Organisch afval kan heel goed dienen als basis voor de productie van biobrandstof of als grondstof voor de chemische industrie. Bovendien kunnen bedrijven die grote reststromen organisch afval produceren een stuk duurzamer werken. Op zoek naar de mogelijkheid alcohol te produceren uit organisch afval ontdekte milieutechnologe Kirsten Steinbusch dat vetzuren veel makkelijker gevormd kunnen worden en als goede basis kunnen dienen voor biobrandstof en –chemicaliën. Zij promoveert vrijdag 19 maart aan Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR. Op een van de stappen in dit proces heeft de universiteit patent aangevraagd.
Biobrandstoffen en -chemicaliën verminderen de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en beperkt bovendien de toename van CO2 in de atmosfeer. De voorwaarde hiervoor is dat duurzame grondstoffen worden gebruikt en moet het productieproces bovendien energie-efficiënt zijn. Steinbusch heeft daarbij gekeken naar een technologie om stedelijk organisch afval, zoals afvalstromen uit het groenbeheer of het groente-, fruit- en tuinafval (GFT) uit de huishoudens, daarvoor te gebruiken. Maar ook de grote reststromen organisch afval van agrarische bedrijven, zoals schillenen loof, en de resten uit de voedingsmiddelenindustrie zijn belangrijke bronnen. Het inzetten van al die omvangrijke afvalstromen voor de productie van biobrandstof of chemicaliën is veel hoogwaardiger dan het verbranden ervan, zoals nu vaak gebeurd, of het gebruiken voor de productie van methaangas. Dat is ook veel lonender en daarom aantrekkelijk voor deze bedrijven die hun bedrijfsprocessen zo aanzienlijk duurzamer kunnen inrichten, meent Steinbusch.
Patent
Organisch afval is een complexe grondstof met een gevarieerde samenstelling en een hoog vochtgehalte. In haar proefschrift stelt Steinbusch dat deze complexe grondstof in twee processtappen is om te zetten naar basisstoffen die gebruikt kunnen worden voor de productie van biobrandstoffen of biochemicaliën, zonder verlies van de oorspronkelijke energetische waarde. In de eerste – reeds bekende – stap breken bacteriën in een zuurstofloze (anaërobe) omgeving het afval af naar azijnzuur. De promovenda ontwikkelde zelf de tweede, nog onbekende fermentatiestap om azijnzuur om te zetten naar gereduceerde verbindingen met een hoge energiedichtheid. Zij onderzocht drie reductiemechanismen en vond uit dat het mechanisme waarbij de bacteriën de vluchtige vetzuren met toevoeging van waterstof en ethanol kunnen samenvoegen tot langere vetzuren, zoals capron- en caprylzuur, het beste werkt. Capron- en caprylzuur kunnen dan vervolgens in biobrandstof of biochemicaliën, zoals verf en weekmakers, worden omgezet. Op het door haar ontwikkelde procédé voor deze tweede processtap heeft de universiteit patent aangevraagd, een aanvraag die Steinbusch inmiddels heeft overgenomen.
Kirsten Steinbusch meent dat de methode om organisch afval te gebruiken voor de productie van biobrandstof veruit de voorkeur verdient boven de productie van alcohol uit suikers. Het product capronzuur heeft een hogere energetische dichtheid, is makkelijker te scheiden en de grondstof is goedkoop. Bovendien maakt dit type productie geen aanspraak op kostbare landbouwgrond waardoor biobrandstof uit organisch afval niet concurreert met de productie van voedsel.
Overigens meent zij dat het nog wel acht tot tien jaar duurt voor de methode commercieel toepasbaar is. Die tijd is volgens haar nodig om allerlei, nu nog vaak onbekende bottlenecks op te lossen en grootschalige praktijkproeven te nemen.