Circulaire economie: hoe ziet de toekomst eruit?

Het economisch model zoals we dat kennen, nadert zijn einde. Doordat we steeds weer nieuwe grondstoffen gebruiken, lopen we tegen grenzen aan. Ik deel de analyse van Bas Ruter, directeur Duurzaamheid van de Rabobank. Hij stelt dat onze economie een circulaire economie moet worden. Daarin worden bestaande materialen maximaal hergebruikt en worden nieuwe producten zoveel mogelijk op basis van biomassa geproduceerd.

Circulaire economie

Om ons heen zien we steeds meer tastbare stukjes van die circulaire economie. Bouwmateriaal, verpakkingsmateriaal en papier wordt grootschalig hergebruikt. Er worden jaarlijks miljoenen liters bio-ethanol geproduceerd, maar er is veel discussie over. Het wordt nu veel gebruikt als brandstof, maar economisch is het nog niet rendabel. Nieuwe biobased producten breken door, zoals bioplastics op basis van polymelkzuur en, hopelijk binnen afzienbare tijd, autobanden van rubber uit paardenbloemen. En slagen we erin het productieproces van algen en wieren efficiënter te maken, dan kunnen deze micro-organismen uitgroeien tot een sterke pijler van de biobased economy.

Biomassa

essay on my garden for grade 1Een cruciale stap die we nog te zetten hebben, is dat we alle moleculaire omzettingen van biomassa goed onder controle krijgen. In een eerder artikel schreef ik dat biotechnologie als grote voordeel heeft dat micro-organismen zeer nauwkeurig zijn in het omzetten van moleculen tot bruikbare bouwstenen. Het nadeel is dat dit een langdurig proces is. Bovendien heeft biomassa andere structuren dan fossiele grondstoffen. Om uit biomassa producten te maken die nu nog uit aardolie worden gemaakt, zijn vaak veel ingewikkelde moleculaire omzettingen nodig. Omzettingen met behulp van chemische katalysatoren gaan efficiënter, maar verlopen minder selectief (De omzetting zelf is wel selectief maar uit de ‘soep’ die biomassa is kan een chemisch katalysator nog niet de juiste selecteren om dit om te zetten): andere moleculen in biomassa kunnen verstorend werken. De vraag is: wat is de beste weg?

Processen binnen de Biobased Economy

In mijn optiek is een combinatie van biotechnologie én chemie vooralsnog de beste route op weg naar een duurzame economie. Producten als bio-ethanol en polymelkzuur zijn al zeer efficiënt via biotechnologische processen te produceren. Voor een molecuul als barnsteenzuur geldt dat ook, maar dat geldt dan weer niet tot de vervolgstappen die nodig zijn om afgeleide producten te maken. Biotechnologie en chemie kunnen elkaar dan goed aanvullen.

Voor beide routes geldt dat er nog veel onderzoek nodig om tot efficiënte omzettingen van biomassa te komen. Mijn collega’s in de biotechnologie doen dat door te puzzelen met moleculaire reacties. Bijvoorbeeld door het aanzetten, uitzetten en toevoegen van moleculaire reacties. Als chemicus werk ik samen met mijn collega’s aan efficiënte chemische biomassaconversies. In de chemie werken we hiervoor met katalysatoren, zoals platina en palladium. Deze materialen hebben het grote voordeel dat ze zeer stabiel zijn onder wisselende omstandigheden. Het nadeel is dat ze schaars zijn. De uitdaging is, niet-schaarse katalysatoren te vinden die hun werk net zo efficiënt doen. Dit is een proces van voortdurend proberen, bijschaven en opnieuw proberen.

Hoe duurzaam is een proces?

Een andere uitdaging is: kunnen we al bij het ontwerp van een bewerkingsproces berekenen hoe duurzaam dit proces is, bijvoorbeeld in termen van landgebruik en energieverbruik? Dit komen we nu pas achteraf te weten. Met behulp van wiskundige modellering willen we de werkelijkheid zo exact mogelijk nabootsen, zodat we al in de ontwerpfase van een proces bewuste keuzes voor een bepaalde technologie kunnen maken.

Masterstudie Biobased Sciences

Een nieuw economisch model vraagt om nieuwe kennis. Om mensen die van alle velden wel wat weten, van landbouw en chemie tot voedingswetenschappen, maar die tegelijkertijd op deelgebieden gespecialiseerd zijn. Die mensen zijn we binnen Wageningen UR nu al aan het opleiden, in de masterstudie Biobased Sciences. Zo anticiperen wij op de economische realiteit van morgen.

Wil je meer weten over de master of heb je andere vragen of opmerkingen, dan hoor ik het graag.