Je leest:

Nog even geduld voor biodiesel uit algen

Nog even geduld voor biodiesel uit algen

Auteur: | 13 augustus 2010

Is het nu echt zo’n gek idee om biobrandstof uit algen te kweken? Ondanks enkele negatieve geluiden hebben René Wijffels en Maria Barbosa van Wageningen UR (WUR) reden genoeg om te geloven dat het best gaat lukken. In het vooraanstaande blad Science beargumenteren ze waarom.

Een paar jaar terug was het zo ín. Bedrijfjes die biobrandstof uit algen gingen kweken. Het idee spreekt in zijn elegantie dan ook tot de verbeelding: algen groeien op eindeloos voorradig zonlicht en mest. Daarvan maak je oliën, en uiteindelijk goedkope biobrandstoffen. Klimaatvrij natuurlijk, want algen plukken zelf CO2 uit de lucht. Grootste pluspunt is dat algen in principe beter zijn dan andere biobrandstofbronnen, zoals koolzaad of maïs. Terwijl maïs groeit op grond waar je ook voedsel had kunnen verbouwen, doen de algen dat niet. Die kun je overal kweken waar je water kunt rondpompen.

Niet het regenwoud of de bossen van Canada, maar algen produceren het gros van de zuurstof die wij inademen. En daarbij halen ze ook nog eens CO2 uit de lucht. Hier een foto van algenbloei voor de kust van Nieuw-Zeeland. In het voorjaar, wanneer de zon feller schijnt en voedingsstoffen naar ondiep water wellen, groeien de algen explosief. Deze twee foto’s zijn krap twee weken na elkaar genomen.
NASA

Toch hebben de algenbedrijven tot dusver weinig succes om biobrandstaf op massale schaal te produceren. Zijn algen dan toch niet zo geschikt als biobrandstof?

Integendeel, zegt een optimistische René Wijffels aan de telefoon. Wijffels is hoogleraar bioprocestechnologie aan Wageningen Universiteit (WUR). “Die opstartende bedrijfjes van enkele jaren terug beloofden gouden bergen. Maar je kunt niet zomaar een bedrijf beginnen en zeggen: over twee jaar vliegen we op algen. Je moet je juist realiseren dat zo’n ontwikkeling heel lang gaat duren en veel geld gaat kosten. Algen en biodiesel staan nog in de kinderschoenen.”

Volgens Wijffels duurt het nog zo’n tien tot vijftien jaar voordat je brandstof én winst uit algen begint te slaan. Dat schrijven hij en zijn collega Maria Barbosa in het toptijdschrift Science. Samen met Barbosa onderzoekt Wijffels aan de WUR aan welke voorwaarden algenkweek voor biobrandstof moet voldoen. Daarvoor bouwen ze met investeringen uit het bedrijfsleven en de overheid het centrum AlgaePARC, met speciale algenreactoren waarin ze proeven doen. Het idee is dat de investerende bedrijven daar uiteindelijk de vruchten van plukken en biodiesel uit algen commercialiseren.

Een computerafbeelding van testopstelling bij AlgaePARC in Wageningen, het project dat Maria Barbosa leidt. Eind dit jaar beginnen de eerste proeven.
Science, Wageningen UR

Hoe goed moeten de algen zijn om te concurreren met gewone brandstoffen? Wijffels en Barbosa geven een rekenvoorbeeld. Stel dat heel Europa op biodiesel moet rijden en vliegen. Als je die brandstof puur uit algen wil halen, moet je een oppervlak zo groot als Portugal inrichten met algenkwekerijen. Addertje onder het gras is dat de algen dan per hectare maar liefst 40.000 liter biodiesel moeten produceren – iets wat nu nog niet gebeurt.

Ondanks dat bovenstaande schets nog geen realiteit is, achten Wijffels en Barbosa het wel haalbaar. Als inspiratie noemen de Wageningse auteurs de productie van penicilline: de schimmels die vandaag de dag penicilline maken zijn er letterlijk 5000 keer beter in dan 50 jaar terug. Het is een kwestie van tijd en obstakels nemen.

