‘Biobased materialen en chemicaliën: prestaties openen de markt,’ schreven we in 2016. Ze concurreren niet in de eerste plaats op de prijs, maar op hun nieuwe functionaliteiten. Nu, bij heel lage olieprijzen, krijgt dit idee bijval in een artikel in Chemical and Engineeering News, CEN. Zij belichten drie bedrijven met succesvolle groene chemicaliën – op basis van hun prestaties en duurzaamheid.
Het beste voorbeeld van een nieuw materiaal gemaakt uit groene chemicaliën is misschien wel PEF van Avantium. PEF flessen zijn de beste kandidaat voor vervanging van de bekende PET flessen. Over de hele wereld wordt 70% van alle frisdranken nu verpakt in PET flessen. De schaal van deze markt is enorm. Als we weten dat wereldwijd mensen een miljoen plastic flessen per minuut kopen, kunnen we zien dat Avantium heel wat werk zal moeten verzetten om maar een stukje van deze markt te veroveren. Maar na tien jaar is Avantium er nog steeds, proberend een gaatje te vinden voor PEF, eenvoudig op basis van de prestaties van dit plastic. PEF houdt zuurstof zes keer beter tegen dan PET, kooldioxide drie keer. Het kan op dezelfde machines worden verwerkt. Misschien dachten ze bij Avantium niet dat ze er zó lang over zouden doen. Maar het beste materiaal kan nog altijd winnen.
Misschien komen er wel geheel nieuwe groene materialen
In haar artikel voor CEN bespreekt Melody M. Bomgardner drie bedrijven die net zo proberen om groene materialen met superieure prestaties in de markt te zetten. Maar ze herinnert er eerst aan dat veel ontwikkelingsbedrijven van groene chemicaliën bij de vorige crisis, toen de olieprijzen ook duikelden, het loodje legden. Ze konden gewoon niet concurreren met stoffen gemaakt uit fossiele grondstoffen. Toch hebben groene chemicaliën en materialen een sterk punt. Omdat zij uit groene grondstoffen worden gemaakt, bevatten ze vaak zuurstof en stikstof. Elementen die meestal afwezig zijn in fossiele grondstof, en moeilijk in te brengen. Daarom kunnen groene grondstoffen leiden tot nieuwe soorten verbindingen, en misschien zien we van die ontwikkeling nog maar het begin.
De drie bedrijven beschreven door CEN zijn grootverwerker van landbouwproducten Cargill, Zymergen dat chemisch ontwikkelingswerk doet met hulp van kunstmatige intelligentie, en biotechnologisch bedrijf Lygos. Met hun producten babyluiers, consumentenelektronica en autolakken. Zij overleven in deze markten, doen het zelfs goed. Ze zeggen dat hun producten problemen oplossen voor hun klanten (makers van luiers, mobiele telefoons en auto’s) door betere prestaties, betere duurzaamheid, of beide. En de schrijfster citeert Anthony Schiavo, onderzoeker bij Lux Research, die zegt dat het voor consumenten niet meer een idioot idee is, extra te betalen voor groene materialen. Maar dan moet het met de duurzaamheid natuurlijk wél goed zitten.
Luiers uit groene materialen
Bij luiers is het de eerste zorg van moeders, de billetjes van hun kinderen vrij te houden van uitslag. In de jaren 1980 kwamen luiers met superabsorberende kunststoffen op basis van acrylzuur op de markt, en daardoor liep huiduitslag met 50% terug. Maar tot nu toe wordt acrylzuur gemaakt uit aardolie, terwijl veel consumenten juist de voorkeur geven aan natuurlijke materialen. Daarom geven fabrikanten van luiers hoog op over de natuurlijke, groene en milieuvriendelijke kenmerken van hun producten. Terwijl de kern van deze producten nog altijd bestaat uit superabsorberende kunststoffen uit aardolie. Na veel onderzoek hebben twee bedrijven, Cargill en luierproducent P&G, nu een proces ontwikkeld voor het maken van acrylzuur uit groene grondstoffen. Zij maken dit nu uit melkzuur, dat Cargill al in grote hoeveelheden maakt voor zijn groene kunststof PLA. Ja, het nieuwe polymeer zal hetzelfde zijn als het oude. Vaak is dit de doodsteek voor het groene product, omdat het meestal duurder uitvalt. Maar misschien verandert dit. Misschien wil een aanzienlijk deel van de consumenten nu wel meer betalen voor een product met een lagere footprint. Als de producent natuurlijk met solide cijfers kan komen die deze claim ondersteunen.
