Bioraffinage heeft toekomst

Bioraffinage
heeft toekomst
B
Annita Westenbroek (westenbroek@
dutchbiorefinerycluster.nl) is directeur
van Dutch Biorefinery Cluster
(www.dutchbiorefinerycluster.nl).
ioraffinage omvat de productie van chemicaliën en materialen
de samenstelling en eigenschappen per
uit biomassa en is een kernbegrip in de Biobased Economy. Net
locatie en groeiseizoen verschillen. De huidige
als olieraffinage binnen de fossiele economie, ontrafelt bioraffinage
plantaardige en dierlijke grondstoffen. Daarbij zijn alle pijlen gericht
op het benutten van de volledige potentie.
technologie en infrastructuur moet hier op
ingericht worden.
De petrochemie is in feite een prachtig
voorbeeld van hoe een economie over de
jaren heen geëvolueerd is tot een supereffi-
De ‘voeding’ van bioraffinage kan bestaan uit
op een duurzame en kosteneffectieve wijze
ciënt systeem: naast een goed georganiseerd
verse biomassa, neem maïs, suikerbieten en
te doen.
transport voor olie en afgeleide basischemica-
bomen, maar ook uit reststromen zoals gft-
Biomassa is namelijk niet per definitie goed-
liën, hebben alle componenten een waarde-
afval, stro en snoeihout. Door verschillende
koper of duurder dan fossiele grondstoffen,
volle bestemming. Voor biomassa moeten
scheidings- en conversietechnologieën in te
maar vooral bijzonder in haar complexiteit.
geavanceerde scheidingstechnologieën dan
zetten kan een scala aan producten gemaakt
Het betreft een oneindige variëteit aan
ook verder ontwikkeld en geoptimaliseerd
worden. Technisch gezien is vrijwel alles
componenten, die onderling op complexe
worden om alle componenten tegen een rede-
mogelijk, maar de grote uitdaging ligt erin dit
wijze met elkaar verweven zijn en waarvan
lijke prijs te isoleren.
18
Tijdschrift Milieu, september 2013
8509_V01_fc.indd 18
THEMA
Biomassa
05-09-13 08:40
Drop-in
zetmeel, lignine, hemicellulose, eiwitten,
gens weer op te moeten bouwen, maar het
Vervanging van huidige op olie gebaseerde
mineralen, oliën, vetten harsen, zuren, etc.
efficiënt gebruik maken van de waardevolle
producten is het makkelijkst en snelst
Daarnaast bevat de natuur een grote variëteit
complexiteit van de natuur.
te implementeren wanneer de biobased
aan kleinere hoeveelheden van diverse
basischemicaliën exact hetzelfde zijn als
hoogwaardige complexe verbindingen die
De uitdagingen
hun fossiele tegenhanger. Deze zogenaamde
de basis kunnen vormen voor farmaceutica,
Samenwerking is van beslissend belang om
drop-in chemicaliën kunnen dan zo in de
kleur- geur- en smaakstoffen, etc. Vergeet
dit toekomstperspectief te realiseren: over-
bestaande pijpleidingen worden bijgevoegd.
niet dat er nu al diverse biobased materialen
heid, kennisinfrastructuur en bedrijfsleven.
Van de in de natuur aanwezige moleculen C,
en producten op duurzame en economische
Voorop staat niet alleen de ontwikkeling
H, O, N en S kan theoretisch het grootste deel
wijze worden geproduceerd en toegepast.
van de meest energie- en kostenefficiënte
van de op fossiele koolwaterstofgebaseerde
Denk hierbij aan onze voeding, surfactants,
bioraffinagetechnologieën, maar vooral ook
verbindingen gemaakt worden. Biobased
medicijnen, lijmen, papier, hout, linoleum,
een naadloze afstemming tussen aanbod
grondstoffen worden hiertoe afgebroken
alsook diverse minder zichtbare biobased
en afname. Essentieel is ook duidelijkheid
tot enkele basis bouwstenen, bijvoorbeeld
additieven in asfalt, composieten en cosme-
rondom de toepassing en bekendheid met
methaan, ethyleen, alcoholen en aromaten,
tica. De huidige agrofood-, papier-, en tuin-
de kwaliteitseisen aan het product vóórdat
van waaruit chemisch-katalytisch de overige
bouwketens zijn een belangrijk voorbeeld van
gestart wordt met de ontwikkeling van
bekende basismoleculen gesynthetiseerd
dat het economisch mogelijk is om biomassa
bioraffinageprocessen, evenals de hiervoor
kunnen worden. Hiertoe zijn thermischka-
nuttig in te zetten zonder extra beleidsmaat-
benodigde afstemming met de marktpartijen.