Daar gaat al het water voor biobrandstoffen uit akkerplanten: de helft komt niet aan en opnieuw sproeien vereist nieuw water. Beter om eencellige planten onder te dompelen in een gesloten watersysteem – precies de belofte van biodiesel uit algen.

Bij algendiesel zijn de belangrijkste obstakels de hoge kosten bij het scheiden van algen en olie, lage opbrengst, dosering van zonlicht en voedingsstoffen, en waterverspilling. Sommige hindernissen, zoals waterverspilling, worden nu al aangepakt en lijken niet onoverkomelijk. Bedrijven en onderzoekers testen nieuwe manieren om water rond te pompen en schoon te houden.

Omdat algen eencellige planten zijn die je met miljoenen tegelijk volledig kunt onderdompelen, zijn ze zuinig met water. Laboratoriumproeven wijzen erop dat het technisch mogelijk is om per kilo biodiesel slechts anderhalve liter zoet water te verbruiken. Dat is vele malen zuiniger dan andere biobrandstofbronnen. Neem biodiesel uit koolzaad: een liter daarvan kost zo’n tienduizend liter water.

Ook de dosering van zonlicht valt prima op de wens van algen aan te passen, denkt Wijffels. In plaats van de algen in een vijver in de volle zon te plaatsen, kun je ze bijvoorbeeld ook verticaal stapelen in panelen. Die panelen kunnen dan draaien en de inval van zonlicht bepalen. Dit gebeurt nu al in verschillende testfaciliteiten, en ook in AlgaePARC zullen Barbosa en Wijffels verschillende opstellingen uitproberen.

Lastiger is de alg zelf. Niemand weet welke algensoort het best werkt in een biobrandstofreactor. De ideale alg is in ieder geval nog niet gevonden: dat is er een die de basisoliën voor biodiesel zelf afscheidt, efficiënt omgaat met zonlicht, een goede weerstand tegen ziektes heeft, en zonder al te veel moeite voldoende biodiesel aflevert.

Hoe algen precies in elkaar steken is een groot mysterie. Wel weten we dat ze er mooi uitzien.
Wikimedia Commons

Op zich is voor elk van deze eigenschappen wel een algensoort te vinden, maar een soort waarin ze allemaal gecombineerd zijn laat nog op zich wachten. Waarschijnlijk zal die soort nooit op het toneel verschijnen. Maar, zo schrijven Wijffels en Barbosa, het is natuurlijk wel mogelijk om eigenschappen van verschillende algensoorten te combineren door met hun DNA te knutselen. Dat knutselen heet synthetische biologie, een stap waar het bedrijf ExxonMobil samen met genoomgoeroe Craig J. Venter al aan is begonnen.

Een andere kwestie is geld; wat de algen per kilo opleveren aan winst. De energie die je in een algenkweek stopt zal nooit honderd procent omzetbaar zijn in brandstof, aldus de wetenschappers. De reden is simpel: algen gebruiken ook energie en grondstoffen om te groeien en bestaan nu eenmaal niet voor honderd procent uit olie voor biodiesel, maar ook uit eiwitten en suikers. Als je die gewoon weggooit zal biodiesel duur blijven – een hectare algenkweek levert dan gewoon te weinig geld op. Beter is het om de eiwitten en suikers eveneens te verkopen. Je kunt het bijvoorbeeld in voeding verwerken, zeggen Wijffels en Barbosa, iets wat nu al op kleine schaal gebeurt.

Het zal wel even duren voordat al deze obstakels worden overwonnen – zo’n tien à vijftien jaar dus. Belangrijk voor bedrijven is volgens Wijffels het besef dat je tot die tijd bezig bent met algen waar meer energie in dan uitgaat. “Zo is het altijd met zulke projecten. De eerste algenreactor is duurder dan de tiende, en dat is heel normaal. Alleen startende bedrijven die zich daar bewust van zijn, zichzelf een spiegel blijven voorhouden, komen op lange termijn vooruit.”

Bronnen

R.H. Wijffels en M.J. Barbosa. An Outlook on Microalgal Biofuels. Science, 13 augustus 2010.

Lees ook

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 augustus 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.