Overal kun je horen dat de biobased economy kleinschaliger zal zijn dan nu. Ook op deze website hebben wij die mening verkondigd. Chemische fabrieken zouden minder groot worden en dichter bij hun grondstofleverancier (de landbouw) worden gevestigd. De energievoorziening zou nog radicaler worden gedecentraliseerd: energie zou overal waar mensen wonen, worden opgewekt met zonne- en windenergie. Maar vraag je door, dan wordt die schaalverkleining steeds minder duidelijk.
Decentralisatie in de landbouw
Sommige visies voorzien een radicale decentralisatie. Johan Sanders (hoogleraar Wageningen UR) betoogt bijvoorbeeld dat instandhouding van de bodemkwaliteit de basisvoorwaarde is voor een biobased economy. Om onnodige transporten van mineralen en water te voorkomen zullen boeren de oogst gaan voorbewerken tot houdbare tussenproducten; daarbij ontstaat ook een natte fractie met mineralen, die ze weer terugbrengen op het land. Dat is economisch tot een straal van 2 km rond de boerderij. Een radicale schaalverkleining van de basis van de economie.
Maar de productie van ijskasten en auto’s zal ook in een biobased economy niet zó sterk worden gedecentraliseerd; zelfs al zou 3D-printing (ook zo’n radicale mogelijkheid tot decentralisatie) zo sterk oprukken dat wij in de toekomst vele gebruiksartikelen zelf kunnen maken. En de goedkope zonnecellen of windturbines waaruit wij gedecentraliseerd stroom gaan opwekken, zullen vermoedelijk toch worden geproduceerd in een grote fabriek. Hoe sterk zal de instandhouding van de bodemkwaliteit de landbouw structureren, en hoe sterk zal de structuur van de landbouw door gaan werken in een biobased economy?
Decentralisatie in de chemische industrie
‘Fermentatie is ook mogelijk op kleine schaal, zoals iedereen weet die zelf bier maakt,’ tekenden we jaren geleden op uit de mond van Luuk van der Wielen (hoogleraar TU Delft). Wij vonden dat zó treffend dat wij het als een perfect quote hebben opgenomen op deze website. En fermentatie zal een structuurbepalende technologie zijn in de biobased economy. Decentralisatie dus. Maar waarop berust die kleinere schaal?
Een artikel van Jean-Paul Lange, werkzaam bij Shell in Amsterdam, zou inzicht kunnen verschaffen in deze zaak. Het heeft de onopvallende titel ‘Fuels and chemicals manufacturing, guidelines for understanding and minimizing the production costs’, verschenen in CatTech Vol.5, no.2, 2001, p.82-95. Lange toont voor de chemische industrie statistisch onder meer aan dat fabrieken groter worden als hun reacties een groot warmte-effect hebben (dus als zij veel warmte vragen of als er veel warmte bij vrijkomt). Petrochemische reacties vinden doorgaans plaats bij hoge temperatuur en vragen of leveren vaak veel warmte; fermentatie vindt plaats in water, en heeft een klein warmte-effect. Dus, volgens de ‘Wet van Lange’, zullen chemische fabrieken kleiner gaan worden. Bovendien, in het petrochemische tijdperk kropen fabrieken bij elkaar zodat processen met een grote warmteproductie in de buurt stonden van processen met een grote warmtevraag. De toch al grote installaties klonterden samen tot zeer grote petrochemische complexen. Dat zal in de biobased economy allemaal gaan veranderen.
Bescheiden decentralisatiemotor
Dit is al een aanzienlijk meer bescheiden decentralisatiemotor dan het mechanisme op basis van hergebruik van mineralen. Tot die bescheidenheid draagt ook nog bij dat het verband tussen warmte-effect en investeringskosten niet geldt voor de kleinste installaties – precies waar het interessant zou kunnen worden. Het artikel van Lange is het enige ons bekende wetenschappelijke artikel over dit onderwerp – zijn zijn inzichten daarmee ‘wetenschappelijk bewezen’? Dus hoeveel invloed gaat de gevonden relatie in de praktijk hebben? Bovendien, het door Lange gevonden verband geldt alleen voor de chemische industrie en dus niet voor de fabricage van consumentenartikelen – de al genoemde ijskasten en auto’s. Daar spelen weer geheel andere factoren een rol. Fabrieken van consumentenartikelen bevinden zich meestal ver van hun grondstoffen. Lage lonen spelen een grote rol. Maar er is ook veel voor te zeggen om fabrieken juist te bouwen dicht bij de afnemers – zeker als het om consumptiegoederen gaat. Dan kunnen producenten de kwaliteit beter bewaken. Ze kunnen ook flexibeler inspelen op wijzigingen in de markt, door kortere lead times; effecten die steeds vaker opwegen tegen de laatste Euro vermindering van productiekosten in een lagelonenland. De vraag is dus: zal een eventuele schaalverkleining in de chemische industrie veel invloed hebben op de schaal van de industrie als geheel?