talytische kraakprocessen (vergassing i.c.m.
regelen. Daarbij zijn ze tevens een stabiel
Zo zullen de biobased versies van bulkchemi-
Fischer Tropsch, pyrolyse) of biochemische
vertrekpunt voor de verdere ontwikkeling
caliën aan dezelfde strenge zuiverheidseisen
processen in ontwikkeling.
van de biobased economy. Deze sectoren zijn
moeten voldoen als hun fossiele tegenhanger
dan ook zeer actief op dit gebied.
om in de huidige infrastructuur ingezet te
Nieuwe functionaliteiten
Activiteiten richten zich vooral op het
kunnen worden. Ook gerecyclede mine-
Het volledig afbreken en vervolgens weer
verkrijgen van meer waarde uit de grond-
ralenconcepten moeten passen binnen de
opbouwen is echter niet de meest energie- en
stoffen: een hoge opbrengst van het totale
hoogproductieve landbouw die alleen de
kosteneffectieve route. Zonder zware subsi-
product. Daartoe behoort ook het toevoegen
beste voedingsstoffen gebruikt. Efficiënte
dies en verplichtingen is concurrentie met de
van waarde (valorisatie) aan reststromen.
bemesting is niet mogelijk wanneer gepuz-
petrochemie vooralsnog vrijwel onhaalbaar.
Hetzelfde geldt voor het aanpassen van het
zeld moet met een ratjetoe aan mengsels van
Efficiënter is het ontwikkelen van energie-
primaire bioraffinageproces zodat meer-
teruggewonnen mineralen van verschil-
efficiënte processen voor het produceren van
dere producten worden geproduceerd en
lende compositie. Ook de vele initiatieven om
nieuwe materialen op basis van de natuur-
meerdere markten kunnen worden bediend.
eiwitten terug te winnen zullen afgestemd
lijke bouwstenen. Natuurlijke koolhydraten
Voorbeelden zijn de toepassing van papier-
moeten worden op wat de markt nodig heeft.
zijn hiervoor een perfecte voeding. Om
residuen als energiebron of bouwmaterialen,
De functionaliteit en waarde van het eiwit
die reden worden in snel tempo nieuwe
de isolatie van chemische bouwstenen uit
wordt reeds bepaald door de keuze van het
processen ontwikkeld voor de productie van
proceswater en de toepassing van agro-indus-
bioraffinageproces.
polymelkzuur (PLA), polyhydroxy-alkanoaten
triële reststromen als veevoer.
Tenslotte is een optimaal beleid noodzakelijk,
(PHA’s), furaandicarbonzuren, polyhydroxybutyraten (PHB’s), barnsteenzuur, itaconzuur,
Van toenemend belang zijn de recentere
dat dit toekomstperspectief ondersteunt en
etc.
ontwikkelingen van biogasproductie,
dat stimulerend is voor economie en werk-
Uitdaging voor deze processen is nog steeds
eiwitvalorisatie en fosfaat- en stikstofwin-
gelegenheid. Dit houdt ook in dat we moeten
het verkrijgen van goedkope maar zuivere
ning uit afvalwater. Deze ontwikkeling
voorkomen dat de duurzame energiedoel-
basisgrondstoffen: de koolhydraten uit
gaat nog verder. De plant als chemische
stelling voor de inzet van biomassa leidt tot
biomassa. Daarbij is er vooral interesse voor
fabriek levert oneindige mogelijkheden voor
onbetaalbare grondstoffen voor hoogwaar-
efficiënte bioraffinageprocessen die niet
‘specialty chemicals’. Dit kunnen stoffen zijn
dige materialen. Een optimale samenwerking
voedselgerelateerde stromen (lignocellulose
die reeds van nature in bloemen en planten
richting een duurzame biobased sector die de
of afval) ontrafelen tot zuivere en betaalbare
voorkomen. Maar via veredeling kunnen
complexiteit van de natuur op economische
suikerstromen.
gewassen ook aangepast worden zodat
wijze weet te benutten, daar gaat het om!
nieuwe specifieke chemicaliën worden gepro-
Zodat de consument kan gaan genieten van
Complexiteit natuur benutten
duceerd. Deze ontwikkeling betekent dat de
het comfort van voldoende betaalbare en
Bomen, planten en dieren bezitten en produ-
intrinsieke waarde van planten steeds meer
duurzame biobased producten.
ceren een schat aan slimme stoffen, die de
zal worden benut. Niet langer staat afbreken
basis vormen voor onze natuur: cellulose,
tot de kleinste moleculen voorop om vervol-
Biomassa
8509_V01_fc.indd 19
Annita Westenbroek
THEMA
Tijdschrift Milieu, september 2013
19
05-09-13 08:40