Met het stappenplan kunnen bedrijven een route kiezen naar een duurzaam alternatief voor de negen meeste gebruikte plastics, zoals PET, PVC, Polyamide, Propyleen en Polyethyleen. Die worden bijvoorbeeld gebruikt voor verpakkingen, flessen en tassen, in auto’s, verf of kleding.
Groene alternatieven
Om die te vervangen geeft het model drie mogelijkheden. Of je maakt een biobased alternatief soort plastic met dezelfde of zelfs betere eigenschappen als de fossiele variant. Of een zelfde soort plastic, maar dan van biomassa in plaats van olie. Een groene kopie dus. Dat gebeurt nu bijvoorbeeld door polyethyleen te maken uit ethanol. Een derde optie is om de grondstoffen die bedrijven nu uit olie halen uit afgevangen CO2 te halen. “We begeleiden bedrijven in drie stappen naar de beste hernieuwbare koolstofoplossing. Dat lijkt simpel, maar het is niet zo eenvoudig als het lijkt. De keuze tussen duurzame alternatieven is complex”, zegt Ellen de Ruiter, consultant circulaire en biobased plastics bij TNO in het webinar dat het kennisinstituut hierover hield.
Drie stappen
De eerste stap in het stappenplan is zoeken naar het beste biobased plastic alternatief voor een bepaalde toepassing, bijvoorbeeld plastic in autobumpers, bouwmaterialen, elektronica, textiel of verpakkingen. TNO heeft daarvoor een algoritme ontwikkeld dat in een database met ruim duizend alternatieve biobased plastics zoekt naar de beste eigenschappen voor de toepassing. In stap twee worden de alternatieven met elkaar vergeleken op het gebied van duurzaamheid en economische haalbaarheid. In stap drie wordt bekeken hoe het alternatief in de praktijk kan worden toegepast. Welke beperkingen er zijn, of de techniek al bestaat, of er genoeg biomassa voor is. Als er te veel beperkingen zijn, kunnen bedrijven in het model kiezen voor de volgende beste oplossing. Zo kijkt TNO naar de beste optie voor alternatief plastic per product en per toepassing. “Dit is bruikbaar voor zowel industrie als beleidsmakers”, zegt De Ruiter.
Groene transitie
Het model is nog lang niet af, erkent TNO. Meer gedetailleerde parameters uit de markt – bijvoorbeeld over investeringen of productiecapaciteit – moeten nog toegevoegd worden. Het kennisinstituut hoopt met zijn stappenplan een bijdrage te kunnen leveren aan een groene transitie in de chemie. In de EU is afgesproken dat chemische bedrijven die plastic produceren in 2050 geen CO2 meer uitstoten en al hun fossiele grondstoffen hebben uitgebannen.
Donkere kant
Dat betekent niet dat er geen plastic meer geproduceerd kan worden. “Plastics zijn belangrijk. Ze zijn overal, ze zijn licht, veelzijdig en goedkoop. Het is onmogelijk een toekomst te hebben zonder plastics, maar ze hebben een donkere kant”, zegt Jan Harm Urbanus, hoofdconsultant circulaire koolstof bij TNO. Hij doelt op de nadelige gevolgen voor klimaat en milieu. De productie van plastic is verantwoordelijk voor 5 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot en verbruikt enorme hoeveelheden fossiele grondstoffen. Bovendien wordt 85 procent na gebruik niet ingezameld voor recycling, maar weggegooid. Plastic afval wordt overal aangetroffen en microplastics vervuilen de oceanen. “Dit systeem moet veranderen en duurzamer worden. Dat is een gigantische uitdaging”, stelt Urbanus.
Vraag neemt toe
De vraag naar plastic zal namelijk alleen maar toenemen. De verwachting is dat in 2050 de productie is gegroeid van de huidige 600 miljoen ton per jaar naar 1 miljard ton. Van de grondstoffen voor dat plastic moet voor 60 tot 70 procent – ruim 600 miljoen ton – uit recycling komen en voor 30 tot 40 procent – ruim 300 miljoen ton – uit plantaardige bronnen of afgevangen CO2. “Recycling is belangrijk, maar je zult steeds verliezen hebben. Daarom hebben we altijd nieuw, virgin plastic nodig. Als we in 2050 een fossielvrij plastic-systeem willen hebben, dan zijn biomassa en CO2 de enige manieren om dat te doen”, stelt Urbanus.
Bekijk hier hoe het driestappenplan naar duurzame plastics van TNO in elkaar zit:
Afval uit land- en bosbouw
Biobased plastic – niet te verwarren met bio-afbreekbaar plastic – wordt gemaakt van plantaardig materiaal. Meestal uit glucose. Dat haal je bijvoorbeeld uit cellulose, een polymere suiker die door alle bomen en planten wordt aangemaakt. Een bedrijf als Avantium maakt daar een alternatief plastic voor PET-flessen van: PEF. Een 100 procent plantaardig plastic, gemaakt uit reststromen uit de land- en bosbouw, zoals tarwe en houtsnippers. Maar ook suikerbieten
en rietsuiker kunnen als grondstof dienen.
