skip to Main Content
contact@klimaatschap.org

Introductie

Van het Stenen Tijdperk naar dat van ijzer en staal

Auteur

Maurits Groen

Document

Dit artikel is met toestemming van de auteur overgenomen uit het boek “Drawdown”.

Bioplastic

Van het Stenen Tijdperk naar dat van ijzer en staal, de tijdperken van onze samenleving zijn afgebakend aan de hand van het materiaal waarvan we het meest gebruiken in onze productieprocessen. We zouden het huidige tijdsgewricht het Plastic Tijdperk kunnen noemen. Wereldwijd produceren we ongeveer 310 miljoen ton plastic per jaar. Dat is ongeveer 37 kilogram per persoon, en naar verwachting zal de kunststofproductie tot 2050 verviervoudigen. Dit materiaal is alomtegenwoordig: in kleding en computers, in meubels en voetbalvelden. En bijna al dit plastic is gemaakt van fossiele brandstoffen. Van de jaarlijkse olieproductie wereldwijd wordt 5 tot 6 procent gebruikt als grondstof voor ‘petroplastic’. Maar de polymeren waaruit plastic bestaat, zijn overal in de natuur te vinden, niet alleen in fossiele vorm. Volgens experts is 90 procent van de huidige plastics uit planten en andere hernieuwbare grondstoffen te produceren. Zulke bioplastics worden rechtstreeks aan de natuur onttrokken en vele kunnen daar ook weer aan worden teruggegeven, vaak met een lagere uitstoot van broeikasgassen dan hun op fossiele bronnen gebaseerde verwanten.

Het Griekse werkwoord ‘plassein’, de etymologische oorsprong van plastic, betekent ‘vormen’. Plastics hebben hun kneedbaarheid te danken aan polymeren, stoffen met kettingachtige structuren die bestaan uit schakels van atomen of moleculen. De meeste hebben een basis van koolstof en een sterke band met andere elementen, zoals waterstof, stikstof en zuurstof. We kunnen polymeren namaken, maar ze komen overal in de natuur voor en zelfs binnenin ons lichaam; ze maken deel uit van elk levend organisme. Cellulose, het meest voorkomende organische materiaal op aarde, is en polymeer dat in de celwanden van planten zit. Chitine is en ander veelvoorkomend polymeer, dat voorkomt in schelpen en uitwendige skeletten van schaaldieren en insecten. Aardappelen, suikerriet, boomschors, algen en garnalen bevatten allemaal natuurlijke polymeren die we om zouden kunnen zetten in plastic.

Hoewel plastic van fossiele oorsprong de markt tegenwoordig domineert, werden de eerste plastics met cellulose uit planten gemaakt. Biljarten was in de negentiende eeuw een populair tijdverdrijf voor de rijken in Europa en de VS. De ballen op de biljarttafel waren van 100 procent massief ivoor. Het was een gulzige markt: duizenden olifanten werden afgeslacht voor hun slagtanden. Elke slagtand leverde slechts een handvol biljartballen op. De modegril leidde tot publieke verontwaardiging en verhoogde de kosten voor de biljart-industrie.
Biljartspeler en magnaat Michael Phelan daagde de wereld uit: wie een alternatief voor ivoor ontwikkelde, zou 10.000 dollar in goudstaven winnen. Dit vooruitzicht zette drukker en doe-het-zelver John Wesley Hyatt ertoe aan om allerlei mogelijkheden uit te testen. Hyatt ontwikkelde en substantie van cellulose uit katoenplanten, dat ‘celluloid’ werd gedoopt. Celluloid bleek ongeschikt voor biljartballen, de beloning liep hij dan ook mis. Het materiaal bleek echter perfect voor een heleboel andere producten, waaronder kammen, handspiegels, de stelen van tandenborstels en filmrollen.

Ook Henry Ford stoeide met de mogelijkheden van bioplastic en riep en belangrijk onderzoeks- en ontwikkelingsprogramma in het leven om auto-onderdelen van sojabonen te maken. In 1941 lanceerde Ford zijn auto van ‘soja-plastic’, maar hij kon niet op tegen de spotgoedkope fossiele brandstoffen en de allesbepalende rol van de Tweede Wereldoorlog. Celluloid was niet alleen het eerste bioplastic, maar leidde ook tot de uitvinding van bakeliet, de van aardolie gemaakte kunststof van Leo Baekeland, de eerste in zijn soort. In een tijd dat de petrochemische industrie opkwam, in de eerste helft van de twintigste eeuw, vormde bakeliet het startsein voor en stortvloed aan producten van petro-polymeren. Ineens kon men producten in allerlei vormen en maten maken. Lichtgewicht producten die lang meegingen en de productie was nog goedkoop ook.

