DSM Position Paper: Duurzamere industriële productie met Witte
Biotechnologie
Witte Biotechnologie
De wereldbevolking zal tussen 2000 en 2050
naar verwachting groeien van 6 miljard naar 9 miljard mensen. Gecombineerd met
de toename van de algehele rijkdom zal dit de vraag naar producten met
gemiddeld 3 à 4 procent per jaar opstuwen, waarbij de groei uiteenloopt van 2
procent in Europa en de VS tot ongeveer 10 procent in landen als Brazilië,
Rusland, India en China. Zelfs bij het huidige niveau van de wereldbevolking
is het al een grote uitdaging om in de groeiende vraag te voorzien, terwijl
deskundigen denken dat de wereldwijde olieproductie ergens tussen 2015 en 2020
haar maximum zal bereiken - de zogeheten “Peak Oil”. Om op een duurzame manier
aan deze groeiende uitdaging het hoofd te kunnen bieden, zullen wij niet
alleen onze industriële maakoperaties veel efficiënter moeten maken maar ook
moeten kijken naar structureel andere, dus minder olieafhankelijke,
productieprocessen en grondstoffen.
Een belangrijk onderdeel van de oplossing is Witte Biotechnologie - het
toepassen van “natuurlijke gereedschappen” zoals micro-organismen en enzymen
bij de productie van (fijn)chemicaliën, farmaceutische producten,
voedingsingrediënten, materialen en uit hernieuwbare bronnen afkomstige
biobrandstoffen. DSM heeft al in een vroeg stadium in Witte Biotechnologie
geïnvesteerd en heeft een deel van haar productieprocessen daarop omgeschakeld
en daarbij een breed scala aan nieuwe producten geïntroduceerd. Deze
omschakeling heeft bij DSM en andere bedrijven (1) opmerkelijke effecten
gehad, vooral dankzij de overstap op hernieuwbare bronnen.
Witte Biotechnologie biedt een reeks voordelen:
-
Schone productie onder milde omstandigheden, met een reductie van wel 50
procent of soms meer in het gebruik van proceswater, energie en oplosmiddelen;
dit resulteert in lagere afvalwater- en CO2-emissies.
-
Gebruik van hernieuwbare grondstoffen, resulterend in een lagere CO2-uitstoot
over de gehele levenscyclus.
-
Lagere bedrijfskosten, in sommige gevallen tot wel 50 procent van de variabele
kosten.
-
Nieuwe producten die te ingewikkeld zijn om langs chemische weg te
synthetiseren.
Kort gezegd vermindert Witte Biotechnologie in veel gevallen de ‘ecologische
voetafdruk’ van industriële processen en producten terwijl die processen en
producten niet alleen duurzamer worden dankzij het gebruik van hernieuwbare
bronnen maar ook economisch concurrerend zijn. Witte Biotechnologie maakt dus
duurzamere industriële ontwikkeling mogelijk.
De productie van zowel (transport)energie als chemische producten kan er baat
bij hebben als men van traditionele, op fossiele brandstof gebaseerde methoden
zou overstappen op Witte Biotechnologie. Dit zou meer energiezekerheid geven,
gecombineerd met sterkere landbouwontwikkeling wereldwijd en economische
ontwikkeling van plattelandsgebieden. Een en ander zou bovendien gepaard gaan
met aanzienlijk schonere chemie-, energie- en transportsectoren. Witte
Biotechnologie is een van de zeer weinige technologieën waarbij economie en
ecologie hand in hand gaan.
Bij de productie van transportbrandstoffen gaat de omschakeling van fossiele
op biologische grondstoffen in hoog tempo omdat biobrandstoffen zwaar worden
gesubsidieerd en er overal ter wereld verplichte doelstellingen voor worden
geformuleerd. Bij de fabricage van chemische producten en andere materialen
verloopt deze omschakeling echter veel trager. De fabricage van chemische
producten vertegenwoordigt 8 procent van het wereldwijde olie- en gasverbruik.
