Fossiele plastics vervangen door biobased en biologisch afbreekbare plastics: ingewikkeld, maar het kán!
Door Wouter Post
Dit is het zesde blog in een blogserie over het onderzoeksprogramma Circular & Climate-neutral. Dit programma (KB-34) is gericht op onderzoek dat bijdraagt aan circulaire en klimaatpositieve productiesystemen voor food- en non-foodproducten.
Fighting the fossil-based blanket. Dat is de strijdlustige naam voor ons onderzoek in het kader van het Kennis Basis (KB-34) onderzoeksprogramma Circular & Climate-neutral Society. Op drie niveaus laten we in samenwerking met verschillende WUR-onderzoekers en -disciplines zien dat we met nieuwe polymeren het probleem van plasticvervuiling door fossiele plastics kunnen tackelen. We kijken naar de technologische ontwikkeling van nieuwe plant gebaseerde materialen en we voorspellen wat het effect van deze en andere plastics is op de vervuiling en ophoping van microplastics. Tot slot rekent een economisch model uit wat de impact is op de wereldeconomie. Fossiele plastics vervangen door biobased en biologisch afbreekbare plastics is ingewikkeld, maar het kán!
Met een multidisciplinair team onderzoeken we hoe je voor een bepaald product het beste plastic kan inzetten, zonder afhankelijk te zijn van fossiele grondstof en na gebruik geen sporen achter te laten. Voor harde plastics bijvoorbeeld hebben we inmiddels goede biobased alternatieven, met als bijkomend voordeel dat de producten die ervan gemaakt worden – zoals speelgoed en keukenapparatuur – over het algemeen bij hun levenseinde niet in de natuur terechtkomen waardoor ze redelijk makkelijk kunnen worden hergebruikt.
Selectietool voor circulaire alternatieven
Deze gedachte heeft Evelien Maaskant en mij op het idee gebracht om een selectietool te ontwikkelen voor circulaire alternatieven voor fossiele plastics. Maar de traditionele ontwerpmethode, waarbij productontwikkelaars de functie op de eerste, tweede en derde plaats stellen, staat de keuze voor biobased en biologisch afbreekbare alternatieven in de weg. Vandaar dat we naast de selectietool ook een andere ontwerpstrategie voorstellen: niet functie maar end-of-life van een product is het uitgangspunt voor de keuze voor een grondstof.
Fighting the fossil-based blanket
Deze ontwerpvisie samen met de selectietool is de basis voor de start van ons nieuwe multidisciplinair onderzoek: Fighting the fossil-based blanket. Op drie niveaus werken we aan en stimuleren we vervanging door biobased plastics:
- Nieuwe plastics op basis van planttechnologie
Samen met Wageningen Plant Research onderzoeken we de technologie van planten: kleine fabriekjes die nieuwe moleculen maken, met zeer uiteenlopende eigenschappen. De reikwijdte van verschillende materialen met specifieke eigenschappen is in theorie vele malen groter dan we nu voor mogelijk houden als we gebruik kunnen maken van de geavanceerde technologie die in planten aanwezig is. We zien hier potentie om biobased bouwstenen te maken voor nieuwe biologisch afbreekbare plastics met een hoge barrière (om voedsel lager te bewaren) en elastische, rubberachtige plastics voor bijvoorbeeld banden, producten die volgens RIVM de grote veroorzakers zijn van microplastics en waar vooralsnog nog geen biologisch afbreekbare alternatieven voor zijn.
De eerste resultaten zijn hoopvol. Een artikel over onze ontwikkeling van nieuwe plastics ligt momenteel ter review bij een gerenommeerd wetenschappelijk tijdschrift.
- Model voor accumulatie van traditionele en nieuwe plastics in het milieu
Via andere wetenschappelijke studies weten we steeds meer over de impact van microplastics: waar komen ze terecht, wat betekent dat voor de natuur en de mens, hoe (snel of langzaam) breken ze af en onder welke omstandigheden. Binnen het project ontwikkelt Wageningen Food & Biobased Research een model dat per plasticsoort het effect kan extrapoleren op de vorming en ophoping van microplastics in het milieu. Hiermee kunnen we op productniveau laten zien wat vervanging van plastic X door Y (of Z) betekent voor de plasticvervuiling in de natuur. Dat stimuleert (de beste keuze voor) back engineering, ontwerpen vanuit end-of-life.
- Modular Applied General Equilibrium Tool voor traditionele en nieuwe plastics
Het MAGNET-model breiden we in dit project uit in samenwerking met Wageningen Economic Research. Dit model maakt inzichtelijk wat de impact is van het vervangen van fossiele plastics door biobased plastics op de wereldeconomie. Hier worden diverse aspecten in meegenomen: van landgebruik tot oliewinning, van waterbehoefte tot transport. Met MAGNET kunnen we laten zien wat de economische gevolgen zijn van de productie van plastic X, Y of Z. Zo kunnen fabrikanten een betere keuze maken en onderbouwen wat de overstap naar een ander (biobased) plastic op financieel vlak met zich meebrengt.
Stimuleren en versnellen
Met deze drie deelonderzoeken op micro-, macro- en meganiveau denken we de transitie van fossiele naar biobased plastics binnen de komende jaren te stimuleren en versnellen. Dit draagt bij aan een wereld waarin scherp gekeken wordt naar ons plasticgebruik: waar is het echt nodig en waar kunnen we zonder? Voor toepassingen waarbij we niet zonder kunnen stimuleren we via een multidisciplinaire WUR-aanpak inzet van biobased plastics en effectieve recycling; en verminderen en voorkomen we ophoping van microplastics in het milieu. Deze transitie is ingewikkeld, maar zeker niet onmogelijk. Fighting the fossil-based blanket? Het kan echt!