duurzamere manier produceren. Als we op de oude voet doorgaan, hebben we sowieso veel te weinig grond tot onze beschikking om de groeiende wereldbevolking van eten te voorzien. De biodiversiteit komt steeds meer onder druk te staan. Met de bestaande methoden komen we er gewoon niet. Voedzame melkeiwitten kunnen we naast uit dieren ook uit reststromen halen. Op het gebied van vleesproductie zijn er ook veel interessante innovatieve ontwikkelingen. Cellulaire landbouw staat nog in de kinderschoenen, maar opent een scala aan nieuwe technologische mogelijkheden.’

Logische energiedrager

Cellulaire landbouw is een nieuwe industrie waarin dierlijke producten worden nagemaakt of vervangen op basis van dierlijke cellen. Denk bijvoorbeeld aan leer- en zuivelproducten. En zelfs vlees. Met de stamcellen van één gram spierweefsel kan straks ruim tienduizend kilo vlees worden gemaakt. In theorie betekent dit dat er volgens deskundigen maar honderdvijftig koeien nodig zijn om genoeg stamcellen te produceren om kweekvlees te maken voor de gehele wereldbevolking. Met de hedendaagse wetenschap is het al mogelijk om melk te maken zonder dat daar een koe aan te pas komt. De herkomst van onze voeding kan er over enkele decennia dus heel anders uitzien. Het zou zo maar kunnen dat bij elkaar straks minder landbouw- en veeteeltgrond nodig is om een veel grotere wereldbevolking te kunnen voeden. Doordat de voedselproductie veel efficiënter is ingericht.

Ook op het vlak van materialen zijn verschillende stappen mogelijk om veel efficiënter met grondstoffen om te gaan. Volgens Remmers is het zelfs denkbaar dat over een paar decennia het grootste deel van de grondstoffen cyclisch is. Met het recyclen van afvalplastics worden nu al stappen gezet. Maar dat kan straks nog veel verder gaan. Zo zijn er al initiatieven om chemische bouwstenen te winnen uit koolmonoxide (CO), een belangrijk afgas uit de staalindustrie. Nog een stapje verder gaat de recycling van kooldioxide. Lukt het om op den duur grootschalig CO2 uit geconcentreerde – met name industriële – bronnen om te zetten in chemische bouwstenen, dan lijkt een belangrijke cirkel gesloten. Of straks ook grootschalig CO2 uit de atmosfeer wordt gehaald, is volgens Remmers zeer twijfelachtig. ‘Dat kost heel veel energie. Ik denk niet dat dat op een efficiënte manier is te realiseren.’

De revival van elektrochemie zal een belangrijke rol spelen. CO2 wordt nu nog gezien als het afvoerputje van de chemie. Om CO2 weer nuttig te kunnen maken, heeft het volgens Remmers een ‘energie-upgrade’ nodig. De meest logische energiedrager daarvoor is groene waterstof, verkregen uit de elektrolyse van water. Met verschillende koolwaterstoffen als tussenproduct is veel meer aan te vangen. Het lijkt een mooi vooruitzicht, maar daar zijn we nog lang niet, waarschuwt Remmers. ‘Dergelijke conversies hebben een laag technology readiness level (TRL, red.) en zijn nog zeer inefficiënt.’

Duizend fabrieken

Er zijn nog wat stadia te doorlopen. Remmers heeft zijn visie op de rol van biotechnologie al eerder gegeven tijdens enkele presentaties. Hij trekt daarbij een parallel met de ontwikkeling van telecomnetwerken, van 1G naar 5G, waarbij de functionaliteit steeds meer toenam. Volgens hem zullen er ook vijf generaties van fermentatieprocessen zijn.

De eerste twee generaties zijn nagenoeg bekend. Zo zetten processen van de eerste generatie bioprocessen landbouwproducten als maïs, tarwe, suikerriet en suikerbiet om in verschillende bouwstenen. Via hydrolyse van zetmeel en fermentatie van suikers produceren ze ethanol, butanol, verschillende voedingsmiddelen, ingrediënten voor veevoeder en ook chemicaliën. De eerste generatie is inmiddels redelijk volwassen. Remmers: ‘Wereldwijd staan al meer dan duizend fabrieken van deze eerste generatie.’

