Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
34 Chemie Magazine juni 2014
’ DE REVOLUTIE IS NOG MAAR NET BEGONNEN’
Verslaafd aan fossiele brandstoffen en lak aan het milieu? Het standaardbeeld van de Verenigde Staten als energieslurpende vervuiler
klopt maar ten dele. Hoewel de interne verschillen groot zijn, maakt de chemiesector ook in
de VS de overstap naar de biobased economy. De
schaliegasrevolutie is niet zaligmakend. “De gasprijzen zijn
de laatste jaren enorm op en neer gegaan. Dat creëert een
hoop onzekerheid. Bovendien zijn de mogelijke toepassingen
van schaliegas beperkt.”Tekst: Jeroen Ansink
IN 2025 KAN 20 PROCENT VAN DE AMERIKAANSE CHEMIESECTOR BIOBASED ZIJN
In door maisvehet vlakke land van Iowa, omgeven door maisvelet a, om n door maisvelden, verrijsen door maisveldeven door maisveld v sn door maisven het vlakke land van Iowa, omgeven door maisveldnd van Iowa, omgeven door mt vhet v a, om even door maisvelden, verrijstn door maisveeven door maisveldeven door maisveld v s
het plaatsje Emmetsburg een gigantisch industrihe u antisch industrieantisch industriantisch industrie cbij het plaatsje Emmetsburg een gigantisch industrieEmmetsburg een gigantischhet u antisch industrieel com-antisch industrieantisch industrie c
plex. Het gevaarte is zo groot dat de contouren al vanadaple r ure af eena eenplex. Het gevaarte is zo groot dat de contouren al vanarte is zo groot dat de contourrte is zo groot dat de contouplex. Het gevaarte is zo groot dat de contouren al vanandat plex ro oure naf eennana ee
jn. Hier bouwt DSM sawt samensaskilometer te zien zijn. Hier boafstand van 25 kilometer te zien zijn. Hier bouwt DSM sazijnte wt sameamensasa ne
anse ethanolproducent POET aan een fabPse ethan n ee bababaaanse ethanolproducent POEmet de Amerikaanse ethanolproducent POET aan een fabacenaa Pse ethan n ee abrriekababr
aisafval op commerciële basis kan omzetten in celluloseaisafval op commerciële basis kan omzetten in cellulosem o cellulo eeedie ma emmerciële basis kan omzettaisafval op commerciële basis kan omzetten in cellulosemzmm ob n cellulo e-ee
nonol. Op het fabrieksterrein is inmiddels al 100.000 ton aansri sterrei anethanon rieksterrein is inmiddels al 1nol. Op het fabrieksterrein is inmiddels al 100.000 ton aanal 1ksri sterrei an
stoffen verzameld: gigantische balen van kolven, bladerentoffen verzameld: gigantische balen van kolven, bladeren,kold: a bladeladg nnngrondsto no ld i ti h b l kolven, bladeren,dstoffen verzameld: gigantische balen van kolven, bladd t ff ld i ti h b l k l bl dmeld: gigantische balen van kolven, bladerenkold: a , bladerladgig nnn
ss er op de velden worden achtergelaten omer n or chtergelaten omr op de velden woen stengels ss n achtergelaten omels die normaliter op de velden worden achtergelaten ommaliter op de velden wordenwoter n or chtergelaten omr op de velden wo
weg te rottenn. Als het complex volledig operationeel is kan heteel is kan heg opeex volledweg te rottenne an het na n. Als het complex volledig operationeel is kaet complex volledig operatioer eel is kan het g opeex volled
tel miljoen ton aan restanten verwerken,ean erken,elke maisoogst el anten verwerken,st een kwart miljoen ton aan restanten verwerken,kwart miljoen ton aan restae n eran m erken,
ed voor een cappaciteit van zo’n 100 miljoen liter ethanol per jaar.ljoz r jaargoed oo ee capac e a o 00 joe e e a o pe jaaoed voor een cap er ethanol per jaar.apaciteit van zo’n 100 miljoen liter ethanol per jaar.citeit van zo’n 100 miljoen litegoed voor een capaciteit van z rljo z er jaar
DSM is niet de enige grootmacht die hoog inzet op de conversie
van maisafval naar brandstoffen. In het stadje Nevada, Iowa, en in
Hugoton, Kansas, bouwen respectievelijk DuPont en het Spaanse
Abengoa aan hun eigen cellulose-ethanolfabrieken. “Het doet me
denken aan de ruimtewedloop”, zegt Hugh Welsh, president
Noord-Amerika van DSM. “We proberen allemaal om de eerste te
zijn.” DSM, die 150 miljoen dollar in het 250 miljoen kostende pro-
ject heeft gestoken, lijkt de beste kaarten te hebben om die strijd
te winnen: de offi ciële opening voor de fabriek is gepland voor
begin september, eerder dan de concurrentie.