Dit is geen gering aandeel en het is dan ook de moeite waard om die fabricage
duurzamer te maken. Volgens schattingen uit 2003 zou 10 tot 20 procent van de
chemische producten in 2010 potentieel op biologische basis kunnen zijn, bij
een toegevoegde waarde van € 11-22 miljard aan kostenreducties en additionele
inkomsten (1). Momenteel is circa 6 procent van de chemische productie op
biobasis en er is dus ruimschoots potentieel voor verdere stijging. Wel is
duidelijk dat, in tegenstelling tot biobrandstoffen, de overstap op
biologische grondstoffen bij traditionele industrieprocessen traag verloopt en
actief moet worden gestimuleerd, wil men kunnen profiteren van de grote
ecologische en economische voordelen ervan.
Het gebruik van biomassa is de laatste maanden in een kwaad daglicht komen te
staan als (mede-)veroorzaker van stijgende voedselprijzen en afnemende
biodiversiteit. Wij delen deze zorg. De productie van bio-energie of
biomaterialen mag niet tot tekorten in de voedselvoorziening leiden of de
biodiversiteit nadelig beïnvloeden. Tegelijkertijd onderkennen wij dat
biomassa essentieel is om de duurzaamheidsdoelstellingen van de samenleving te
realiseren en dat er een noodzaak en een uitdaging liggen om productie en
gebruik van biomateriaal op een intelligente en duurzame manier te verhogen,
zoals ook aan het eind van hoofdstuk 2 wordt beschreven.
Barrières bij de verdere invoering van Witte Biotechnologie
Hoe komt het dat milieuvoordelen, lagere exploitatiekosten en hoge olieprijzen
bedrijven er niet automatisch toe aanzetten om hun (omvangrijke) chemische
processen over te schakelen op ‘bio-based’ alternatieven? Daar zijn meerdere
redenen voor, die moeten worden gezocht in de beschikbaarheid en de kosten van
biologische grondstoffen en in prikkels voor investering in R&D en
productiecapaciteit.
De huidige prikkels zijn merendeels ontoereikend. Er is momenteel geen
concrete politieke agenda en geen overheidsbeleid om een overstap naar
chemische producten op biobasis te stimuleren. Zonder concrete maatregelen is
die overgang echter tot mislukken gedoemd en zullen de aanzienlijke voordelen
ervan niet worden gerealiseerd. Dat klinkt paradoxaal vanwege de eerder
genoemde (1) enorme economische en ecologische voordelen, en al helemaal tegen
de achtergrond van de huidige oliescenario’s.
Ten eerste zijn hoge investeringen in R&D en productiefaciliteiten nodig. Ten
tweede moeten Witte-Biotechnologiealternatieven concurreren met de huidige
chemische processen, die decennialang zijn geoptimaliseerd en in hoge mate
zijn geïntegreerd en geclusterd in traditionele raffinage- en chemiecomplexen.
Zij hebben het voordeel van enorme grootschaligheid en superieure logistiek,
zowel bij de aanvoer van olie als bij het transport van de producten naar de
afnemers. Ten derde is sluiting van bestaande fabrieken voordat die het eind
van hun geprojecteerde nuttige levensduur hebben bereikt, zeer nadelig. Ten
vierde hebben ecologische voordelen op zich, hoe sympathiek ook, in de huidige
chemische processen geen economische waarde.
DSM is van oordeel dat als het om schonere productie gaat, een enorme kans
wordt gemist. Industriële producten op biobasis hebben immers veel te bieden
qua hogere duurzaamheid, toegevoegde waarde en industriële innovatie, nog
afgezien van de CO2-besparingseffecten. CO2-reductie is een van de
hoofdredenen voor het promoten van biobrandstoffen. Van biologische
grondstoffen gemaakte chemische producten en materialen verdienen eveneens
stimulering en steun om hun potentieel enorme milieu- en economische voordelen
te kunnen realiseren.
Ook de beschikbaarheid en de kosten van biologische grondstoffen vormen een
belangrijk vraagstuk. Bij Witte Biotechnologie worden duurzame grondstoffen
zoals zetmeel en suikers verwerkt die in milieu-, economisch, maatschappelijk
en politiek opzicht fundamenteel anders zijn dan fossiele grondstoffen.
Biologische grondstoffen zoals maïs en suikerbieten of suikerriet bevatten in
het algemeen circa tien procent zogeheten fermenteerbare zetmeel of suiker. De
overige negentig procent is hoofdzakelijk cellulose en lignine, die potentieel
eveneens als grondstof kunnen dienen. Hier verschijnt de zogeheten
tweede-generatietechnologie waar momenteel onderzoek naar wordt gedaan, al
verwacht men dat die pas over vijf à tien jaar commercieel inzetbaar zal zijn.
De gestegen vraag naar biogrondstoffen, vooral als gevolg van de groei
vanbiobrandstoffen, heeft geleid tot maatschappelijke ongerustheid over de
duurzaamheid van de productie en de prijs van biogrondstoffen. Aangezien bij
de productie van biogrondstoffen een beroep wordt gedaan op een beperkte
voorraad landbouwareaal en water en tevens kunstmest nodig is, moeten de
potentiële negatieve effecten ervan nauwlettend worden bewaakt en in de hand
worden gehouden. De prijzen van biogrondstoffen zijn niet alleen een zorg voor
de industrie maar ook uit een oogpunt van voedselprijzen – zie het debat over
voedselprijzen en biobrandstoffen (Food versus Fuel) – omdat industriële
(brandstof)toepassingen op grondstoffen met de voedselvoorziening concurreren.
Het toenemend gebruik van biobrandstoffen wordt algemeen gezien als een van de
oorzaken van de stijgende voedselprijzen, naast incidentele misoogsten,
voorraadeffecten en hoge energieprijzen. Daarbij komt de structureel hogere
vraag naar gewassen door de groeiende bevolking en een verschuiving in het
dieet in opkomende economieën naar meer vleesconsumptie. Onder deskundigen
bestaat echter onenigheid over de specifieke impact van biobrandstoffen; de
berekeningen lopen uiteen van kleine tot grote bijdragen (2), met daarbij ook
grote regionale verschillen.
DSM wil niet dat haar grondstoffen met de voedselproductie concurreren of
ongewenste milieueffecten hebben. Wij zijn van mening dat het debat een balans
moet zoeken tussen alle (potentiële) voor- en nadelen van de opkomende
‘samenleving op biobasis’. Stakeholders dienen gezamenlijk
duurzaamheidscriteria te ontwikkelen en intussen vraag- en aanbodzijde te
optimaliseren: opvoeren van landbouwproductiecapaciteit, verbeteren van reeds
bestaande eerste-generatie-industrieprocessen en versnellen van de
ontwikkeling van tweede-generatietechnologieën. Op die manier is duurzame
aanvoer van biogrondstoffen voor alle doeleinden mogelijk.
DSM stelt een reeks stimuleringsmaatregelen voor ter bevordering van de
overgang op productieprocessen op biobasis door het bedrijfsleven en duurzame
aanvoer van biologische grondstoffen te waarborgen
Overheden
dienen samen met partners uit bedrijfsleven en maatschappij, waaronder ook de
academische wereld, een visie en een routekaart op te stellen en
investeringsprikkels voor R&D en productie op het gebied van Witte
Biotechnologie te creëren:
-
De R&D-inspanning moet aanzienlijk worden opgevoerd. Op nationaal en
internationaal niveau moeten coherente publiekprivate programma’s worden
opgezet of uitgebreid, waarbij wordt voortgebouwd op aanwezig academisch
potentieel en bestaande initiatieven.
-
De EU en andere delen van de wereld moeten een “Bio-based Preferential
Procurement Program” naar Amerikaans voorbeeld opzetten, waarbij het
inkoopbeleid van de overheid wordt gericht op chemische en andere producten op
biobasis. Voorbeelden zijn verpakkingsmateriaal, textiel, reinigingsmiddelen,
auto-onderdelen en bouwmaterialen.
-
De milieuvoordelen over de hele levenscyclus van producten en processen op
biobasis moeten worden gekwantificeerd, inclusief de emissiereductie van
fossiele CO2. Deze beoordelingen moeten regelmatig worden geëvalueerd in het
licht van technologische vooruitgang en praktische ervaring. Er moeten
publieksbewustzijnscampagnes worden gelanceerd.
-
Tweede-generatietechnologieën, waarbij het materiaal van de gehele plant wordt
gebruikt voor chemische producten, plastics en brandstoffen op biobasis,
moeten worden gestimuleerd, zodat de concurrentie tussen energie en voedsel om
dezelfde hulpbronnen uiteindelijk wordt geëlimineerd.
