Nog maar vijftig jaar geleden stond de chemische industrie gelijk aan grote, voor de buitenstaander ondoordringbare en geheimzinnige complexen waar werd gewerkt met gevaarlijke en giftige stoffen bij hoge temperatuur en druk. Medewerkers en omliggende bevolking konden bij uit de hand lopende reacties getroffen worden door explosies en gifwolken. Het geheel gedomineerd door grote pijpen en fornuizen, en hoge schoorstenen die de afval(rook)gassen in de lucht moesten verdunnen en die moesten voorkomen dat er rond de fabriek schadelijke concentraties giftige gassen zouden blijven hangen. Die fabrieken produceerden chemisch afval, waarvan de verwijdering lange tijd een groot probleem was.
Pijpen, fornuizen en hoge schoorstenen zijn er nog wel, maar ze behoren steeds meer tot een voorbij tijdperk. De nieuwe groene chemie werkt bij lagere temperatuur en atmosferische druk, steeds meer met water als oplosmiddel in plaats van organische stoffen, met minder (en vooral veel minder giftig) afval dat weer kan worden ingezet voor nieuwe producten uit nieuwe processen, met een lager energiegebruik en een lagere footprint (maat voor de milieubelasting). En dat allemaal dank zij een enorm verbeterde katalyse: de techniek waarmee bij een chemische reactie met een minimum aan inspanning (temperatuur, druk) het maximum aan nuttige opbrengst wordt gekregen. Katalyse was ook al zeer belangrijk in de ‘oude’ chemie, een wetenschap waarin we goed waren in Europa; maar in de groene chemie is één onderdeel van die technologie enorm uitgegroeid: de biokatalyse. En ook deze tak van wetenschap beheersen we goed in Europa. Biokatalyse maakt gebruik van processen die ook voorkomen in de levende natuur: gisten, schimmels, bacteriën, in het algemeen enzymen. Met biokatalyse kunnen processen in de fabriek worden uitgevoerd met dezelfde precisie en in dezelfde omstandigheden als in de levende natuur. Samen met de ook sterk ontwikkelde ‘oude’ katalyse is vrijwel elke chemische stof langs deze weg te maken uit plantaardige grondstoffen.
Werken met complexiteit
De grondstoffen voor die nieuwe chemie worden geleverd door de levende natuur. In de groene chemie proberen wetenschappers complexe eindproducten te maken uit complexe natuurproducten, zo veel mogelijk met behoud van die complexiteit. Daarmee is het principe van de groene chemie het tegendeel van dat van de aardoliechemie. Want de laatste berust erop dat aardoliemoleculen eerst grondig worden afgebroken tot eenvoudige bouwstenen (‘building blocks’), die we vervolgens weer kunstig in elkaar zetten tot complexe stoffen. Afbraak van aardolie tot building blocks en opbouw van building blocks tot complexe stoffen vinden onder vrij extreme omstandigheden plaats, en precies daaruit komen de negatieve aspecten van de ‘oude’ chemie voort. De nieuwe chemie is juist mild, werkt bij milde temperaturen en drukken, met meer precisie, uit hernieuwbare plantaardige grondstoffen, en is door dat alles zowel goed voor de economie als beter voor de natuur. Ook de nieuwe, ‘groene’ chemie kan werken met building blocks als basisgrondstoffen voor verdere chemische opbouw (bijvoorbeeld met biomethanol en met bio-ethanol voor de productie van building block bio-etheen), iets dat in de beginfase van de biobased economy zeker zal gaan gebeuren. Het doel ligt echter bij het werken met complexiteit, verder op de ladder van de chemische productie. We noemen dat wel ‘holistische chemie’.
Soms kunnen wetenschappers goede voorspellingen doen over de ontwikkeling van hun vakgebied. In zo’n fase bevindt de chemie zich nu. Chemici voorzien nog een spectaculaire ontwikkeling van hun wetenschap, waarbij processen uit de levende natuur steeds beter worden geïmiteerd of zelfs verbeterd, met steeds minder schade voor de omgeving. De biobased economy is niets anders dan een economie waarin deze groene chemie tot volledige ontplooiing is gekomen. De ontwikkeling van zo’n biobased economy zal echter ook leiden tot een heel ander soort samenleving door de manier waarop we met afval omgaan en door het sluiten van alle kringlopen. Die samenleving noemen we de biobased society, met nieuwe kansen voor de ontwikkeling van het platteland. Waarover later.