34 Chemie Magazine juni 2014

’ DE REVOLUTIE IS NOG MAAR NET BEGONNEN’

Verslaafd aan fossiele brandstoffen en lak aan het milieu? Het standaardbeeld van de Verenigde Staten als energieslurpende vervuiler

klopt maar ten dele. Hoewel de interne verschillen groot zijn, maakt de chemiesector ook in

de VS de overstap naar de biobased economy. De

schaliegasrevolutie is niet zaligmakend. “De gasprijzen zijn

de laatste jaren enorm op en neer gegaan. Dat creëert een

hoop onzekerheid. Bovendien zijn de mogelijke toepassingen

van schaliegas beperkt.”Tekst: Jeroen Ansink

IN 2025 KAN 20 PROCENT VAN DE AMERIKAANSE CHEMIESECTOR BIOBASED ZIJN

 In door maisvehet vlakke land van Iowa, omgeven door maisvelet a, om n door maisvelden, verrijsen door maisveldeven door maisveld v sn door maisven het vlakke land van Iowa, omgeven door maisveldnd van Iowa, omgeven door mt vhet v a, om even door maisvelden, verrijstn door maisveeven door maisveldeven door maisveld v s

het plaatsje Emmetsburg een gigantisch industrihe u antisch industrieantisch industriantisch industrie cbij het plaatsje Emmetsburg een gigantisch industrieEmmetsburg een gigantischhet u antisch industrieel com-antisch industrieantisch industrie c

plex. Het gevaarte is zo groot dat de contouren al vanadaple r ure af eena eenplex. Het gevaarte is zo groot dat de contouren al vanarte is zo groot dat de contourrte is zo groot dat de contouplex. Het gevaarte is zo groot dat de contouren al vanandat plex ro oure naf eennana ee

jn. Hier bouwt DSM sawt samensaskilometer te zien zijn. Hier boafstand van 25 kilometer te zien zijn. Hier bouwt DSM sazijnte wt sameamensasa ne

anse ethanolproducent POET aan een fabPse ethan n ee bababaaanse ethanolproducent POEmet de Amerikaanse ethanolproducent POET aan een fabacenaa Pse ethan n ee abrriekababr

aisafval op commerciële basis kan omzetten in celluloseaisafval op commerciële basis kan omzetten in cellulosem o cellulo eeedie ma emmerciële basis kan omzettaisafval op commerciële basis kan omzetten in cellulosemzmm ob n cellulo e-ee

nonol. Op het fabrieksterrein is inmiddels al 100.000 ton aansri sterrei anethanon rieksterrein is inmiddels al 1nol. Op het fabrieksterrein is inmiddels al 100.000 ton aanal 1ksri sterrei an

stoffen verzameld: gigantische balen van kolven, bladerentoffen verzameld: gigantische balen van kolven, bladeren,kold: a bladeladg nnngrondsto no ld i ti h b l kolven, bladeren,dstoffen verzameld: gigantische balen van kolven, bladd t ff ld i ti h b l k l bl dmeld: gigantische balen van kolven, bladerenkold: a , bladerladgig nnn

ss er op de velden worden achtergelaten omer n or chtergelaten omr op de velden woen stengels ss n achtergelaten omels die normaliter op de velden worden achtergelaten ommaliter op de velden wordenwoter n or chtergelaten omr op de velden wo

weg te rottenn. Als het complex volledig operationeel is kan heteel is kan heg opeex volledweg te rottenne an het na n. Als het complex volledig operationeel is kaet complex volledig operatioer eel is kan het g opeex volled

tel miljoen ton aan restanten verwerken,ean erken,elke maisoogst el anten verwerken,st een kwart miljoen ton aan restanten verwerken,kwart miljoen ton aan restae n eran m erken,

ed voor een cappaciteit van zo’n 100 miljoen liter ethanol per jaar.ljoz r jaargoed oo ee capac e a o 00 joe e e a o pe jaaoed voor een cap er ethanol per jaar.apaciteit van zo’n 100 miljoen liter ethanol per jaar.citeit van zo’n 100 miljoen litegoed voor een capaciteit van z rljo z er jaar

DSM is niet de enige grootmacht die hoog inzet op de conversie

van maisafval naar brandstoffen. In het stadje Nevada, Iowa, en in

Hugoton, Kansas, bouwen respectievelijk DuPont en het Spaanse

Abengoa aan hun eigen cellulose-ethanolfabrieken. “Het doet me

denken aan de ruimtewedloop”, zegt Hugh Welsh, president

Noord-Amerika van DSM. “We proberen allemaal om de eerste te

zijn.” DSM, die 150 miljoen dollar in het 250 miljoen kostende pro-

ject heeft gestoken, lijkt de beste kaarten te hebben om die strijd

te winnen: de offi ciële opening voor de fabriek is gepland voor

begin september, eerder dan de concurrentie.