Eerste-generatietechnologie mag echter niet onmiddellijk worden afgeschreven
omdat de technieken en marktontwikkeling van biobrandstoffen noodzakelijke
voorwaarden zijn voor het toekomstige succes van technologieën van de tweede
generatie. Voorts zal grootschalige industriële toepassing van
tweede-generatietechnologieën nog enige jaren op zich laten wachten, zodat
verdere verbetering van eerste-generatietechnologie de enige echte optie voor
de korte termijn is. Er is daar inderdaad nog veel ruimte voor verdere
verbetering.
-
Processen op biobasis kunnen het best in een geïntegreerde omgeving worden
ontwikkeld. DSM bepleit daarom het opzetten van geïntegreerde
bioraffinaderijen, waar productie op biobasis van zowel brandstoffen als
chemische producten kan worden ontwikkeld en geoptimaliseerd voor grotere
efficiëntie, beter geïntegreerde materiaal- en energiestromen en optimale
logistiek.
-
De kosten van sluiting van reeds aanwezige faciliteiten staan een geslaagde
overstap naar (grootschalige) chemische processen op biobasis in de weg. Het
overheidsbeleid moet er dan ook op zijn gericht om de nadelige financiële
effecten van sluiting van traditionele fabrieken te verminderen, ook al zijn
die nog niet aan het eind van hun geprojecteerde levensduur.
-
Overheden dienen een kader te scheppen waarbinnen ecologische voordelen
dankzij toepassing van Witte Biotechnologie tevens economische voordelen
zullen genereren.
De aanvoer van biogrondstoffen moet voor alle doeleinden toereikend zijn. De
landbouwproductie moet over de gehele breedte groeien. Maatregelen om de
duurzaamheid van de aanvoer voor industrieel gebruik te verhogen en te
waarborgen, dienen onder meer te omvatten:
-
Biogrondstoffen voor industrieel gebruik dienen gemakkelijk en tegen
wereldmarktprijzen verkrijgbaar te zijn. Tariefmatige en
“non-tariff”-handelsbarrières zoals voor industriële suiker dienen derhalve
structureel te worden geëlimineerd.
-
DSM is voorstander van - en neemt actief deel aan het opzetten van - een
bindend certificeringssysteem dat moet waarborgen dat agrarische grondstoffen
voor industrieel gebruik verantwoord worden geteeld, in aanmerking nemend van
het gebruik van land, water en kunstmest en rekening houdend met de
maatschappelijke gevolgen van de naderende grote veranderingen.
-
Deskundigen zijn het erover eens dat de investeringen in landbouwefficiency
wat betreft watergebruik en areaalbeslag kunnen worden opgevoerd tot een
niveau waarbij deze spanning kan worden weggenomen (3). Bijvoorbeeld,
onderbenutte landbouwgebieden zouden voor gewasteelt moeten worden gebruikt en
protectionistische maatregelen zouden moeten worden vermeden. Voorts kan het
gebruik van genetisch gemodificeerde en anderszins veredelde gewassen de
landbouwefficiency wereldwijd verbeteren zonder het daarmee samenhangende
probleem van grotere behoefte aan water, kunstmest en bestrijdingsmiddelen.
-
Afvalstromen moeten als grondstof kunnen worden gebruikt, vooral wanneer
tweede-generatietechnologieën beschikbaar komen.
-
Geïntegreerde bioraffinaderijen moeten worden gebouwd op plaatsen waar hun
ecologische voetafdruk het geringst is. Gebieden met een overvloed aan water
en land, bijvoorbeeld in Brazilië en de VS, waar biobrandstoffen beslag leggen
op minder dan drie procent van al het landbouwareaal en waar water in
overvloed aanwezig is (4), mogen niet worden beperkt bij pogingen om
landbouwproductie naar biologische toepassingen om te buigen. Er moet ruimte
zijn voor lokale maatoplossingen in plaats van uniforme wereldwijde
oplossingen.
Meer informatie is te vinden op:
http://www.dsm.com/nl_NL/html/sustainability/biotechnology.htm.
(1) White Biotechnology: Gateway to a more sustainable future, EuropaBio, 2003.
(2) Bijvoorbeeld IMF, Wereldbank, LEI, OESO en FAO.
(3)
FAO-conferentie 2008.
(4) Ethanol Industry Outlook 2008, RFA and
Evolution of Crop Land in Water: a shared responsibility, UNESCO 2006.