Die grondstoffen hoeven qua landgebruik niet te concurreren met de voedselproductie. Uit onderzoek blijkt dat alleen al uit afval en reststomen uit de land- en bosbouw hiervoor 5 miljard ton biomassa te oogsten valt. Zelfs uit textiel afval is cellulose en dus glucose terug te winnen.
Nieuw type plastics logischer
Als je hiervan een ton alternatief biobased plastic met dezelfde eigenschappen als fossiel wil maken – de eerste mogelijkheid in het stappenplan-, dan heb je ongeveer een ton glucose nodig. Maar als je hiervan een ton van hetzelfde fossiele plastic wil maken als de chemie nu maakt, de groene kopie, dan heb je ruim drie ton glucose nodig. Dat maakt het proces veel te duur. Het is dus veel logischer om van biomassa nieuwe soorten groene plastics van te maken met dezelfde eigenschappen, stelt CTO Gert-Jan Gruter van Avantium, tevens professor duurzame chemie aan de Universiteit van Amsterdam. Die zijn goedkoper, hebben vaak betere eigenschappen dan de fossiele variant, zijn beter te recyclen en ook nog eens beter biologisch afbreekbaar. “Dus als we deze moleculen gebruiken kunnen we meerdere problemen in één keer oplossen”, zegt hij.
Kritiek van experts
Het stappenplan van TNO krijgt ook kritiek van experts uit de chemie. Zo vindt professor-emeritus Piet Lemstra, een icoon in de plasticindustrie, het niet opportuun om plastic van het boerenland te halen en niet meer uit olie. Volgens hem zijn de polymeren uit biomassa totaal onbruikbaar als plastic, schrijft hij op LinkedIn. Hij spreekt zelf over sciencefiction. Directeur Herman Wories van Groeifondsprogramma BioBased Circular vindt het prima om met dit soort modellen biobased alternatieven te zoeken voor fossiele plastics, maar ziet nog wel grote verschillen tussen de gegevens uit de literatuur – waar het stappenplan op is gebaseerd – en de commerciële toepassingen van plastic in de praktijk. “Maar het model is een eerste richting van wat het kan zijn”, stelt hij. “Het geeft aan dat er alternatieven zijn en dat er veel mogelijkheden voor biobased plastics zijn.”
Directeur Herman Wories van Biobased Circular | Credit: Bram SaeysNieuwe subsidieregelingen
Biobased Circular valt onder de koepel van het platform Groene Chemie Nieuwe Economie (GCNE), dat streeft naar een circulaire chemie met innovatieve technologieën, zonder fossiele brandstoffen en zonder CO2-uitstoot in 2050. Het programma kreeg 338 miljoen
euro uit het Groeifonds en daarnaast zegden deelnemende bedrijven en organisaties nog eens 550 miljoen euro aan investeringen toe om deze groene chemie van de grond te krijgen.
Terwijl Groene Chemie startups ondersteunt die plastic maken uit plantaardige, alternatieve grondstoffen – de zogeheten gamechangers
-, kan BioBased Circulair subsidies
verstrekken. Zo ging deze vrijdag 14 maart een regeling open om bio-polyesters te testen en verder te onderzoeken waar die in de praktijk kunnen worden toegepast. Bijvoorbeeld in verpakkingen. Tussen 1 april en 13 mei kunnen ondernemers subsidie aanvragen om de industriële en economische haalbaarheid van innovatieve productie- en recyclingprocessen voor bio-polyesters te onderzoeken. Doel is dat die sneller door de markt worden ingezet.
Succesverhalen
Directeur Wories ziet veel succesverhalen bij bedrijven die zich met biobased plastics bezig houden. Behalve Avantium, dat vorig jaar zijn eerste grote fabriek in Delfzijl opende, timmeren bedrijven als Relement
en Paques Biomaterials flink aan de weg. Als goed voorbeeld noemt hij ook een verffabriek als Koninklijke Van Wijhe, die vorig jaar als eerste een biobased buitenverf lanceerde.
Chemie behouden
Toch gaat de transitie naar een groene chemie nog lang niet snel genoeg. “We hebben de tijd tot 2050 zeker nodig”, zegt Wories. “We zitten nu in de fase dat we moeten laten zien dat het kan. Als het dan een paar jaar draait, dan zeggen de grotere chemiebedrijven: daar wil ik ook wel instappen. Tegelijk zie je nu dat de hele chemie het vanwege dure energie, grondstoffen en heffingen moeilijk heeft. Dan is het fijn te horen dat Europa van plan is zijn chemische industrie te redden en te behouden, om zo zijn eigen broek op te kunnen houden. Daar heb je straks dus een recycling- en biobased industrie voor nodig.”