Zoals met zoveel alternatieven voor fossiele brandstoffen gebeurde, werd bioplastic buitenspel gezet. Pas tijdens de oliecrisis in de jaren zeventig bloeide de aandacht weer een beetje op. De opkomst van groene chemie in de jaren negentig en de stijgende olieprijzen luidden een serieuze start in van de productie van bioplastic voor commercieel gebruik. Vandaag de dag is een heel scala aan bio-plastics (met verschillende recepten, eigenschappen en toepassingen) in productie of in ontwikkeling. De meeste worden gebruikt in verpakkingsmateriaal, maar langzaam maar zeker worden ze steeds meer toegepast in allerlei producten, van textiel en geneesmiddelen tot elektronica. ‘Biobased’ plastics bestaan ten minste voor en deel uit biomassa. Maar deze plasticsoorten zijn niet allemaal biologisch afbreekbaar. Boodschappentassen van polyetheen (PE) uit suikerriet of maiszetmeel kunnen bijvoorbeeld niet in de natuur worden afgebroken. Het onder meer in wegwerpbekers toegepaste polymelkzuur (PLA) en polyhydroxyalkanoaat (PHA), dat ook in draad voor hechtingen wordt gebruikt, zijn beide biobased en onder de juiste omstandigheden biologisch afbreekbaar. PLA breekt alleen af bij hoge temperaturen, niet in de oceaan of in de compostbak thuis. Het onderzoek naar bioplastics zoekt continu de grenzen op van mogelijke grondstoffen en nieuwe formules en toepassingen. Essentieel is dat we de juiste, duurzame grondstoffen vinden en de inzet van petrochemische producten in de landbouw (van afdekmateriaal tot pesticiden) vermijden.

In tegenstelling tot op aardolie gebaseerde plastics, kunnen bioplastics broeikasgasemissies verminderen en een opslagplaats voor koolstof zijn. Dat is met name het geval bij de toepassing van biomassa-reststromen van bijvoorbeeld de productie van papierpulp en biobrandstoffen. Met het oog op en maximale klimaatwinst moet wel de gehele levenscyclus van het betreffende bioplastic worden meegenomen, van het telen van grondstoffen tot en met de afdankfase. Bioplastic reduceert niet alleen de uitstoot van broeikasgassen, maar bezit ook andere voordelen die petroplastic niet heeft. Sommige bioplastics hebben technische voordelen, zoals ideale thermische eigenschappen voor 3D-printen. Bioplastics die op lage temperaturen afbreken, kunnen helpen het probleem van de wereldwijde plasticsoep in rivieren en oceanen aan te pakken. Op dit moment komt een derde van al ons plastic in het milieu terecht, terwijl slechts 5 procent succesvol wordt gerecycled. Als de huidige trend zich voortzet, zal er in 2050 meer plastic in de zee zijn dan vis.

Het grootste probleem van bioplastic is vermoedelijk dat het geen gewoon plastic is. Om het te composteren, moet je het scheiden van ander plastic, en slechts een beperkt aantal soorten is afbreekbaar in de compostbak. Bioplastics moeten op hoge temperaturen of door middel van speciale chemische recycling methoden worden afgebroken. Als bioplastic en fossiel plastic samen worden gerecycled, raakt het recyclaat vervuild en wordt het onstabiel, broos en onbruikbaar. Als bioplastic niet goed aan de bron wordt gescheiden en verwerkt, kan het in de meeste gemeentelijke afvalstromen nergens heen, behalve naar de stortplaats of de afvaloven.

Toch is een snelle overgang mogelijk: DuPont, Cargill, Dow, Mitsui en BASF investeren in biobased polymeren, omdat ze zo over een krachtige basis denken te beschikken voor verdere expansie. Bioplastic is een vervangingstechnologie, er wordt een product gemaakt dat de plaats van bestaand materiaal kan innemen. Met deze alternatieve plastics kunnen deze gevestigde bedrijven direct profiteren van de wereldwijde vraag naar plastic. De grootste uitdaging die bioplastic moet trotseren, is de fossiele kunststofindustrie. De lage olieprijzen en het gebrek aan schaalvoordeel maken het lastig om je met bioplastic buiten de huidige nichemarkten te begeven. Petroplastic geniet het voordeel van een centrale productie, dankzij een infrastructuur van leidingnetten en tankers. Om die voorsprong teniet te doen, moet de afstand tussen de plaats waar grondstoffen en bioplastic gemaakt worden, klein zijn. Overheidsbeleid dat de voorkeur geeft aan bioplastic en verboden op bepaalde petroplastic-toepassingen kunnen de groei van biopolymeren eveneens stimuleren en de transformatie van de kunststofindustrie helpen bespoedigen.

Impact

Volgens onze prognose zal de kunststofproductie van 311 miljoen ton in 2014 groeien naar ten minste 792 miljoen ton in 2050. Dit is een conservatieve schatting; sommige bronnen suggereren en groei tot 1 miljard ton, als de huidige trend doorzet. Maar wij voorzien een explosieve groei van bioplastics, die in 2050 49% van de markt in zullen nemen en zo een CO2-reductie van 4,3 gigaton realiseren. Deze ontwikkeling zou nog spectaculairder kunnen zijn, maar een beperkende factor is de hoeveelheid biomassa die beschikbaar is, zonder dat daarvoor extra teeltareaal gecreëerd wordt. In dit scenario bedragen de kosten om bioplastic te produceren 19 miljard dollar over een periode van dertig jaar. Op dit moment hebben bioplasticproducenten weliswaar nog last van de relatief hoge prijs van hun producten, maar de kosten dalen snel.

Back To Top
Feedback
Feedback
Suggesties? Laat het ons weten!
Volgende
Laat je e-mailadres achter. (niet verplicht)
Terug
Verzend
Dank voor je feedback!