De discussie over wat er nodig is om First of a Kind-fabrieken van de grond te krijgen spitst zich snel toe op de behoefte aan (grootschalige) financiering. Maar daarmee zien we een belangrijke stap over het hoofd, waarschuwt Johan Sanders.  

In het artikel over FOAKs (First of a Kind fabrieken) in C2W | Mens & Molecule nummer 7 ging de aandacht naar financiering, expertise, vergunningen en het vroeg beheersen van technische risico’s. Terecht. Maar er ontbreekt naar mijn mening een belangrijke vraag: Hoe kunnen we het proces zélf zo ontwerpen dat er veel minder kapitaal nodig is? 

In mijn 25 jaar industriële ervaring voordat ik in 2002 hoogleraar Biobased Economy in Wageningen werd, heb ik drie keer meegemaakt dat een ceo de verdere opschaling van een succesvol pilotproces stopzette. Er was al circa €10 miljoen geïnvesteerd, maar voor full scale was vervolgens 50 tot 100 miljoen nodig. Dat bleek bij een onbewezen FOAK een te groot risico. Voor mij was dat een belangrijk inzicht. De energietransitie heeft niet enkele, maar zeer veel FOAKs nodig. Als iedere eerste fabriek tientallen miljoenen kost, wordt de kapitaalbehoefte zelf een rem op de transitie. 

Onderzoek van onder anderen Jean Paul Lange (Shell/Universiteit Twente) bracht ons op een fundamentele oorzaak van die hoge investeringen: warmteoverdrachtcapaciteit. Ook onze analyse van veertig commodity chemicals wees erop dat processen met een grote behoefte aan warmteoverdracht kapitaalintensief zijn. Dat is tegelijkertijd een belangrijke verklaring voor hun sterke economy of scale. Ik verwijs hierbij graag naar ons rapport Can production of bulk chemicals on a small scale be competitive? (2013) en mijn afscheidscollege Biorefinery: the bridge between agriculture and chemistry (2014). Daarmee ontstaat een andere ontwerpfilosofie: kies waar mogelijk voor processen die veel minder warmte hoeven toe te voeren of af te voeren. 

‘Als iedere eerste fabriek tientallen miljoenen kost, wordt de kapitaalbehoefte zelf een rem op de transitie’ 

Biotechnologie biedt daarvoor interessante mogelijkheden. Bij aerobe fermentaties komt veel warmte vrij en is kostbare koeling nodig. Anaerobe fermentaties, bijvoorbeeld naar ethanol, melkzuur of aceton/butanol, zijn veel minder kapitaalintensief. Dat verandert de economie van hernieuwbare productie op twee manieren. Ten eerste ontstaat door lagere kapitaalkosten meer ruimte om duurdere hernieuwbare grondstoffen te gebruiken. Ten tweede kan een fabriek economisch interessant worden op kleinere schaal. Dat is belangrijk wanneer markten en duurzame grondstofstromen nog moeten groeien. 

Door verschillende biochemische pathways te combineren, kunnen we glucose bovendien met hoge energetische efficiëntie en dus zonder veel warmteoverdracht anaeroob omzetten in tal van moleculen die nu fossiel worden geproduceerd, waaronder barnsteenzuur, tereftaalzuur, benzeendiamine, butaandiamine en FDCA waarvan de ontwikkeling destijds door Corbion is gestart maar niet is doorgezet. De kapitaalkosten zouden zeker met de kennis van vandaag 5 maal lager uitvallen dan FDCA langs chemische routes.  

De kernvraag bij een FOAK zou daarom niet alleen moeten zijn: hoe financieren we die eerste fabriek? De vraag die daaraan voorafgaat is minstens zo belangrijk: hoe ontwerpen we een proces waarvoor veel minder financiering nodig is? 

Johan Sanders is emeritus hoogleraar Biobased Commodity Chemicals aan Wageningen University & Research en oprichter van Sanovations.  

Reageren? redactie@kncv.nl