Artikel

    De noodzaak van een nieuwe kijk op grondstoffen en materialen

    Zonder chemie geen circulaire economie

    Door | 20 februari 2018

    De transitie naar een duurzame samenleving brengt een enorme materiaaluitdaging met zich mee. Binnen de circulaire economie ligt de focus op terugwinning, herstel, recycling, reparatie en hergebruik. De nadruk ligt op het anders managen van materialen, minder op de intrinsieke eigenschappen van de materialen zélf. Vaak wordt gesuggereerd dat fossiele grondstoffen zo veel mogelijk vervangen moeten worden door hernieuwbare, biologisch afbreekbare grondstoffen. Maar zo eenvoudig is het niet: volgens John Warner, mede-grondlegger van de twaalf principes van Green Chemistry, moet voor 65% van alle chemische producten en processen nog een duurzaam alternatief ontwikkeld worden. En dat vraagt om een nieuw perspectief.

     

     

    Door Elze van Hamelen

     

    Biomassa wordt vaak geprezen als bouwsteen voor circulair ­ondernemen. Mijn ervaring met het werken met bedrijven in de chemische sector vertelt mij dat het niet zo eenvoudig is. In het rapport Taking the European Chemistry Industry into the Circular Economy geeft de sector zelf aan dat biomassa slechts een deeloplossing kan zijn: voor toegang tot genoeg grondstoffen is een landoppervlak groter dan Roemenië nodig. Een alternatief is om niet-eetbare agrarische reststromen te gebruiken, maar deze kunnen vaak niet betrouwbaar aangeleverd worden. Daarnaast vereist de procestechnologie puurheid van stoffen – reststromen zijn per definitie vervuild. Opzuivering is vaak niet kosteneffectief. Raffinage van biomassa vereist significante investeringen in nieuwe technologieën. Aan biotechnologie hangt een prijskaartje en de gebruiker is meestal niet bereid voor premium te betalen. Daarom wil ik in dit artikel nauwkeuriger kijken naar materialen: wat zijn de duurzaamheidsuitdagingen van de huidige chemie en welke benaderingen helpen om binnen de grenzen van de aarde te leven?

     

    Risico = Kans x Effect

    Binnen de traditionele benadering van chemie is het uitgangspunt dat chemie en chemische processen een zeker risico inhouden. Veel materialen die in de natuur niet vanzelf gevormd worden, kunnen we alleen maken onder hoge druk en met hoge temperaturen. Bij het minimaliseren van risico ligt de nadruk op het beheersen van effecten, dus op het reduceren van de ‘kans’ door middel van management.

     

    ‘De plastic fles die je weggooide, heeft waarschijnlijk een grotere kans om de komende 500 jaar te overleven dan de volgende generaties van je familie’

    In reactie op grote ongevallen binnen de chemische industrie, heeft de sector sinds de jaren 80 sterk ingezet op risicobeheersing, veiligheidsmaatregelen en het minimaliseren van ­milieu-impact, onder andere via het wereldwijde initiatief Responsible Care. Op het gebied van veiligheid op de werkvloer, vervoer en emissies naar het milieu zijn de prestaties dan ook aanzienlijk verbeterd in de afgelopen ­decennia.

     

    Ophoping van chemicaliën

    Waar de sector grote stappen heeft gezet in het beheersen van acute gevaren, zien we tegelijkertijd dat materialen over hun ­levenscyclus niet adequaat worden gemanaged. Daardoor ­hopen chemische stoffen zich op in het milieu; bijvoorbeeld in de vorm van plastic eilanden in de oceaan, pesticiden en medicijnresten in het drinkwater, en teflonresten in ijsberen en Arctisch ijs.

    Van veel materialen kunnen we de levenscyclus niet eens overzien. We hebben al moeite met het stellen van doelen voor 2050, terwijl het – afhankelijk van het type plastic – 500 tot meer dan 1.000 jaar kan duren voordat het materiaal is afgebroken. De plastic fles die je weggooide, heeft waarschijnlijk een grotere kans om de komende 500 jaar te overleven dan de volgende generaties van je familie.

     

    Geen kennis over cocktails

    In de Detox-campagne (2004) nam het Wereld Natuur Fonds bloed af van 47 vrijwilligers, onder wie 39 Europarlementariërs. De monsters werden geanalyseerd op 101 ‘PBT’-stoffen: persistent, bioaccummulatief en toxisch. Deze stoffen breken niet af in het milieu, maar bouwen op in je lichaam en zijn giftig. Sommige van deze stoffen zijn al verbannen, andere komen nog steeds in huishoudproducten voor. 76 van de 101 chemicaliën werden teruggevonden in het bloed van de vrijwilligers.

    ‘Biomonitoring studies’ die testen op chemicaliën in ­huisstof, moedermelk en bloedmonsters geven vergelijkbare ­uitkomsten. Let wel: deze studies testen op veel voorkomende chemicaliën. Chemie waarvoor niet getest wordt, wordt niet aangetoond. Bij de voorregistratie van REACH – de Europese wet- en regel­geving voor chemie – werden 143.000 stoffen aangemeld. Daarvan wordt geschat dat er rond de 80.000 op de markt zijn. Veel van deze materialen zijn op zich niet slecht voor gezondheid en milieu, maar dit gaat slechts over de individuele effecten van stoffen. Er is weinig kennis over de effecten van het dagelijks blootgesteld zijn aan een lage dosis van een cocktail van ­chemicaliën.

     

    Eén groot experiment

    In het artikel Planetary boundaries: Guiding ­human development on a changing planet wordt chemische vervuiling dan ook aangemerkt als een van de gebieden die het functioneren van het planetair ecosysteem ondermijnen. De auteurs merken op dat we gezien de ‘data-gaps’ in feite één groot experiment uitvoeren. De problematiek is dermate complex dat het niet mogelijk was een grens te definiëren voor ­chemische vervuiling. Wel is het evident dat het voorzorgsprincipe niet adequaat wordt toegepast.

     

     

    Risico = Kans x Effect

    John Warner, mede-grondlegger van de twaalf principes van Green Chemistry, stelt een benadering voor waarbij de schadelijke effecten in de ontwerpfase van nieuwe moleculen geminimaliseerd worden. Vanuit een Biomimicry-invalshoek stelt Janine Benyus een ‘new recipe book for ­industrial chemistry’ voor. In de afweging tussen beheersbaarheid en intrinsieke eigenschappen zie je een radicale verschuiving: de nadruk ligt hierbij op het minimaliseren van het effect; een materiaal dat in zijn ontwerp al niet schadelijk is, hoeft niet gemanaged te worden.

    Wanneer de nadruk wordt gelegd op het verminderen van het ‘effect’, is er automatisch kennis nodig over wat dat betekent. Daarom is toxicologie een standaard en onmisbaar onderdeel binnen Green Chemistry. Wat is het effect als dit materiaal in het milieu terechtkomt? Wat is de impact over de gehele levens­cyclus? Breekt het af in goedaardige, niet-giftige componenten? Wat zijn de toxicologische eigenschappen?

     

    Ontwerpfouten

    Volgens Warner zijn de schadelijke eigenschappen van bestaande chemie geen kwade opzet, maar ontwerpfouten. Wanneer toxicologie en kennis over milieueffecten geen deel uitmaken van ontwerpcriteria, is het bijna onvermijdelijk dat er schadelijke stoffen ontwikkeld worden.

    Worden chemici in Nederland daar wel voor opgeleid? De ­traditionele chemicus synthetiseert op functionaliteit: het ­materiaal moet waterafstotend zijn, hoge temperaturen kunnen weerstaan, in een vorm gegoten kunnen worden, niet reageren onder UV-licht enzovoort. Er is toenemende aandacht voor het onderwerp duurzaamheid, maar voor zover ik weet is toxicologie geen verplicht vak binnen universitaire studies chemie. In het ­artikel ‘De chemicus van de toekomst’ (Chemie Magazine nr. 19) over de skills die nodig zijn in 2030, worden toxicologie en kennis van ­milieueffecten niet genoemd.

     

     

    De innovatie-uitdaging

    Warner stelt dat van alle chemische producten en processen:

    • 10 procent geen duurzaamheidsissues heeft;

    • voor 25 procent een beter alternatief beschikbaar is;

    • voor 65 procent nog een vervanging moet worden uitgevonden.

     

    Maar liefst 65 procent! Dat is een enorme innovatie-uitdaging! En er is een businesscase, want de vraag van consumenten naar biologische, ‘natuurlijke’ en/of chemievrije producten neemt gestaag toe. De nadruk ligt daarbij op producten in, op en om ons heen: voeding, cosmetica, zeep, verf, meubels et cetera. Vooral ouders van kleine kinderen zijn gevoelig voor de claim ‘chemievrij’, denk bijvoorbeeld aan plastic bekers zonder BPA, gifvrije textiel of aardbeien zonder pesticiden.

     

     

    Deeloplossingen en symptoomaanpak zorgen er regelmatig voor dat we de plank misslaan binnen duurzaamheid’

     

    Kosten

    De businesscase uit zich ook op een andere manier: in de afgelopen twaalf jaar is de wereldwijde wet- en regelgeving op het gebied van ‘Extended Producer Responsibility’ met een vijfvoud toegenomen. In feite is er sprake van een trend waarbij externe kosten worden teruggebracht naar bedrijven.

    De kosten voor het voldoen aan wet- en regelgeving om een nieuw materiaal op de markt te brengen, zijn voor sommige ­chemische bedrijven grofweg gelijk aan het R&D-budget. ­Materialen die vanwege hun intrinsieke eigenschappen niet schadelijk zijn, kunnen de overall cost en time-to-market dan ook drastisch reduceren. Voeg daaraan toe de besparingen met betrekking tot opslag, veiligheidstrainingen, transport, behandeling, afvalverwerking, aansprakelijkheid, reputatie en het aanwerven van jong talent. Duurzame chemie kan dus ook financieel heel aantrekkelijk zijn.

     

     

     

    Zoektocht

    Er is een toenemende vraag naar zogenaamde ‘Alternatives Assessments’ als GreenScreen® en Scivera, die op basis van bestaande wetenschappelijke literatuur en actuele zwarte lijsten stoffen vergelijken op een brede reeks ‘hazard endpoints’. Maar de zoektocht naar betere alternatieven is maar een deel van het antwoord. Wat zijn de materialen die nog uitgevonden moeten worden? Wat is de ontwerpbenadering voor deze materialen?

     

    Symptoomaanpak

    Deeloplossingen en symptoomaanpak zorgen er regelmatig voor dat we de plank misslaan binnen duurzaamheid (niet alleen binnen de chemie). Dat zien we ook in ‘Chemie maakt het ­verschil’, het transitieplan voor topsector ­chemie. Daarin worden oplossingen aan­gedragen over bijvoorbeeld ‘De auto van de ­toekomst’. Maar is het vervangen van indivi­duele auto’s wel een oplossing? Moeten we niet breder kijken, naar het hele vervoerssysteem? Als ik in de file rijd en zie hoe druk het is, dan ben ik telkens weer verbaasd over hoe ­inefficiënt het systeem functioneert. En daar zit de crux: het systeem.

    In de categorie ‘Resources, Raw Materials’ zien we iets vergelijkbaars. Bij ‘De verpakking van de toekomst’ wordt een plaatje getoond van een wegwerpbeker voor koffie en thee. Eenmalig drinken uit een wegwerpbeker is een postervoorbeeld van de consumptiemaatschappij, maar hebben wegwerpbekers überhaupt wel een plek in een duurzame samenleving?

     

    Blauwdruk

    Alleen een symptoomaanpak is onvoldoende, we hebben een systeembenadering nodig. En daarom spreekt de insteek van chemieconcern Dow me erg aan. Bij Dow worden alle duurzaamheidsactiviteiten opgesplitst in drie delen:

    1. Handprint: het effect van het product;
    2. Footprint: milieu- en sociale effecten van het product over de levenscyclus;
    3. Blueprint: de infrastructuur die nodig is voor verduurzaming.

     

    Door de drie perspectieven gezamenlijk toe te passen, wordt de kans aanzienlijk groter om tot integrale oplossingen te komen. Bijvoorbeeld: een zonnepaneel heeft een positieve handprint, maar de footprint kan een flink deel van deze positieve effecten opheffen. Wapens of sigaretten daarentegen, kunnen wellicht met een optimale footprint geproduceerd worden. Maar zijn ze op basis van hun handprint wel duurzaam te noemen?

     

    De manier waarop we nu grondstoffen onttrekken, producten fabriceren en ons organiseren, is structureel niet duurzaam. In de letterlijke zin dat de huidige situatie niet voort kan duren – oneindige groei in een gesloten systeem is alleen theoretisch mogelijk. In de echte wereld zien we dat we grenzen overschrijden door de effecten van klimaatverandering, achteruitgang van biodiversiteit en vruchtbaar land, grondstoffentekorten en vervuiling van water, lucht en aarde.

    Daarom is de laatste vraag het meest interessant: wat is de blauwdruk voor een samenleving die nog honderden of zelfs duizenden jaren kan blijven bestaan?

     

    Ex’Tax

    Een voorbeeld. In de haven van Rotterdam ligt een infrastructuur die klaar is voor opslag van CO2. Zonder een belasting op emissies kan hier niet kosteneffectief gebruik van worden gemaakt. Hoe stimuleert of remt ons belasting­systeem duurzame innovaties?

    Een paar jaar geleden werd door de grote accountantskantoren het effect van een Ex’Tax doorgerekend. