Scheikundige maakt van snoeihout plastic

Het begint erop te lijken dat plastic op basis van aardolie zijn beste tijd heeft gehad. Dat denkt althans hoogleraar Anorganische chemie en Katalyse Krijn de Jong. Hij publiceert op 17 februari in Science zijn onderzoek naar een betaalbaar en schoon alternatief: groen plastic van snoeiafval, oude takken, en gras. 

Boterhamzakjes van gras, en plastic emmers van wilgentakken. Het klinkt onwaarschijnlijk, maar chemicus Krijn de Jong gooit hoge ogen met zijn onderzoek naar nieuwe ontwikkelmethodes voor bioplastics. Op 17 januari verschijnt het onderzoek in het wetenschappelijke tijdschrift Science, en ook de chemische industrie is zeer geïnteresseerd.  

Uit aardolie worden heel veel producten gemaakt, zoals diesel, benzine, kerosine, maar ook medicijnen en schoonmaakmiddelen, antivries, verf en plastics. De Jong ontwikkelde een nieuw soort katalysator om niet-eetbare biomassa (gras, hout) om te zetten in bouwstenen voor exact diezelfde producten, maar dan zonder gebruik van aardolie. En dat is niet alleen schoner, volgens De Jong, maar ook noodzakelijk. Aardolie is duur, en er is veel te weinig meer van om onze huidige levensstijl te handhaven. Er moet een alternatief komen dat betaalbaar is en dat niet concurreert met andere hulpbronnen, zoals voedsel.

Olifantengras
Voor alle duidelijkheid: bioplastic bestaat al veel langer, maar dan op basis van eetbare grondstoffen zoals mais, aardappels en suikerbieten. Een probleem van dit soort bioplastics is dat ze de voedselvoorziening bedreigen. Een tweede obstakel is dat deze bioplastics biologisch afbreekbaar zijn. Dit is goed voor het milieu, maar voor de bruikbaarheid en duurzaamheid van het product is het minder geslaagd. Laat een emmer van biologisch afbreekbaar plastic een tijd buiten staan en bacteriën vreten de emmer helemaal op. Het is dus geen geschikte vervanging voor plastics van aardolie.

Niet-eetbare biomassa, zoals snelgroeiende gras- en boomsoorten (olifantengras of wilgentakken) hout, gras, snoeiafval en landbouwafval is echter wel zeer geschikt als substituut. Met de door De Jong ontwikkelde katalysator – die is opgebouwd uit minuscule ijzerdeeltjes – is het mogelijk om de biomassa (in de vorm van gas) om te zetten in bruikbare bouwstenen voor plastics en andere stoffen. Voor elke ton plastic is zo’n 1,5 tot 2 ton biomassa nodig. 

Door de nieuwe katalysator wordt het produceren en verwerken van bioplastics veel goedkoper. Het gebruik van ijzerdeeltjes is gunstig – het is tenslotte niet het duurste materiaal, maar ook de speciale ondergrond van de katalysator werkt kostenbesparend. Hierdoor stabiliseren de ijzerdeeltjes en gaat de katalysator langer mee, en wordt daarmee ook interessant voor de chemische industrie. 
Consumenten hoeven overigens niet bang te zijn dat het nieuwe bioplastic van mindere kwaliteit is, of minder sterk of minder buigzaam. De eigenschappen van de bouwstenen van het bioplastic en het plastic op basis van aardolie zijn namelijk exact hetzelfde. Je kunt er dus precies dezelfde eindproducten van maken.

Zilte grond 
Bioplastic klinkt dus als een prachtige oplossing, maar is het ook werkelijk milieuvriendelijk? Net als plastic gemaakt van aardolie moet ook bioplastic na gebruik worden verbrand. Hierbij komt schadelijke CO2 vrij. En er is landbouwgrond nodig om de biomassa op te kweken, wat ontbossing in de hand werkt en een gevaar is voor de biodiversiteit.

De Jong bestrijdt de kritiek: “In dit proces is de kring rond, en wordt er niks verspild. Aardolie wordt opgestookt en is voorgoed weg, maar biomassa blijft groeien door opname van CO2 en brengt tijdens dat proces weer nieuwe zuurstof in de lucht. Dit compenseert de CO2 die vrijkomt bij de verbranding.”

Om zo min mogelijk kostbare landbouwgrond te verspillen, moet de biomassa op zilte grond worden gekweekt, die boeren toch niet gebruiken om graan of aardappelen op te zetten. En er moeten harde groeiers zoals olifantengras worden gebruikt zodat de productie op gang blijft.

China
De komst van een duurzaam alternatief voor aardolie is hard nodig, aldus De Jong. Maar het is niet de oplossing voor het tekort aan brandstoffen. “We moeten met zijn allen gewoon veel minder gaan gebruiken. De wereld moet verduurzamen, want wat we nu opsouperen kan met biomassa als brandstof nooit worden bijgebeend. We zitten op de goede weg als we de helft minder gebruiken. De andere helft kunnen we dan met duurzame brandstoffen oplossen.”

Maar of dit economisch gezien een realistisch scenario is, daar durft De Jong nog weinig over te zeggen. Hoewel gebruik van biomassa in feite goedkoper is dan aardolie, staan de fabrieken die aardolie verwerken er al. Althans, in het Westen. In landen als China en India kunnen ze die keuze vaak nog maken. “Ik verwacht dat daar meer interesse is voor groene grondstoffen dan hier.”

De Utrechtse onderzoekers gaan in samenwerking met Dow Benelux de katalysator verder ontwikkelen. Mogelijk verschijnen hierdoor al binnen enkele jaren producten die met deze techniek zijn gemaakt.

Aan het groene gedrag van de onderzoeker zelf schort het gelukkig niet: De Jong gaat fietsend naar zijn werk. Om zichzelf hiertoe te motiveren heeft hij zelfs becijferd dat hij 1500 kilo CO2 per jaar minder uitstoot door de auto te laten staan.