Een grotendeels autarke economie
Door combinatie van elementen aan de vraag- en aanbodkant ontstaat misschien wel weer een nieuwe decentralisatiemotor. Sommige fabrieken dicht bij grondstofleveranciers, andere dicht bij de finale consument – als deze twee plekken nu eens zouden samenvallen? In de biobased economy kan dat gebeuren. Tenminste, wanneer de opbrengsten van de landbouw blijven stijgen. Dan krijgen we landbouw met hoge opbrengsten die zelfs in dichtbevolkte landen voeding kan produceren voor de bevolking, en ook nog eens grondstoffen voor de industrie. In combinatie met lokale energievoorziening ontstaat dan een grotendeels autarke en mogelijk zelfs circulaire economie. Utopie? Wanneer de prijs van zonnecellen voldoende daalt en de opbrengst van de landbouw blijft stijgen, kan het Europa van de 27 over enkele tientallen jaren zonder enig probleem voorzien in zijn behoefte aan energie en aan industriële groene grondstoffen. Simpele rekensommen over zoninstraling en landbouwopbrengsten volstaan als bewijs. En als Europa dat kan, waarom dan niet Beieren, of Noord-Nederland, of Vlaanderen? De schaal van Europa is nog te groot om serieus te spreken over schaalverkleining, maar die van Noord-Nederland….
Kleinere vervoersstromen
De vraag is dus vooral tot op welke schaal de tendens van schaalverkleining geldig zal zijn. Het antwoord op die vraag zou de levendige belangstelling moeten hebben van economen, vooral die in de logistieke sector. Want elke schaalverkleining veroorzaakt kleinere vervoersstromen: goederen zullen over kleinere afstanden worden vervoerd. Vervoer over lange afstanden zal dan vooral waardevolle stoffen gaan betreffen: bijzondere bouwmaterialen en textielvezels; minerale grondstoffen en halffabricaten; specerijen en (half)edelstenen. Net als in de oudheid, ongeveer. Massavervoer van energiedragers zou geleidelijk gaan verdwijnen. De waarde van de vervoerde goederen neemt toe, hun volume neemt af. De vraag hoe sterk de schaalverkleining zal doorzetten, is van het grootste belang voor logistieke bedrijven – en voor overheden die nog altijd denken dat nieuwe fysieke vervoersinfrastructuur de groei van de economie aanjaagt.
Zo verbindt de biobased economy zich met vele andere economische thema’s. Zoals met de tendens naar lean production. Of met de ideeën rond een physical internet. Dat zijn ook thema’s die schaalverkleining en vermindering van vervoersstromen teweeg kunnen brengen. Maar die tot nu toe evenmin tot kwantitatieve conclusies leiden. De vraag uit de titel blijft dus staan: de biobased economy zal vermoedelijk kleinschaliger zijn. Maar waarom, en tot hoe klein?
Dear diederik,
Your are giving here an interesting, though peculiar twist to one of the message of my Cattech paper of 2001.
I wrote indeed that learge heat effects result in large investment and, thereby, large incentive to build big to benefit from the economy of scale.
However, stating that the bioeconomy implies small heat effect and, therefore, small plants is quite a shortcut.
Yes, fermentation has small heat effect. But one need more than fermentation. One need to prepare the feedtstock (e.g. lignocellulose) and recover the product from diluted aqueouis stream (e.g. lactic or succinic acids). These process segments are complex and involve large heat effects. If the temperature changes are smaller than for chemicla plants, the volumes are large because of high dilution.
In fact, we have seen the corn mills and sugar cane plants growing over time, as large as they can, even beyond 1 Mt/a feed intake. IN fact, they are now as large as world scale chemical plants. And as soon as they find ways to secure even more feedstock, they’ll surely grow even bigger.
These plants also try to valorise all their by-products, e.g. DDGS, oil, proteins, and therefore also grow in complexity. Much as did the chemical complexes in the past.
So I’m afraid it is just romantism to see the bioeconomy based on many small and delocalised plants. To be sustainable the bioeconomy will have to fullfil the triple Ps, i.e. planet, people … but also profit. And this last one has pushed them to grow large and will keep doing so.