Nationale veiligheid Het winnen van bio-ethanol uit lignocellulose is slechts een voor-

beeld van hoe de Amerikaanse chemische industrie langzaam

maar zeker aan het vergroenen is. Volgens het ministerie van

Terwijl Iowa veel bio-ethanol produceert, richt de corridor tussen Texas en w Tchano cveel th erdu de or t as TanoTerw owa veel bio-ethanol produceert, richt de corridNebraska zich vooral op windenergie en is Noord-Dakota voor een groot deelDakota voor een gi groot deelow rddoral op pvoo n is Ngie d akot oggrowebraska zic ooral op windenergie en is Noord-Dakota voor een afhankelijk van schaliegas.vaafh h as.nkelij va alien sscchhallieegga

juni 2014 Chemie Magazine 35

ndBuitentenlanBui ndBuitennlanB

dLL db ij i d V eeVVdb ij i d V i dd V iiiandbouw zijn er in de VereniLaL n bou egdb ij i een de Vereni edVV Sgn e Se SSSSbd Sn Sbouw zijn er in de Verenigdedgn SSSSg SSggjjndbouw zijn er in de Verenigde Staaten inmiddels 3100 onderne-w zijn er in de Verenigde Sde SLandbouw n de Verenigde Stde StLan

inmmmmingen actief in de minmingm biobased economyydased econom , die samen verantwoordelijk yy

en warenen. Twee jaar geledggzijn voor zo’n 25.000 groene producten. Twee jaar geleden warenzijn voor zo’n 25.000 groene producten. Twee jaar geleden wareng de

dat nog 2000 bedrijven.

eeb ed economy is ironisch genoegDe overschakeling naar een biobaseb sed

dddodo ering Bush, niet bepaald degedeeltelijk geïnitieerd door de regedodo

b r ne economie. President Bushgrootste pleitbezorger van een groeb or

de in 2005 en 2007 twee winnd tt di h t li htondertekende in 2005 en 2007 twee wd t k d i 200 200 t wetten die het verplichtnd i

eennnmaakten om benzine aan te lengen mmet een bepaald percentageen

aan hernieuwbare brandstoffen. Hij deed dit voornamelijk uit geo-

politieke overwegingen: Amerika’s aafhankelijkheid van buiten-

n arg v org vgge aan rr v reen gevaar vogevaarg rgevaar voe oaae a oaea dse o e e d ge e a s ee ge aa oo de a o a e e glandse olie werd gezien als een gevaaar voor de nationale veilig-n gevaar voorennn gggeevvvaaaaaar vvvooooorr

heid. Het renewable fuel standards-programma maakte korte

metten met het monopolie van de olie-industrie in de transport-

sector, en bereidde de weg voor een forse toename in de produc-

tie van bio-ethanol. Het leidde daarnaast tot een explosie aan

nieuwe technologieën, niet alleen voor hernieuwbare brandstof-

fen, maar ook voor biogrondstoffen.

De trend naar vergroening wordt nog versterkt door een toene-

mend milieubewustzijn van de consument en het bedrijfsleven.

Grote ondernemingen als Coca-Cola, Unilever, Nike en Walmart

eisen van de chemische industrie in toenemende mate hernieuw-

bare grondstoffen voor hun eindproducten. Volgens de belangen-

organisatie Biotechnology Industry Organization (BIO) in Washing-

ton, DC, zal de mondiale markt voor biobased chemicaliën en

producten in 2025 maar liefst 500 miljard dollar bedragen. Daar-

van zal pakweg een vijfde op het conto van de Verenigde Staten

komen. “Het besef groeit in de industrie dat biobased economy

ilie ouue a vmaaaae aa, vue aa o,, gg s”,d is voor het milieu, maar ook goed voor businessniet alleen goed ar omilieuu ou, veeu a oogoed

eee eeM on eeennS nsen worden nien nnsnnsnnnn resident Welsh. “Mensen worden niet alleen ouderaldus DSM-pre en niet aens iet en oe n t aus DSM-

e ggn gaggggn gannr, maar zullen ook steeds meer in steden gaanen welvarender e n ggane g

hhhwonen. Dat brengt allerlei problemen met zich mee die het bestengt allerlei problemen met zich mee die het bestwonen. Dat bre h

kunnen worden bestreden met groene oplossingen.”