Syngas

De tweede generatie staat beduidend meer in de kinderschoenen. Bij deze processen gaat het om de omzetting van niet-eetbare delen van gewassen. Denk aan cellulose en lignine. Deze bouwstenen concurreren dus niet met de voedselproductie. Remmers schetst twee routes van deze tweede generatie. De eerste route lijkt het meest op die van de eerste generatie. Na voorbewerking van de biomassa volgt hydrolyse van de cellulose en daarna fermentatie van de suikers. Het deel dat niet via fermentatie is om te zetten in ethanol, butanol of chemicaliën, kan na thermochemische conversie in warmte en stroom worden omgezet en mogelijk ook in brandstoffen en chemische bouwstenen. De status? In de wereld staan nog geen tien fabrieken die op deze manier commercieel bio-ethanol produceren. Het blijkt lastiger dan gedacht en heeft daarom tijd nodig.

tekst gaat verder onder de afbeelding

‘We staan aan de vooravond van een revolutie op het gebied van biotechnologie.’

De andere tweede generatieroute begint met het vergassen van de biomassa. Op die manier wordt syngas geproduceerd, een mengsel van koolmonoxide en waterstof. Via fermentatie van syngas kunnen verschillende chemische bouwstenen worden verkregen. Denk aan ethanol, butanol, maar ook aceton, butaandiol en andere chemicaliën. Interessant aan deze route is dat ook afgassen uit bijvoorbeeld de staalindustrie worden ingevoegd. Die bestaan ook voor een groot deel uit syngas. Sinds 2018 produceert een fabriek van de Shougang Group in China op deze manier ethanol uit syngas uit haar staalfabrieken. Daarbij gebruikt het een proces van Lanzatech, dat momenteel commerciële fabrieken bouwt in Zuid-Afrika en Californië. Ook in het Vlaamse Gent wordt op het terrein van staalproducent Arcelormittal een fabriek gebouwd die op die manier biobrandstoffen produceert uit afgassen.

Proteïnen

In de derde generatie draait het met name om de opkomst en de omzetting van fotosynthetische microalgen. Voordeel is dat ze relatief snel zonlicht en CO2 omzetten in hoogwaardige biomassa. De kweek van algen is bovendien zeer intensief en op een relatief klein oppervlakte kan een hoge opbrengst worden gerealiseerd. Ook op plaatsen die minder of niet geschikt zijn voor landbouw. Via verschillende conversie en scheidingstechnieken gaat de industrie volgens Remmers in de toekomst een grote variatie aan producten uit algen halen. Denk aan chemische bouwstenen, maar ook proteïnen voor voedsel en voeder en bijvoorbeeld kunstmest.

Totale integratie

Dan de vierde generatie. In die generatie gaat duurzaam opgewekte stroom en dus elektrochemie volgens Remmers een belangrijke rol spelen. De processen uit de eerste en tweede generatie krijgen dan een extra dimensie. De suikers uit de eerste twee generaties kunnen worden verrijkt met bouwstenen die worden geproduceerd uit CO2 en groen waterstof. Denk aan methanol, methaan, mierenzuur en koolmonoxide. Dat levert een geïntegreerde productie met uiteenlopende producten, van ethanol en butanol tot voedsel- of voedingsingrediënten en chemische bouwstenen, zonder CO2-emissies. Het lijkt misschien een eindfase, juist door die totale integratie.

Biodiversiteit

Toch ziet Remmers daarna juist nog een mogelijke stap. Hij noemt die de volledige e-fermentatie. Hij filosofeert erover of dat wellicht deze uiteindelijke fase is. Materialen, chemische bouwstenen, brandstoffen en warmte worden dan wellicht geproduceerd uit koolstof, water en elektronen. Verkregen uit CO2 en duurzame energiebronnen als wind en zon. De integratie met voedsel en voeder wordt dan mogelijk weer ontvlochten. Onze voedingsmiddelen, zelfs vlees, komen dan uit de akkerbouw. Remmers: ‘Ontkoppeling? Ik zie het meer als een efficiëntieslag. Met name om de biodiversiteit weer ruim baan te geven.’