Planten maken chemische grondstof

Onderzoekers van de Wageningen Universiteit en Researchcentrum hebben ontdekt hoe je aardappelplanten een grondstof voor de chemische industrie kunt laten produceren. Tot dusverre gebruikt de chemie hoofdzakelijk fossiele grondstoffen voor de productie van polymeren, plastics en nylon. Zet deze ontdekking de deur naar verduurzaming van de chemische industrie wijd open?

Fossiele grondstoffen zijn eindig en zowel bij productie als gebruik komt er veel CO2 vrij. Planten daarentegen leggen CO2 vast. Aardappelen in de chemie: het productieproces wordt CO2 neutraal en zelfs hernieuwbaar.

Omdat planten lang niet alle chemiegrondstoffen kunnen maken, hebben de onderzoekers zich gericht op een selectie van moleculen. Itaconzuur is een voorbeeld van een molecuul dat goed bruikbaar is als basisgrondstof voor de chemie. Het onderzoeksteam is er in geslaagd om aardappelen te ontwikkelen die dit molecuul kunnen produceren. Andries Koops, de leider van het onderzoeksteam, legt de selectie keuze van zijn team uit: Planten in de natuur maken verschillende organische zuren en aminozuren. Sommige wilde citroenen hebben zon hoge concentratie zuren, dat ze volslagen oneetbaar zijn. Dat geeft aan dat planten een enorme potentie hebben om sommige stoffen tot hoge concentraties op te hopen. Maar niet alle planten zijn geschikt voor de grootschalige productie van stoffen waar we voor de industrie naar op zoek zijn. Citroenen in boomgaarden telen en oogsten is voor dit doel gewoon te duur. Daarom zijn we op zoek gegaan naar grote gewassen zoals bieten, aardappelen en maïs, die al op grote schaal geproduceerd worden.

Op dit moment gebruikt de chemische industrie relatief kleine hoeveelheden itaconzuur, die in China wordt geproduceerd door schimmels. De productie is naar schatting tien duizend ton per jaar. De vraag naar itaconzuur en het productievolume zou enorm kunnen stijgen als de kosten van de productie dalen.  Nu wordt itaconzuur gemaakt door schimmels die leven op suiker, wat weer uit planten wordt gehaald. Doordat we itaconzuur direct door planten kunnen laten produceren, halen we er een stap tussen uit. Daarom is het aannemelijk dat de productiekosten zullen dalen, zegt Koops. Itaconzuur is een basisgrondstof. Het aantal eindtoepassingen is enorm en divers: van autos tot kleding en bouwmaterialen.

Groene Revolutie

Zorgt de groeiende afhankelijkheid van planten niet voor een tekort op de beschikbare landbouwgrond met als gevolg een mogelijk tekort aan grond voor de voedselproductie?

Koops: Ruimte is een beperkende factor, evenals het watergebruik. We zullen moeten proberen per vierkante meter land en per volume benodigd water de hoeveelheid opbrengst te maximaliseren. Op dit moment gebruiken we landbouwgrond nog niet efficiënt genoeg. Dertig procent van de landbouw opbrengst wereldwijd wordt momenteel door insecten opgevreten. Ik denk dat er een volgende groene revolutie moet komen, na de groene revolutie in de jaren zestig van de vorige eeuw die vooral in Azië plaatsvond. Dit zijn complexe processen, met zowel landbouw aspecten als sociale aspecten.

Is de ontdekking een springplank naar een duurzamere industrie?

Koops: We staan aan een heel pril begin, de kans dat het niks wordt en dat de ontdekking zes jaar op de plank blijft liggen is heel normaal in de wetenschap. Als wetenschappers moeten we het proces in gang zetten, net als ondernemers lopen we risico, dat een aanvankelijk veelbelovend concept mislukt. Vanuit de agro-processing hoek is er veel interesse naar de ontwikkeling, maar de chemie vindt het nog lastig. Het bewustzijn dat we naar een meer duurzamere samenleving moeten is er, maar de economische crisis lijkt ook de chemie zwaar te treffen. Ik kan me voorstellen dat die erg bezig met het overleven van vandaag en dat er aarzeling is ten aanzien van nieuwe projecten, waar investeringen nodig zijn. Als onderzoekers zijn we gedeeltelijk afhankelijk van investeringen uit de industrie. Maar ik blijf redelijk positief, er zijn signalen dat er interesse is. We moeten goed communiceren, uitleggen, partijen bij elkaar betrekken en goede resultaten laten zien.

Meer informatie: Lees meer over het onderzoek op de site van de WUR