Onderlinge verschillen De vergroening van Amerika is moeilijk in één plaatje te vangen.

Brent Erickson, BIO’s executive vice president van de afdeling indu-t

strie en milieu, spreekt in dit verband van ‘een allegaartje’. “Het

verschilt van staat tot staat. Dit is een enorm gedecentraliseerd

land.” Zo houdt het Midden-Westen met zijn uitgestrekte maisvel-

den zich bijna alleen bezig met de productie van bio-ethanol, ter-

wijl gebieden waarin het veel waait, zoals de corridor tussen

Texas en Nebraska, zich vooral op windenergie richten. Staten

met wetenschappelijke topcentra, zoals Californië en Massachu-

setts, lopen op kop als het gaat om technologische innovaties,

maar een staat als Noord-Dakota, die voor een groot deel afhan-

kelijk is van schaliegas, trekt zich nauwelijks iets aan van de bio-

based economy. e

‘Je kunt bij wijze van spreken een oude

mottenballenfabriek opkopen en voor relatief

weinig geld ombouwen tot een complex voor

hernieuwbare chemicaliën’

36 Chemie Magazine juni 2014

Daarnaast zijn er ook binnen de chemische industrie grote onder-

linge verschillen. Een groot deel van de sector blijft stug vasthou-

den aan fossiele brand- en grondstoffen. Maar vooruitstrevende

ondernemingen als DSM, Dow en DuPont maken een serieuze

zaak van vergroening, stelt Rina Singh, BIO’s beleidsdirecteur

voor de afdeling industriële biotechnologie. “Dat geeft een

enorme stimulans aan het proces van research and development.”

De voorbeelden zijn legio. Naast cellulose-ethanol concentreert

DSM zich bijvoorbeeld op het commercialiseren van succinezuur

uit zetmeel, dat onder meer gebruikt kan worden in de voedsel-

en farmaceutische industrie. DuPont heeft een micro-organisme

ontworpen om suikers uit mais om te zetten in 1,3 propanediol

(PDO), een polymeer dat kan dienen als bouwsteen voor textiel,

tapijten en verpakkingen. Natureworks, dochterbedrijf van Car-

gill, past een soortgelijk proces toe voor de productie van polyac-

tic acid polymeren (PLA), en de start-up Metabolix uit Massachu-

setts richt zich op polyhydroxyalkanoaten (PHA). Beide polymeren

kunnen worden toegepast in de productie van biologisch afbreek-

baar plastic.

Een andere veelbelovende ontwikkeling is bio-isoprene, een uite a de e ee be o e de o e g s b o sop e e, ee u

planten vervaardigde bouwsteen voor groene autobanden, aldus

Erickson. “Het Amerikaanse ministerie van Energie onderscheidt

inmiddels vijftig verschillende routes naar hernieuwbare chemi-

caliën. Je ziet nu dat elk van die routes in rap tempo een commer-

cieel bestaansrecht krijgen.”

SchaliegasDaarmee is niet gezegd dat de Verenigde Staten niet een enorme

inhaalslag hebben te maken. Volgens de Amerikaanse Internatio-

nale Handelscommissie heeft van alle chemicaliën die in het land

verkocht worden nog geen 4 procent een groene basis. De domi-

nantie van de olie-industrie is nog steeds overweldigend: zo’n 10

procent van alle geïmporteerde ruwe olie wordt gebruikt als

grondstof voor de chemische industrie, wat neerkomt op meer

dan 600.000 vaten per dag.

Ook wat energie betreft is het land nog steeds bijna volledig

afhankelijk van fossiele brandstoffen. Momenteel komt slechts 9

procent van de Amerikaanse energieconsumptie uit hernieuw-

bare bronnen, ongeveer net zo veel als wat het land verbruikt aan

kernenergie. De rest komt voor rekening van olie, steenkool en

gas, een realiteit die nog versterkt wordt door de enorme hoe-

veelheden schaliegasreserves die de afgelopen jaren zijn ontdekt.

Toch is de schaliegasrevolutie volgens Erickson niet zaligmakend.

