Een van de belangrijkste ambities van de chemische sector is de omslag naar een biobased economie.  De bouwstenen voor chemische producten komen dan niet meer uit fossiel aardolie maar uit biomassa zoals planten en restanten van landbouwgewassen.  Groener kan niet zou je zeggen. Maar is dat zo?

Waterstofeconomie

Doordat de duurzame opwekking van energie via wind en zon steeds volwassener en economisch aantrekkelijk wordt, doemt langzaam aan weer een oude bekende duurzame technologie op: de waterstoftechnologie. Reeds in 1839 was er een eerste brandstofcel waarmee elektriciteit kan worden opgewekt. Het principe is eenvoudig.  Waterstof en zuurstof  reageren met elkaar tot water. Bij deze reactie komt energie vrij die wordt omgezet in elektriciteit. Het waterstof wordt verkregen  door water elektrolytisch te splitsen en daar is energie voor nodig.  Dit laatste aspect blijkt bepalend voor de vraag of de algehele technologie milieuvriendelijk is. Indien de energie die nodig is om water te splitsen duurzaam is, zoals bijvoorbeeld wind- of zonne-energie, is er sprake van een duurzaam gesloten systeem.

Waterstof als tijdelijke energiedrager

Het manco met zonne-energie en windenergie is dat het aanbod niet altijd synchroon loopt met de vraag. Er is daardoor behoefte aan een tijdelijke opslag waarbij er zo min mogelijk energie verloren gaat. Waterstof als energiedrager leent zich daar uitstekend voor.  Het surplus aan duurzaam opgewekte energie wordt gebruikt om water te splitsen naar waterstof. Op het moment dat er vraag is naar energie wordt de waterstof via een brandstofcel weer omgezet in water. Diverse marktpartijen maar ook de overheid zien nu brood in rijden op waterstof  en verkennen de mogelijkheid van een Green Deal. Hyundai heeft in april de eerste waterstofauto op de Nederlandse markt geïntroduceerd, de ix35 Fuel Cell Electric Vehicle.

Water(stof) als grondstof voor de chemie

Het duurzaam verkregen waterstof kan echter ook gebruikt worden als bouwsteen voor chemische producten. Recentelijk is het platform North Sea Power to Gas Platform opgericht door elf bedrijven die overtollige elektriciteit willen omzetten in waterstofgas. Hierbij richten ze zich ook op chemietoepassingen. Het voordeel ten opzichte van biomassa als bouwsteen voor de chemie is dat het gegarandeerd duurzaam is bij gebruik van zonne- en windenergie.

Biobased economie

In geval van biomassa is de duurzaamheid namelijk (nog) niet gegarandeerd. De biobased economie wordt in verband gebracht met directe of indirecte concurrentie met voedseltoepassingen, verlies van biodiversiteit door kaalslag  en uitputting van bodems omdat er niks meer onbenut achter blijft op de akkers. De controverses hierover komen overigens vooral door de inzet van biomassa voor energietoepassingen. Wat weinig mensen weten is dat slechts 5% van de aardolie nu wordt gebruikt voor de productie van chemicaliën.  Bij de transitie naar een biobased economie zal dus vooral de energiesector een beroep doen op biomassa.

Biobased versus waterstof- versus aardoliechemie

Even los van de herkomst van de biomassa heeft de biobased chemie een belangrijk potentieel voordeel ten opzichte van de waterstofstofchemie en de huidige aardoliechemie. In biomassa zitten reeds volledig functionele moleculen die met bioraffinage ontsloten kunnen worden. Dat kan veelal in waterig milieu en bij lagere drukken.

In de huidige aardoliechemie, ook wel legochemie genoemd, wordt aardolie eerst afgebroken tot kleine chemische bouwblokken zoals etheen die slechts bestaan uit koolstof en waterstof. Via energie-intensieve processen, veelal met gebruik van oplosmiddelen en bij hoge druk, moeten deze bouwstenen weer aan elkaar gesleuteld worden tot functionele moleculen.

Systeemtransitie

Met de inzet van duurzaam geproduceerd waterstof uit water zal deze wijze van legochemie wellicht niet snel veranderen. Maar zoals dat vaak het geval is bij systeemtransities, zal er behoefte zijn aan meerdere transitiepaden die elkaar aanvullen en versterken.

De waterstof- en biobased economie bieden allebei oplossingsrichtingen voor een duurzamere chemie die ons wegleiden van de fossiele economie. Waarbij een ding zeker is, het wordt allemaal een stuk wateriger.