Nationale veiligheid Het winnen van bio-ethanol uit lignocellulose is slechts een voor-
beeld van hoe de Amerikaanse chemische industrie langzaam
maar zeker aan het vergroenen is. Volgens het ministerie van
Terwijl Iowa veel bio-ethanol produceert, richt de corridor tussen Texas en w Tchano cveel th erdu de or t as TanoTerw owa veel bio-ethanol produceert, richt de corridNebraska zich vooral op windenergie en is Noord-Dakota voor een groot deelDakota voor een gi groot deelow rddoral op pvoo n is Ngie d akot oggrowebraska zic ooral op windenergie en is Noord-Dakota voor een afhankelijk van schaliegas.vaafh h as.nkelij va alien sscchhallieegga
juni 2014 Chemie Magazine 35
ndBuitentenlanBui ndBuitennlanB
dLL db ij i d V eeVVdb ij i d V i dd V iiiandbouw zijn er in de VereniLaL n bou egdb ij i een de Vereni edVV Sgn e Se SSSSbd Sn Sbouw zijn er in de Verenigdedgn SSSSg SSggjjndbouw zijn er in de Verenigde Staaten inmiddels 3100 onderne-w zijn er in de Verenigde Sde SLandbouw n de Verenigde Stde StLan
inmmmmingen actief in de minmingm biobased economyydased econom , die samen verantwoordelijk yy
en warenen. Twee jaar geledggzijn voor zo’n 25.000 groene producten. Twee jaar geleden warenzijn voor zo’n 25.000 groene producten. Twee jaar geleden wareng de
dat nog 2000 bedrijven.
eeb ed economy is ironisch genoegDe overschakeling naar een biobaseb sed
dddodo ering Bush, niet bepaald degedeeltelijk geïnitieerd door de regedodo
b r ne economie. President Bushgrootste pleitbezorger van een groeb or
de in 2005 en 2007 twee winnd tt di h t li htondertekende in 2005 en 2007 twee wd t k d i 200 200 t wetten die het verplichtnd i
eennnmaakten om benzine aan te lengen mmet een bepaald percentageen
aan hernieuwbare brandstoffen. Hij deed dit voornamelijk uit geo-
politieke overwegingen: Amerika’s aafhankelijkheid van buiten-
n arg v org vgge aan rr v reen gevaar vogevaarg rgevaar voe oaae a oaea dse o e e d ge e a s ee ge aa oo de a o a e e glandse olie werd gezien als een gevaaar voor de nationale veilig-n gevaar voorennn gggeevvvaaaaaar vvvooooorr
heid. Het renewable fuel standards-programma maakte korte
metten met het monopolie van de olie-industrie in de transport-
sector, en bereidde de weg voor een forse toename in de produc-
tie van bio-ethanol. Het leidde daarnaast tot een explosie aan
nieuwe technologieën, niet alleen voor hernieuwbare brandstof-
fen, maar ook voor biogrondstoffen.
De trend naar vergroening wordt nog versterkt door een toene-
mend milieubewustzijn van de consument en het bedrijfsleven.
Grote ondernemingen als Coca-Cola, Unilever, Nike en Walmart
eisen van de chemische industrie in toenemende mate hernieuw-
bare grondstoffen voor hun eindproducten. Volgens de belangen-
organisatie Biotechnology Industry Organization (BIO) in Washing-
ton, DC, zal de mondiale markt voor biobased chemicaliën en
producten in 2025 maar liefst 500 miljard dollar bedragen. Daar-
van zal pakweg een vijfde op het conto van de Verenigde Staten
komen. “Het besef groeit in de industrie dat biobased economy
ilie ouue a vmaaaae aa, vue aa o,, gg s”,d is voor het milieu, maar ook goed voor businessniet alleen goed ar omilieuu ou, veeu a oogoed
eee eeM on eeennS nsen worden nien nnsnnsnnnn resident Welsh. “Mensen worden niet alleen ouderaldus DSM-pre en niet aens iet en oe n t aus DSM-
e ggn gaggggn gannr, maar zullen ook steeds meer in steden gaanen welvarender e n ggane g
hhhwonen. Dat brengt allerlei problemen met zich mee die het bestengt allerlei problemen met zich mee die het bestwonen. Dat bre h
kunnen worden bestreden met groene oplossingen.”
Onderlinge verschillen De vergroening van Amerika is moeilijk in één plaatje te vangen.
Brent Erickson, BIO’s executive vice president van de afdeling indu-t
strie en milieu, spreekt in dit verband van ‘een allegaartje’. “Het
verschilt van staat tot staat. Dit is een enorm gedecentraliseerd
land.” Zo houdt het Midden-Westen met zijn uitgestrekte maisvel-
den zich bijna alleen bezig met de productie van bio-ethanol, ter-
wijl gebieden waarin het veel waait, zoals de corridor tussen
Texas en Nebraska, zich vooral op windenergie richten. Staten
met wetenschappelijke topcentra, zoals Californië en Massachu-
setts, lopen op kop als het gaat om technologische innovaties,
maar een staat als Noord-Dakota, die voor een groot deel afhan-
kelijk is van schaliegas, trekt zich nauwelijks iets aan van de bio-
based economy. e
‘Je kunt bij wijze van spreken een oude
mottenballenfabriek opkopen en voor relatief
weinig geld ombouwen tot een complex voor
hernieuwbare chemicaliën’
36 Chemie Magazine juni 2014
Daarnaast zijn er ook binnen de chemische industrie grote onder-
linge verschillen. Een groot deel van de sector blijft stug vasthou-
den aan fossiele brand- en grondstoffen. Maar vooruitstrevende
ondernemingen als DSM, Dow en DuPont maken een serieuze
zaak van vergroening, stelt Rina Singh, BIO’s beleidsdirecteur
voor de afdeling industriële biotechnologie. “Dat geeft een
enorme stimulans aan het proces van research and development.”
De voorbeelden zijn legio. Naast cellulose-ethanol concentreert
DSM zich bijvoorbeeld op het commercialiseren van succinezuur
uit zetmeel, dat onder meer gebruikt kan worden in de voedsel-
en farmaceutische industrie. DuPont heeft een micro-organisme
ontworpen om suikers uit mais om te zetten in 1,3 propanediol
(PDO), een polymeer dat kan dienen als bouwsteen voor textiel,
tapijten en verpakkingen. Natureworks, dochterbedrijf van Car-
gill, past een soortgelijk proces toe voor de productie van polyac-
tic acid polymeren (PLA), en de start-up Metabolix uit Massachu-
setts richt zich op polyhydroxyalkanoaten (PHA). Beide polymeren
kunnen worden toegepast in de productie van biologisch afbreek-
baar plastic.
Een andere veelbelovende ontwikkeling is bio-isoprene, een uite a de e ee be o e de o e g s b o sop e e, ee u
planten vervaardigde bouwsteen voor groene autobanden, aldus
Erickson. “Het Amerikaanse ministerie van Energie onderscheidt
inmiddels vijftig verschillende routes naar hernieuwbare chemi-
caliën. Je ziet nu dat elk van die routes in rap tempo een commer-
cieel bestaansrecht krijgen.”
SchaliegasDaarmee is niet gezegd dat de Verenigde Staten niet een enorme
inhaalslag hebben te maken. Volgens de Amerikaanse Internatio-
nale Handelscommissie heeft van alle chemicaliën die in het land
verkocht worden nog geen 4 procent een groene basis. De domi-
nantie van de olie-industrie is nog steeds overweldigend: zo’n 10
procent van alle geïmporteerde ruwe olie wordt gebruikt als
grondstof voor de chemische industrie, wat neerkomt op meer
dan 600.000 vaten per dag.
Ook wat energie betreft is het land nog steeds bijna volledig
afhankelijk van fossiele brandstoffen. Momenteel komt slechts 9
procent van de Amerikaanse energieconsumptie uit hernieuw-
bare bronnen, ongeveer net zo veel als wat het land verbruikt aan
kernenergie. De rest komt voor rekening van olie, steenkool en
gas, een realiteit die nog versterkt wordt door de enorme hoe-
veelheden schaliegasreserves die de afgelopen jaren zijn ontdekt.
Toch is de schaliegasrevolutie volgens Erickson niet zaligmakend.
“De gasprijzen zijn de laatste jaren enorm op en neer gegaan. Dat
creëert een hoop onzekerheid. Om het risico van prijsschomme-
lingen af te dekken zie je dat veel bedrijven hun inkoop willen
diversificeren met biobrandstoffen en biogrondstoffen. Daarnaast
houdt de sector rekening met nieuwe klimaatwetgeving. De ver-
wachting is dat er vroeg of laat een koolstof-belasting wordt inge-
voerd.”
Bovendien zijn de mogelijke toepassingen van schaliegas beperkt,
aldus Singh. “Methaan is vooral populair voor grondstoffen met
één, twee, hooguit drie c-atomen. Maar voor moleculen met een
‘Zakenbank Goldman Sachs wil de komende tien jaar 40 miljard dollar investeren in
groene-energiebedrijven’
langere koolstofketen, zoals terpenen en aromatische moleculen,
wordt dit proces al snel veel te duur.”
Laaghangend fruitDe vraag naar biobased chemicalsr zal daarom alleen nog maar
toenemen, denkt Erickson. “De revolutie is nog maar net begon-
nen. Het voordeel van biogrondstoffen is dat je daarvoor minder
investeringen nodig hebt dan voor biobrandstoffen, omdat ze
relatief makkelijker te ontwikkelen en te produceren zijn. Boven-
dien zijn de marges hoger. Je kunt bij wijze van spreken een oude
mottenballenfabriek opkopen en voor relatief weinig geld ombou-
wen tot een complex voor hernieuwbare chemicaliën.”
Wetenschappelijke doorbraken spelen dit proces in de hand. “Met
de kennis van nu is het een stuk gemakkelijker voor een kleine
speler om bijvoorbeeld een nieuwe microbe te ontwikkelen. Waar
bedrijven zich tot voor kort vooral richtten op het laaghangende
fruit, zie je nu een trend richting synthetische biologie en de pro-
ductie van steeds complexere moleculen, bijvoorbeeld uit algen.”
Met het juiste beleid kan in 2025 20 procent van de Amerikaanse
chemische sector biobased zijn, voorspelt het Amerikaanse
ministerie van Landbouw. Erickson: “We zien niets dan groei in
het verschiet.” p
Minder dan 10 procent van
Amerika’s energieconsump-
tie komt uit hernieuwbare
bronnen. Windenergie vormt
de koploper met 4,1 procent,
gevolgd door waterkracht (3
procent), energie uit bio-
massa (1,4 procent) en geo-
thermische energie (0,41
procent). Hekkensluiter is
zonne-energie, die in slechts
0,25 procent van Amerika’s
elektriciteitsbehoeftes voor-
ziet.
Het vertrouwen in groene-
energiebedrijven heeft
enkele jaren geleden een
flinke knauw gekregen nadat
de Californische fabrikant
van zonnepanelen Solyndra
ten onder ging aan wanbe-
heer en concurrentie van
scherp dalende gasprijzen.
Het schandaal kostte de
Amerikaanse belastingbeta-
ler een half miljard dollar. De
schaliegasrevolutie heeft er
daarnaast toe geleid dat
steeds meer kolengestookte
elektriciteitscentrales over-
schakelen op schaliegas. De
overtollige steenkool wordt
verscheept naar Europese
landen.
De lage gasprijzen spelen
eveneens een rol in de forse
daling van private investerin-
gen in groene technologie:
van 5,6 miljard dollar in 2011
tot 2,6 miljard dollar vorig
jaar. De terugloop van durf-
kapitalisten zal echter van
tijdelijke aard zijn, voorspelt
zakenbank Goldman Sachs,
die de komende tien jaar 40
miljard dollar wil investeren
in groene-energiebedrijven.
Zo neemt de prijs van zonne-
energie nog altijd gestaag af,
van 100 dollar per watt in de
jaren zeventig naar 5 dollar
per watt in 2013 en 3 dollar
per watt in 2016. De vergroe-
ning van de energiesector
wordt daarnaast aangewak-
kerd door een groeiend
milieubewustzijn. Zo wil
inmiddels 65 procent van de
Amerikaanse bevolking
emissiegrenzen voor elektri-
citeitscentrales. Voor Ameri-
kanen onder de dertig jaar is
dat zelfs 85 procent.
AANDEEL GROENE ENERGIE IN VS IS NOG BEPERKT