“De gasprijzen zijn de laatste jaren enorm op en neer gegaan. Dat

creëert een hoop onzekerheid. Om het risico van prijsschomme-

lingen af te dekken zie je dat veel bedrijven hun inkoop willen

diversificeren met biobrandstoffen en biogrondstoffen. Daarnaast

houdt de sector rekening met nieuwe klimaatwetgeving. De ver-

wachting is dat er vroeg of laat een koolstof-belasting wordt inge-

voerd.”

Bovendien zijn de mogelijke toepassingen van schaliegas beperkt,

aldus Singh. “Methaan is vooral populair voor grondstoffen met

één, twee, hooguit drie c-atomen. Maar voor moleculen met een

‘Zakenbank Goldman Sachs wil de komende tien jaar 40 miljard dollar investeren in

groene-energiebedrijven’

langere koolstofketen, zoals terpenen en aromatische moleculen,

wordt dit proces al snel veel te duur.”

Laaghangend fruitDe vraag naar biobased chemicalsr zal daarom alleen nog maar

toenemen, denkt Erickson. “De revolutie is nog maar net begon-

nen. Het voordeel van biogrondstoffen is dat je daarvoor minder

investeringen nodig hebt dan voor biobrandstoffen, omdat ze

relatief makkelijker te ontwikkelen en te produceren zijn. Boven-

dien zijn de marges hoger. Je kunt bij wijze van spreken een oude

mottenballenfabriek opkopen en voor relatief weinig geld ombou-

wen tot een complex voor hernieuwbare chemicaliën.”

Wetenschappelijke doorbraken spelen dit proces in de hand. “Met

de kennis van nu is het een stuk gemakkelijker voor een kleine

speler om bijvoorbeeld een nieuwe microbe te ontwikkelen. Waar

bedrijven zich tot voor kort vooral richtten op het laaghangende

fruit, zie je nu een trend richting synthetische biologie en de pro-

ductie van steeds complexere moleculen, bijvoorbeeld uit algen.”

Met het juiste beleid kan in 2025 20 procent van de Amerikaanse

chemische sector biobased zijn, voorspelt het Amerikaanse

ministerie van Landbouw. Erickson: “We zien niets dan groei in

het verschiet.” p

Minder dan 10 procent van

Amerika’s energieconsump-

tie komt uit hernieuwbare

bronnen. Windenergie vormt

de koploper met 4,1 procent,

gevolgd door waterkracht (3

procent), energie uit bio-

massa (1,4 procent) en geo-

thermische energie (0,41

procent). Hekkensluiter is

zonne-energie, die in slechts

0,25 procent van Amerika’s

elektriciteitsbehoeftes voor-

ziet.

Het vertrouwen in groene-

energiebedrijven heeft

enkele jaren geleden een

flinke knauw gekregen nadat

de Californische fabrikant

van zonnepanelen Solyndra

ten onder ging aan wanbe-

heer en concurrentie van

scherp dalende gasprijzen.

Het schandaal kostte de

Amerikaanse belastingbeta-

ler een half miljard dollar. De

schaliegasrevolutie heeft er

daarnaast toe geleid dat

steeds meer kolengestookte

elektriciteitscentrales over-

schakelen op schaliegas. De

overtollige steenkool wordt

verscheept naar Europese

landen.

De lage gasprijzen spelen

eveneens een rol in de forse

daling van private investerin-

gen in groene technologie:

van 5,6 miljard dollar in 2011

tot 2,6 miljard dollar vorig

jaar. De terugloop van durf-

kapitalisten zal echter van

tijdelijke aard zijn, voorspelt

zakenbank Goldman Sachs,

die de komende tien jaar 40

miljard dollar wil investeren

in groene-energiebedrijven.

Zo neemt de prijs van zonne-

energie nog altijd gestaag af,

van 100 dollar per watt in de

jaren zeventig naar 5 dollar

per watt in 2013 en 3 dollar

per watt in 2016. De vergroe-

ning van de energiesector

wordt daarnaast aangewak-

kerd door een groeiend

milieubewustzijn. Zo wil

inmiddels 65 procent van de

Amerikaanse bevolking

emissiegrenzen voor elektri-

citeitscentrales. Voor Ameri-

kanen onder de dertig jaar is

dat zelfs 85 procent.

AANDEEL GROENE ENERGIE IN VS IS NOG BEPERKT