Polymeren met prima prestaties
Het tweede product dat naar voren wordt gehaald door CEN is Hyaline, een excellente folie uit groene grondstoffen voor gebruik in touchscreen schermen. Ontwikkeld door Zymergen en zijn partner Sumitomo Chemical. Zymergen, opgericht in 2013, specialiseert zich in de ontwikkeling van nieuwe materialen uit groene grondstoffen; gebruik makend van moderne gereedschappen als synthetische biologie, kunstmatige intelligentie en geautomatiseerde laboratoria. Hyaline is het eerste product gelanceerd door Zymergen, en het is volkomen nieuw. Zijn chemische samenstelling is niet bekend. Het is vooral geschikt als zeer dun en duurzaam materiaal in schermen van mobiele telefoons – het verenigt een aantal unieke eigenschappen in zich. Zymergen’s onderzoeksleider, Zach Serber, zegt dat zij met hun gereedschappen veel sneller dan tot nu toe nieuwe polymeren kunnen ontdekken en ontwikkelen. ‘De moleculen uit de levende natuur zien er heel anders uit dan die uit aardolie,’ zegt hij tegen CEN. ‘Ze kunnen optisch actief zijn, asymmetrisch, en ze kunnen zuurstof bevatten of andere atomen die in de levende natuur voorkomen maar die we vrijwel niet kunstmatig kunnen inbrengen. We spelen veel met asymmetrie, een eigenschap moeilijk te bereiken bij de synthese uit aardolie.’ Toch is het ontwikkelen van een nieuw materiaal iets heel anders dan massaproductie en op de markt brengen. Voor al zijn nieuwe materialen zal Zymergen eren partner moeten vinden die dit moeizame werk kan verrichten, zoals Sumitomo.
Autolakken
Met groene grondstoffen en fermentatie gaan we misschien naar heel nieuwe soorten materialen met grote prestaties. Zoals die ontwikkeld door Lygos, een Californisch biotechnologisch bedrijf. Een van hun tussenproducten is malonzuur (propaandizuur). Dit is lastig te maken uit fossiele grondstoffen, er worden zeer giftige chemicaliën bij gebruikt. Het gaat veel beter met gistenzymen, uit suiker. Tot nu toe waren er alleen kleine toepassingen van malonzuur, zoals in geurstoffen. Lygos en zijn partner Sirrus Chemistry ontwikkelen nu autolakken op basis van polymeren van malonzuur. Deze lakken bevatten weinig vluchtige organische stoffen, en ze harden uit bij lage temperatuur, vergeleken met bestaande lakken. Daardoor stoten ze minder oplosmiddelen uit en vergen ze minder energie bij het gebruik. Lygos wil de productie van malonzuur hebben opgeschaald naar 20.000 ton per jaar in 2024. Het zal dan zeker zijn weg vinden naar de industrie, op basis van zijn prestaties en de behoefte aan milieuvriendelijker producten bij de gebruikers.
Er bestaat dus zeker een markt voor producten uit groene grondstoffen, op basis van hun prestaties en duurzaamheid. Al zal hun doorbraak wat langzamer gaan dan ooit gedacht.
Interessant? Lees dan ook:
Biobased materialen en chemicaliën: prestaties openen de markt
Biobased economy strategie: via speciale chemicaliën en materialen
Nieuwe groene materialen gaan zorgen voor de doorbraak van de biobased economy