plastic tasjes

Mensen die duurzaamheid hoog in het vaandel hebben staan, moeten er niets van hebben: plastic tasjes. Maar als het aan onderzoekers van de Universiteit Utrecht ligt, gaat dat veranderen. Ze ontwikkelden een manier om plastic te maken uit biomassa in plaats van aardolie. Is dit dan dè manier waarop we in de toekomst plastics gaan maken?

Al op de basisschool leren kinderen dat plastics gemaakt worden uit het vieze en steeds schaarser wordende aardolie. Maar het lijkt erop dat we die lesboeken in de toekomst moeten gaan herschrijven. Als het aan onderzoeker Krijn de Jong en zijn collega’s aan de Universiteit Utrecht ligt, worden plastics in de toekomst namelijk gemaakt uit biomassa. “Het proces bestaat uit drie stappen,” zo vertelt hij aan Scientias.nl. “Eerst verhitten we de houtachtige biomassa zodat er een gas ontstaat. Dat gas noemen we synthesegas en het bestaat uit waterstof en koolmonoxide. Met dit synthesegas kun je alles maken wat je in de chemische industrie met aardolie maakt. Dat gas zetten wij vervolgens om in etheen en propeen: de bouwstenen van plastics.”

Knap
Het klinkt simpel, maar het is een knappe prestatie. “Heel lang stelden onderzoekers dat het selectief maken van etheen en propeen bijzonder moeilijk of zelfs onmogelijk was. Wij hebben nu laten zien dat het wel kan.” De plastics die uit biomassa gemaakt worden, zijn van dezelfde kwaliteit als de plastics uit aardolie. “En je kunt de plastics ook heel gemakkelijk recyclen, iets wat met bioplastics moeilijker is.”

Biomassa

“Ons proces is eigenlijk een omnivoor,” vertelt De Jong. “Uit alles wat koolstof bevat, kunnen we synthesegas maken. Dus de biomassa die we gebruiken, kan olifantengras, snoeiafval en misschien zelfs GFT-afval zijn.” Wanneer De Jong het over biomassa heeft, beperkt hij dit wel tot houtachtig biomassa. “Ik wil daarmee aangeven dat we gebruik maken van biomassa waar nu nog geen alternatieve toepassingen voor zijn, behalve dan het verbranden ervan.”

Schaliegas
Het klinkt als een succesverhaal in wording. Want met de schaarser en dus duurder wordende aardolie moet de industrie toch staan te springen om de techniek van De Jong en collega’s te gaan gebruiken? Ja en nee. “De aarde beschikt nog over gigantische hoeveelheden aardolie waarvan je zeker als je je best doet nog heel veel boven de grond kan krijgen,” stelt De Jong. Wat op het moment ook niet echt helpt, is de opkomst van schaliegas. “Bij het winnen van schaliegas komt ook ethaan boven. Dat kun je heel gemakkelijk en goedkoop omzetten in etheen.” Dat schaliegas roet in het eten zou gooien, had De Jong zes jaar geleden, toen hij zijn onderzoek startte, niet kunnen voorzien. “Onze methode is duurzamer dan schaliegas,” benadrukt hij. Maar economisch gezien is etheen als bijproduct van schaliegas aantrekkelijker dan etheen uit biomassa. “Het vergassen van biomassa is duurder dan gas uit de grond halen.” Op lange termijn ziet De Jong desalniettemin grote mogelijkheden voor plastics uit biomassa. “Op een gegeven moment komt die overgang. Dan gaan we energie uit zonlicht en chemicaliën uit biomassa halen. Dus dit is wel het product van de toekomst, maar die toekomst is waarschijnlijk verder weg dan we denken.”

Opschalen
Maar daar laten de wetenschappers zich niet door uit het veld slaan. En datzelfde geldt vooralsnog voor de industrie. Want het werk van De Jong en collega’s mag zich verheugen in interesse van plasticproducent Dow Benelux. Het bedrijf werkt in nauwe samenwerking met De Jong en collega’s aan de verdere ontwikkeling van de techniek. “Momenteel zijn we bezig met de volgende stap: de techniek verfijnen en opschalen,” vertelt De Jong. In het laboratorium werkten de onderzoekers met grammen, maar om de techniek economisch levensvatbaar te maken, moeten die hoeveelheden flink omhoog. “Je moet dan denken aan tonnen.” De samenwerking tussen de wetenschappers en industrie is innig. “Er zat dusdanig veel muziek in dat wij hier verder mee wilden gaan,” vertelt Matthijs Ruitenbeek, werkzaam bij Dow Benelux. “Maar om de aanpak te verbeteren, moeten we een fundamenteel begrip hebben van hoe de methode van De Jong werkt. En daar heb je academici voor nodig. Wij leveren de ontwikkelingsvragen. Zij de antwoorden.”

“Het is heel frustrerend voor onderzoekers. Ze werken hard aan de technische aspecten van een methode, maar uiteindelijk zijn het niet alleen de technische aspecten die bepalen of de methode daadwerkelijk gebruikt gaat worden”

Slag om de arm
Hoewel er verbeteringen worden geboekt, is nog lang niet bewezen dat de methode van De Jong ook daadwerkelijk gaat leiden tot de bouw van nieuwe fabrieken, benadrukt Ruitenbeek. “Wij maken verschillende producten en daarvoor hebben we bepaalde grondstoffen nodig. We kijken daarbij wanneer nodig naar alternatieven. Bijvoorbeeld voor aardolie, omdat dat begint op te raken en duurder wordt. Of omdat bepaalde grondstoffen in een specifiek gebied niet voorhanden zijn.” Veel van die alternatieven komen uit de koker van wetenschappers. “Technisch gezien kan er heel veel. Wat wij in de industrie moeten achterhalen, is of het economisch gezien interessant is. We toetsen de haalbaarheid en voeren indien gewenst verbeteringen door.” Vanuit die insteek wordt nu ook de methode van De Jong verder onder de loep genomen. Waar dat heengaat, is volgens Ruitenbeek onmogelijk te voorspellen. “Het is heel frustrerend voor onderzoekers. Ze werken hard aan de technische aspecten van een methode, maar uiteindelijk zijn het niet alleen de technische aspecten die bepalen of de methode daadwerkelijk gebruikt gaat worden.” De economische aspecten wegen namelijk zwaarder. En die economische aspecten waaien oneerbiedig gezegd met alle winden mee. Als voorbeeld haalt Ruitenbeek het schaliegas er weer bij. “In 2008 was het een slecht idee om in de VS te investeren: de grondstoffen waren er hartstikke duur. Drie jaar later werd er volop schaliegas gewonnen en nu investeert Dow miljarden in de VS.” Het succes van De Jongs methode valt of staat met wat er in de omgeving gebeurt. “Stel dat morgen de prijs van biomassa opeens stabiel wordt, dan is dat een probleem. Want die prijs moet echt blijven zakken.” En dan zijn er ook nog de concurrerende technieken. “We onderzoeken momenteel niet alleen de methode van De Jong, maar ook andere alternatieven.”

Voorzichtig
De voorzichtigheid van de industrie is goed te verklaren. Zelfs als De Jongs methode goed blijft presteren en economisch aantrekkelijk blijkt te zijn, brengt deze risico’s met zich mee. “Dit soort ontwikkelingen kost veel tijd. Je gaat de huidige fabrieken niet zomaar vervangen door nieuwe.” Als voorbeeld haalt Ruitenbeek Shell aan die onlangs in Qatar ‘s wereld grootste GLT-fabriek bouwde (GTL staat voor Gas-To-Liquids, deze fabriek maakt producten die normaal gesproken uit ruwe olie worden gemaakt uit aardgas). “De bouw kostte zo’n twintig miljard. Dat ga je niet zomaar even neerzetten. Die fabriek is gebaseerd op jarenlang onderzoek en een demoplant in Maleisië.” Wanneer De Jongs methode het hoofd boven water weet te houden in het industriële geweld zou het bouwen van een demoplant een logische vervolgstap zijn. “Maar de bouw van zo’n demonstratiefabriek kost al snel vijftig miljoen euro en dan heb ik het nog niet eens over de kosten voor personeel en grondstoffen. Dus je begrijpt: zo’n besluit durven we alleen te nemen op basis van een gedegen stukje onderzoek.” De Jong onderschrijft dat. “Eigenlijk moet de hele wetenschappelijke basis voor de techniek sterker: we moeten in staat zijn om alle problemen die tijdens het ontwikkelingsproces op kunnen doemen het hoofd te bieden.”

Hoe het allemaal afloopt? “Het kan uiteindelijk nog alle kanten op,” stelt Ruitenbeek. “Maar persoonlijk denk ik wel dat synthesegas de toekomst heeft. Het leuke van synthesegas is namelijk dat je het overal van kunt maken.” De Jong focust zich op synthesegas uit biomassa, maar het kan ook uit afval, steenkool en aardgas worden gehaald. “Het is dus heel flexibel. En ik denk dat het op lange termijn ook het meeste gaat opleveren.” Maar tot die tijd worden de beste methodes om synthesegas te gebruiken nog zorgvuldig bestudeerd. “We hebben alle tijd.”