Agrorock, agrolit, agromode

Het lijkt een artikel zoals er duizenden per jaar verschijnen; een technisch-wetenschappelijk artikel zoals wetenschapsmensen ze elk jaar moeten publiceren voor hun carrière. En toch zal dit artikel van Jean-Paul Lange (een Belgische ingenieur die werkt bij Shell in Amsterdam) de wereld waarschijnlijk meer veranderen dan tienduizend willekeurige andere artikelen samen. Het legt namelijk een mechanisme bloot dat het aanzien van de industrie radicaal zal veranderen. In vakkringen wordt al gesproken van een ‘nieuwe industriële logica’. Grote chemische industriecomplexen gaan verdwijnen, en er zal een nieuwe duurzame chemische industrie ontstaan verspreid op het platteland – met grote effecten op ruimtelijke ordening, spreiding van werkgelegenheid, verhouding tussen stad en platteland, en misschien nog ruimer op onze cultuur.

Het artikel heet onopvallend ‘Fuels and chemicals manufacturing, guidelines for understanding and minimizing the production costs’, verschenen in CatTech Vol.5, no.2, 2001, p.82-95. Het gaat technisch-wetenschappelijk na, wat uit de basiskenmerken van een chemisch proces voorspeld kan worden over investerings- en productiekosten. Tussen alle gelegde verbanden is er één dat verreikend is: de investeringskosten van een installatie nemen fors toe met de warmteoverdracht bij de betreffende reactie.

Zelfs voor vakgenoten zullen de consequenties van die constatering niet direct duidelijk zijn. Maar we leven in een tijd waarin de warmteoverdracht bij reacties dramatisch aan het dalen is. Dalende warmteoverdracht betekent minder investeringskosten, een kleinere fabriek. Chemische fabrieken zullen volgens de wet van Lange in de komende tientallen jaren dus veel kleiner gaan worden. Dat betekent de omkering van een lange trend.

De reden is de omschakeling van grondstof: van aardolie naar groene grondstoffen. Reacties in de petrochemie (op basis van aardolie) vinden vrijwel altijd plaats bij hoge temperatuur en druk. Door het sterke warmte-effect van de reacties ontkomen technici vrijwel nooit aan warmtewisseling. Deze blijkt forse investeringen te vragen, de eerste reden voor grote chemische fabrieken. Omdat energie duur is, bouwt men bovendien warmteleverende en warmtevragende processen zo dicht mogelijk bij elkaar: de al grote chemische fabrieken klonteren samen tot enorme petrochemische complexen. Maar in de nieuwe chemische fabriek worden reacties niet uitgevoerd onder hoge temperatuur en druk, maar onder milde omstandigheden: vaak in water, dus onder 100 oC.

De nieuwe chemie, propagandistisch wel groene chemie genoemd, maakt geen gebruik van organische (giftige) oplosmiddelen. Temperatuur en druk zijn laag, en dus ook het risico voor de omgeving. Er is bijna geen chemisch afval. De grondstof bestaat uit biomassa, vaak koolhydraten (suikers, zetmeel, cellulose) en in de toekomst ook eiwitten. Er wordt weinig energie gebruikt, er is dus een lage uitstoot van broeikasgassen. Allemaal plussen voor de duurzaamheidsscore.

Er zijn ook zakelijke voordelen. Stoffen worden vaak zuiverder verkregen. Medicijnen gemaakt met groene chemie hebben daardoor een langere ‘shelf life’, een aanzienlijk commercieel pluspunt. En de industrie moet zich gaan indekken tegen toekomstige aardolietekorten, zodat de mogelijkheid van omschakeling op biomassa als grondstof als geroepen komt.

Dat zijn allemaal fraaie voordelen voor de groene chemie, die er zonder meer gaat komen – goed voor economie én ecologie per slot van rekening. Maar revolutionair wordt deze ontwikkeling pas door de ontdekking van Lange. De nieuwe chemische fabriek zal kleiner en veel minder risicovol zijn en hoeft helemaal niet te worden gebouwd in de Rijnmond. Integendeel, het is misschien het meest voordelig hem te bouwen vlak bij zijn grondstofleverancier: de boer. De scheiding tussen industrie en landbouw zal dan gaan vervagen. Kleine chemische fabrieken zullen worden gebouwd bij boerderijen of dorpen, een decentralisatie van de chemische industrie.

De Wageningse hoogleraar Johan Sanders neemt de uitkomsten van Langes studie als ontwerpopgave. Hij wil processen ontwikkelen met een zo laag mogelijke warmteoverdracht, zodat ze op kleine schaal op het platteland kunnen worden uitgevoerd. Op deze manier heeft hij ideeën ontwikkeld voor een andere verwerking van de oogst van suikerbieten en gras. Hij wil deze gewassen direct na de oogst splitsen in componenten, bioraffinage.

Bioraffinage kan misschien al op heel kleine schaal. In Sanders’ eerste plan voor grasraffinage zou de grasoogst van tienduizenden hectares op één punt worden verzameld; het plan bleek niet haalbaar. In de laatste versie van het plan, onder de naam Grassa, gaat een mobiele installatie voor bioraffinage van gras in drie containers naar de boer toe, de ultieme decentralisatie. Grassa voorkomt daarmee het heentransport van tonnen water (gras bestaat voor 85% uit water) én het terugtransport van mineralen (mest). Bij Grassa worden de mineralen direct naar het land terug gevoerd.

Een op handen zijnde decentralisatie van de chemische industrie, een nieuwe industriële logica. Wij kunnen het ons bijna niet voorstellen. De Rijnmond weer leefbaar, Appelscha weer op de kaart. Zo’n decentralisatie versterkt de economische basis van het platteland. Het kleine chemische bedrijf brengt de boer, of anders wel zijn dorp, extra inkomsten. Steden blijven vast de centra van intellectuele bedrijvigheid, maar economische bedrijvigheid wordt gelijkmatiger verdeeld.

Misschien dat daaruit zelfs een nieuw agrarisch zelfbewustzijn zal ontstaan: agrorock, agroliteratuur, agromode. Cultuur die de technologie volgt, het zou niet de eerste keer zijn. En dat alles als consequentie van een technisch-ecomomisch artikel.