Chemische industrie droomt van groen

In kleinschalig onderzoek ontdekken wetenschappers het ene na de andere alternatief voor vervuilende reacties, bijvoorbeeld door geen oplosmiddelen meer te gebruiken. Stuk voor stuk mooie prestaties, maar het heeft veel meer impact als grote fabrieken deze alternatieven ook daadwerkelijk gaan toepassen. Hoe staat het met de vergroening van de Nederlandse chemische industrie?

4 oktober 2016

Het grootste gedeelte van de chemische industrie richt zich op olie en gas. Slechts vijf procent van alle olie en gas die we oppompen gebruiken we om allerlei chemische producten te maken, de rest gaat naar transport en brandstof. Toch wil deze sector graag verduurzamen, want vijf procent minder vervuiling kan zomaar het verschil maken in de strijd tegen klimaatverandering. Om dit te bereiken willen de bedrijven niet alleen groene grondstoffen gebruiken, maar maken ze ook producten die veel minder energie verbruiken, zoals isolatiemateriaal en recyclebare plastics. Ze proberen dus te zorgen dat de consument ook minder energie gaat verbruiken.

Chemische fabrieken stoten nog altijd veel CO₂ uit
Woodson, LeRoy via Wikimedia Commons, public domain

25 procent groen

Een toekomstverkenning van de Topsector Chemie verwacht dat de industrie in 2030 nog altijd voor 75 procent met fossiele grondstoffen werkt. Tegen die tijd komt tien procent van de grondstoffen uit recycling en voor de overige vijftien procent gebruiken we biobased beginstoffen. Deze biobased grondstoffen zijn gemaakt uit biomassa. Momenteel ligt het percentage van deze groene grondstoffen slechts rond de vijf procent, dus de industrie zet zeker stappen.

Het liefst zou de sector binnen enkele jaren alleen nog maar duurzame bouwstoffen gebruiken, maar dat krijg je niet zomaar voor elkaar. “Alle grote bedrijven vergroenen tegenwoordig in meer of mindere mate”, zegt Gerard van Harten, oud-directeur van Dow Terneuzen en voorzitter van de Topsector Chemie. “Maar het duurt lang want het vergt een enorme ommezwaai in de manier waarop we de industrie nu nog inrichten.”

Ook Paulien Harmsen, biobased economie onderzoeker bij Wageningen Food and Biobased Research, ziet dat de veranderingen in de grote fabrieken slechts geleidelijk gaat. “De bedrijven zoeken vooral naar stoffen die ze kunnen gebruiken zonder hun potten en pannen aan te passen.” Daarom kiezen bijvoorbeeld plastic-producenten er vaak voor om een slechts deel van hun bouwstoffen te vergroenen. Ze gebruiken dan dezelfde stoffen, maar halen ze ergens anders vandaan. “Ethanol is ethanol, of je het nou uit olie maakt of uit biomassa”, zegt Harmsen. “Dus dat soort grondstoffen vervang je gemakkelijk als een ander bedrijf de groene variant voldoende produceert.”

Nieuwe flesjes

Van Harten ziet Avantium als een lichtend voorbeeld van groene chemische industrie. Dit Limburgse bedrijf begon tien jaar geleden een zoektocht naar de vervanger van de PET-fles. Na jaren van onderzoek ontwikkelden ze een techniek om de bouwsteen 2,5-Furandicarbonzuur (FDCA) uit biomassa te halen. Met FDCA maken ze volledig biologisch plastic dat ze gebruiken voor zogenoemde PEF-flessen, maar ook voor andere verpakkingen. Binnenkort start de bouw van de eerste grote fabriek in Antwerpen. “Het duurde uiteindelijk tien jaar voor ze deze toepassing in de fabriek konden gebruiken”, zegt Van Harten. “Het gaat dus niet erg snel, maar ze hebben wel een alternatief ontwikkeld dat ze op grote schaal toepassen.”

Een close-up van een groep blauwe waterflessen. — Dit soort flesjes komen binnenkort uit de nieuwe Avantium-fabriek.
Flickr, ricardo/zone41.net via CC0

Energie besparen

Naast het gebruiken van groene grondstoffen probeert de industrie ook op andere vlakken te vergroenen. “Chemie bedrijven kost veel energie, maar dat willen we tot het minimum beperken door bijvoorbeeld warmte te recyclen”, vertelt Van Harten. “En we gebruiken ook steeds vaker energie uit zonnecellen en windmolens.” Ook investeren de bedrijven in onderzoek naar innovatie- en technologieontwikkeling. Shell, AkzoNobel en BASF gingen onlangs een samenwerkingsverband aan met de drie Nederlandse universiteiten in Groningen, Eindhoven en Utrecht. Op deze universiteiten doen ze de komende tien jaar onderzoek naar wat voor soort chemische bouwstof er uit restproducten zoals biomassa en CO₂ te halen valt.

De industrie probeert het dus wel degelijk, maar obstakels maken de toepassingen van groene alternatieven moeilijk. En dan bestaan er natuurlijk nog de reacties die nog helemaal niet duurzaam zijn. Zo kost het kraken van olie nog steeds ontzettend veel energie, maar dit proces is momenteel nog essentieel in de chemische industrie. “We moeten eigenlijk nieuwe technieken ontwikkelen voor dat soort grootschalige processen”, aldus Van Harten. “Je maakt pas echt grote stappen als je een andere manier vindt om olie te kraken, bijvoorbeeld bij een lagere temperatuur.” Ook Harmsen denkt dat er nog veel te winnen valt in de beginfase van de productieketen. “We gaan nu nog heel inefficiënt met biomassa om. We zetten nog niet de helft van de massa om in chemicaliën. Als we alles om weten te zetten, concurreren we veel beter met de enorm goedkope aardolieproducten.”

Harmsen denkt wel dat het uiteindelijk helemaal goed komt met de groene industrie in Nederland. “Daar ben ik van overtuigd. Als je puur naar de chemie kijkt is het mogelijk om alle essentiële stoffen uit bronnen zoals biomassa halen, maar het kost nog tijd voor dat technisch en economisch ook lukt.” Ook Van Harten kijkt positief naar de toekomst: “We zijn het derde chemieland in Europa, en we bezitten ontzettend veel kennis. Hopelijk zetten we die kennis uiteindelijk om in groene innovaties en technologieën, ook op grote schaal.”

Biologisch piepschuim

Ook het gebruik van polymelkzuur kenmerkt de groene ontwikkeling van de industrie. Polymelkzuur haal je uit suikers en het molecuul past in veel toepassingen. Volgens Harmsen heeft dit polymeer een groot effect op de vergroening van de verpakkingsindustrie. Veel verpakkingen in de supermarkt bestaan inmiddels uit polymelkzuur, en ook piepschuim maken we met dit groene molecuul. “In suikers zitten veel stoffen zoals polymerkzuur, met chemische groepen zoals zuren en alcoholen die we ook terugzien in veel polymeren die uit olie komen”, zegt Harmsen enthousiast. “In theorie kunnen we dus veel van die olie-polymeren vervangen met een groene variant.”