De groene industrie moet niet de structuur van de petrochemische industrie overnemen: die structuur is een eeuw lang geoptimaliseerd, specifiek voor deze grondstof. Om te kunnen concurreren moet de groene industrie vooral zuinig omgaan met materialen: alle bestanddelen gebruiken, en alleen dat vervoeren wat absoluut moet worden verplaatst. Volgens Johan Sanders, die kort geleden zijn afscheidsrede hield aan Wageningen UR.
De meeste gewassen zijn erg nat. Dat geldt niet alleen voor de producten van de zogenoemde ‘natte akkerbouw’ als aardappelen en bieten, maar ook voor maïs, hout, stro, gras etc. Watergehaltes tot 80% of meer komen veel voor. Volgens de hier besproken ontwerpregel zou de groene industrie dit water zo snel mogelijk moeten zien kwijt te raken. Zelfs als transportkosten geen probleem zouden zijn (eigenlijk is transport erg goedkoop), zou de industrie veel last kunnen hebben van het water. Want als dit eenmaal binnen de fabriekspoort is, moet het bedrijf er weer van af. Mineralen als stikstof, kalium en fosfor moeten worden teruggebracht op het land, en de meeste scheidingstechnieken, zoals verdamping of membraanscheiding, zijn duur en vergen veel energie. Bovendien, als opgeloste mineralen en bijproducten eenmaal binnen de fabriekspoort zijn, levert hun verwijdering vaak ook nog problemen op met de milieu- en afvalwetten.
Voorbehandeling van de oogst
Om deze redenen werkte Johan Sanders mee aan de ontwikkeling van voorbehandeling van de oogst op de boerderij, of in een coöperatie van boeren. Bij zo’n voorbehandeling wordt de oogst gescheiden in een natte fractie die het merendeel van de mineralen bevat en die teruggaat naar het land, en een houdbaar tussenproduct dat naar de fabriek kan worden gebracht wanneer het de boer goed uitkomt. Dit levert vele voordelen op. De boer put zijn land niet uit en bemest het meteen weer. En de centrale fabriek kan de campagneperiode uitrekken tot over het hele jaar: agro-industrieën houden op, seizoensmatig te zijn.
Een voorbeeld van zo’n ontwikkeling is de Autonomous Mobile Processing Unit (AMPU) van DADTCO, verkrijgbaar in Ghana, Nigeria en Mozambique. Deze installaties verwerken pas geoogste cassavewortels van dichtbijgelegen boerderijen, waardoor de snel rottende oogst niet naar een ver weg gelegen centrale fabriek hoeft te worden gebracht. Dit versterkt de positie van de boer ten opzichte van de fabriek. De houdbare cassavekoek die zo wordt gemaakt kan worden gebruikt als grondstof voor dranken, cassavemeel, zetmeel, fructosesiropen, biologisch afbreekbare plastics, en andere producten uit zetmeel. Sanders en anderen ontwikkelden vergelijkbare processen voor de behandeling van suikerbieten en aardappelen.
Gebruik alle ingrediënten
Een ander aspect van zuinigheid met materialen is het gebruik van alle ingrediënten van de oogst. Vaak zal het gebruik van slechts één ingrediënt niet leiden tot een goede businesscase. Maar met bioraffinage kan de grondstof worden gesplitst in onderdelen die op verschillende markten kunnen worden verkocht; daarmee neemt de waarde van de oogst sterk toe. Sanders neemt raapmeel als voorbeeld. Dit wordt voor € 200 per ton verkocht als diervoeding. Het is veel te duur voor de energiemarkt. Maar het kan worden gesplitst in onderdelen: eiwitten, diervoeding, aminozuren, vergistbare stoffen, lignocellulose, vezels, fosfaat en een rest. De waarde van de ton wordt hierbij ongeveer verdubbeld. De lignocellulosefractie kan worden verkocht voor € 45 per ton, de huidige prijs op de energiemarkt; dit wordt gecompenseerd door de veel hogere prijs van de andere componenten, vooral van eiwitten.
Maar de praktijk zou toch moeilijk kunnen zijn
In de praktijk is zuinigheid met materialen vaak niet zo gemakkelijk. Fabrieken die de oogst verwerken van natte gewassen als suikerriet halen hun grondstof vaak van afstanden tot 50 km. Maar het is te duur om mineralenhoudend water te vervoeren naar akkers verder dan 2 km. Dat leidt dan tot overbemesting van akkers direct naast de fabriek, en verarming van verder weg gelegen gronden – en dit is precies wat volgens Sanders nu in Brazilië gebeurt. En toch kan de biobased economy alleen duurzaam zijn (in beide betekenissen van het woord), als er een oplossing voor dit probleem wordt gevonden.
Net zo moeilijk zou de richtlijn om alle onderdelen van de oogst te gebruiken, in de praktijk kunnen zijn. De berekende waarde van een ton raapmeel kan € 400 zijn, maar in de praktijk zou dit bedrag veel lager kunnen uitvallen. Elke component moet worden verkocht op een specifieke markt, in de juiste hoeveelheden en met de juiste specificaties. Bioraffinaderijen zouden het moeilijk kunnen hebben om hieraan te voldoen. Ze zouden de stoffen bijvoorbeeld in te kleine, of juist te grote hoeveelheden kunnen produceren. En deze zouden de verkeerde kwaliteit kunnen hebben. Bioraffinage van gras levert bijvoorbeeld uitstekende vezels voor het maken van karton – maar er zijn vaak praktische problemen. De geleverde volumes kunnen te klein zijn; of de kwaliteit van de vezel kan te lijden hebben onder optimalisatie van het proces naar het meest waardevolle onderdeel (eiwitten); of de vezels zijn misschien te groen voor de bedoelde kwaliteit karton. Het op gang brengen van de biobased economy stelt daarom hoge eisen aan het ontwerp van de bioraffinage of aan de marketing, en waarschijnlijk aan beide.
Maar de algemene regel klopt wel. Groene industrieën zouden zich bewust moeten zijn van alle componenten in de grondstof. De moeilijke onderdelen zouden ze meteen moeten zien kwijt te raken, en wat overblijft zouden ze tot maximale waarde moeten brengen. De biobased economy kan pas van de grond komen als de industrie deze zaken in acht neemt.
Deze serie ‘Ontwerpregels voor de groene industrie’ bestaat uit de volgende artikelen:
No.1: verlaag kapitaalkosten en schep banen
No.2: wees zuinig met materialen
No.3: behoud structuur
No.4: het draait om elegantie