Hoe de chemische industrie zichzelf opnieuw uitvindt
De toekomst van de chemische industrie is groen. Daarom werken chemiebedrijven en kennisinstituten samen aan de energie-, materialen- en grondstoffentransitie. De hoogste ambitie: het CO2-probleem oplossen. Lukt het om koolstof om te zetten in bouwstenen voor nieuwe grondstoffen? De deelsessie ‘Groene grondstof, groene chemie; duurzame industrie’ gaf hoop.
Hoopgevend
De chemische industrie is zichzelf opnieuw aan het uitvinden. Het Advanced Research Centre Chemical Building Blocks Consortium (ARC CBBC), het nationale onderzoeksinstituut op het gebied van groene chemie, speelt daarin een grote rol, door jonge wetenschappers en industriële partners bij elkaar te brengen in ambitieuze onderzoeksprojecten.
Drie teams presenteerden tijdens de deelsessie staaltjes van hoopgevend onderzoek. Tot trots van de twee panelleden Manon Bloemer, directeur VNCI, en Bert Weckhuysen, wetenschappelijk directeur ARC CBBC. Beiden benadrukten het belang van samenwerking tussen chemische bedrijven en universiteiten om tot doorbraaktechnologieën te komen. Doorbraken op het gebied van CO2-emissiereductie voor de sector zelf én doorbraken op het gebied van de grondstoffentransitie.
Holy grail
De holy grail is: koolstof omzetten naar bouwstenen voor nieuwe grondstoffen. Daarmee zou het CO2-probleem definitief kunnen worden opgelost. Hiervoor moeten wel enkele randvoorwaarden worden vervuld, zo bleek tijdens de deelsessie, ook uit de reacties uit de zaal.
De eerste is de beschikbaarheid van een groene energie-infrastructuur. De omzetting van CO2 naar bouwstenen voor grondstoffen kost enorm veel energie. Die energie moet ook duurzaam zijn. Dat is een opgave op zichzelf, waar de chemiesector inmiddels ook hard aan werkt. De tweede voorwaarde is dat de overheid de normen en kaders stelt om de overstap van fossiel naar groen te stimuleren. Daar is niet alleen aanpassing van de wetgeving, maar ook nieuwe wetgeving voor nodig, en wel op Europees niveau. De derde voorwaarde is dat er voldoende durfkapitaal beschikbaar is om opschaling van innovaties mogelijk te maken. Daar ligt zowel een taak voor de overheid als voor bedrijven. De vierde voorwaarde is dat er voldoende biomassa beschikbaar is, nu steeds meer sectoren hernieuwbare grondstoffen nodig hebben. De winning van deze grondstoffen mag niet concurreren met de voedselketen of schade toebrengen aan de biodiversiteit. Daar liggen voor de landbouwsector zowel kansen als uitdagingen.
verf en coatings uit biogrondstof
George Hermens, promovendus ARC CBBC en Universiteit Groningen, en Keimpe van den Berg, senior onderzoeker bij AkzoNobel, gaven de eerste presentatie. Zij werken samen aan een onderzoek naar verf en coatings gemaakt uit biogrondstoffen. Dit onderzoek is erop gericht om vanuit biomassa een butenolide te genereren: een molecuul dat lijkt op de huidige bouwstenen (acrylaten) uit de coatingindustrie. Deze butenolides worden op een duurzame manier met behulp van zuurstof, licht en een kleurstof gemaakt en zijn de basis voor het polymerisatieproces dat nodig is om een coating te maken. Die coating moet dan natuurlijk minimaal dezelfde kwaliteit hebben als een coating geproduceerd uit olie en moet schaalbaar zijn, dat wil zeggen: op grote schaal geproduceerd kunnen worden.
De eerste resultaten van het onderzoek zijn veelbelovend. De coatings ontwikkeld op basis van biomassa blijken een even hoge kwaliteit te hebben als ‘traditionele’ coatings, gemaakt op basis van olie. De volgende stap is het opschalen van deze innovatie.
CO2: van afval naar grondstof
Matteo Monai, ARC CBBC tenure track assistant professor, Universiteit Utrecht, en Esther Groeneveld, research chemist bij BASF, presenteerden vervolgens een onderzoek naar de omzetting (katalyse) van CO2 in bruikbare chemische bouwstenen. Die bouwstenen worden gebruikt voor processen zoals het opslaan van duurzame energie uit wind- of zonne-energie. Dit onderzoek draagt niet alleen bij aan het terugdringen van de CO2-uitstoot, maar kan het ook mogelijk maken om rechtstreeks uit CO2 basischemicaliën te maken. Als dat lukt, helpt het de CO2-uitstoot aan te pakken en de chemische industrie circulair en duurzamer te maken.
CO2 als basis voor energie
Akansha Goyal, promovenda ARC CBBC en Universiteit Leiden, doet samen met Ben Rowley, onderzoeker bij Shell, eveneens onderzoek naar de mogelijkheden om CO2 om te zetten naar belangrijke bouwstenen voor grondstoffen. Zij doen dat met behulp van elektrochemie. Het onderzoek richt zich op het gebruik van hernieuwbare electriciteit om schadelijke CO2 om te zetten in brandstoffen en andere nuttige chemicaliën. Zo speelt elektrochemie/katalyse een belangrijke rol bij de omzetting van hernieuwbare energie naar waterstof.