Restafval van planten als alternatief voor aardolie

Chemieconcern DSM werkt hard aan de ontwikkeling van brandstofwinning uit het restafval van planten. De verwachtingen zijn hoog gespannen. Topman Feike Sybesma: „We staan op de drempel van een groene revolutie.”

De olieprijs steeg deze week naar recordhoogte. Een vat Brent-olie kost 93,24 euro en brak daarmee de oude recordprijs uit 2008. „Zo’n prijsstijging maakt alternatieven voor aardolie aantrekkelijker”, zegt Feike Sijbesma, topman van biotechnologiebedrijf DSM. „Het fossiele tijdperk nadert zijn einde en we maken de overstap naar het biotijdperk.”

Terwijl Sijbesma deze week op het hoofdkantoor van DSM in Heerlen samen met de andere vier leden van de raad van bestuur de definitieve jaarcijfers over 2011 vaststelt, wordt in een laboratorium van DSM in Delft hard gewerkt aan het verder ontwikkelen van enzymen, gisten en schimmels die worden gebruikt bij de productie van de zogeheten twee generatie biobrandstoffen.

Op dit moment worden biobrandstoffen hoofdzakelijk gewonnen uit het voedseldeel van gewassen. Deze zogeheten eerste generatie biobrandstoffen is omstreden; voedsel is immers in de eerste plaats bedoeld om op te eten. Verder valt de vermindering van de CO2-uitstoot met deze technologie tegen omdat het telen en verwerken veel energie vraagt. „Daarom werken we hard aan de tweede generatie biobrandstoffen”, zegt Anton Robek in het DSM-laboratorium in Delft. Robek is directeur van DSM Bio-based Products & Services. „Bij deze biobrandstoffen wordt niet het voedseldeel van de plant gebruikt, maar het restafval.”

De vezels van de plantresten, bijvoorbeeld van maïs en suikerriet, worden met behulp van enzymen omgezet in suikers. De suikers worden als voedsel gebruikt voor micro-organismen – gisten en schimmels, al dan niet genetisch gemanipuleerd. Ze produceren daarbij ethanol. Het is in zuivere vorm zeer brandbaar en kan in verbrandingsmotoren – puur of vermengd met benzine – als brandstof worden gebruikt. Ze zijn milieuvriendelijk, omdat de verbrandingsproducten in theorie alleen uit koolstofdioxide en water bestaan.

Chemische producten en materialen hebben nu voor circa 90 procent steenkool, olie of gas als grondstof. Robek: „Wij zitten in een overgangsperiode waarin materialen en chemische producten in toenemende mate zullen worden gemaakt uit hernieuwbare grondstoffen”. Samen met de biobrandstoffen leverden deze activiteiten in 2011 nog geen geld op. DSM streeft naar een omzet van 500 miljoen euro in 2020, ongeveer 4 à 5 procent van de totale omzet, schat Robek.

Begin dit jaar maakte DSM bekend dat het biotechnologiebedrijf, samen met de Amerikaanse ethanolproducent POET, in de zogenoemde corn belt (South Dakota in de Verenigde Staten) voor 200 miljoen euro een fabriek gaat bouwen waar op grote schaal resten van de grote lokale maïsoogst worden omgezet in ethanol. De fabriek in Emmetsburg in de staat Iowa zal in de tweede helft van 2013 beginnen met de productie. Het wordt de eerste op commerciële schaal in de Verenigde Staten.

De verwachting is, volgens Robek, dat er jaarlijks 75 tot 95 miljoen liter bio-ethanol wordt geproduceerd. Naar verwachting zal de joint venture in 2014 winstgevend zijn en op de middellange en lange termijn een bovengemiddelde bijdrage leveren aan de winst omdat het „startmateriaal zo goedkoop is”, zegt Robek.

DSM heeft wereldwijd zo’n 1.700 onderzoekers in dienst. Ruim 400 werken in Delft op het terrein van het voormalige Gist Brocades, de producent van voedingsingrediënten die in 1998 werd overgenomen door DSM. Het laboratorium staat – voor DSM – op historische grond. Hier ging op 10 juli 1869 de eerste spa de grond in voor de bouw van de Nederlandse Gist- & Spiritusfabriek van Jacques van Marken. Zijn gisten staan aan de basis van de tweede generatie biobrandstoffen.

„We zijn constant op zoek naar eenvoudige enzymen, gisten en schimmels voor de biobrandstofproductie”, zegt Robek. „We streven naar een zo eenvoudig mogelijk productieproces. Bij het produceren van benzine wordt de grondstof, aardolie, vaak over lange afstanden vervoerd”, zegt Robek. „De moderne ethanolfabrieken moeten daar komen te staan waar de grondstof, het afval, wordt geproduceerd.”

Binnen DSM zijn de verwachtingen op het terrein van biomaterialen en biobrandstoffen hoog gespannen. „Over twee of drie eeuwen zullen mensen op onze huidige beschaving terugkijken als een korte tijdspanne waarin de mensheid haar totale economie voor ongeveer 250 jaar op kolen, olie en gas baseerde”, zegt Sijbesma. „We staan daarom op de drempel van een groene revolutie om terug te gaan naar een samenleving van en met de natuur.”

DSM verwacht dat er in de VS zo’n 300 fabrieken voor bio-ethanol zullen komen. Volgens prognoses van de Amerikaanse overheid zou de productie van bio-ethanol in 2022 alleen al in de Verenigde Staten 60 miljard liter kunnen bedragen. DSM en POET gaan al die fabrieken niet bouwen, maar verwachten wel de technologische kennis ervoor te kunnen verkopen.

Het Internationaal Energieagentschap (IEA) voorspelt dat in 2050 van alle transportbrandstoffen 27 procent een biobrandstof is. Van deze 27 procent is ongeveer eenzesde deel van ‘de tweede generatie’, ofwel 4,5 procent van alle transportbrandstoffen in 2050.

De Verenigde Staten lopen, volgens Robek, voorop in deze ontwikkeling. „Ze willen minder afhankelijk worden van geïmporteerde olie en meer zelfvoorzienend.” Daarna volgt Brazilië. In dit land rijden al veel auto’s op bio-ethanol. Deze bio-ethanol wordt gewonnen uit vergist sap van suikerriet met behulp van destillatie. Na Brazilië volgt Europa. „Europa is meer met de crisis bezig dan met de toekomst van de energievoorziening”, verzucht Robek. Een aantrekkende economie zal een bijdrage leveren aan de ontwikkeling van biobrandstoffen. „Ergens tussen nu en 2050 zal de vraag naar olie groter zijn dan het aanbod”, zegt Robek. Bij een snelle economische groei wordt dat punt eerder bereikt. „Via een klassiek prijsmechanisme zal biobrandstof een aantrekkelijk alternatief worden voor benzine.” Als katalysator kan de CO2-discussie nog een rol spelen. „De CO2-reductie die wordt bereikt met de tweede generatie biobrandstoffen is groot.”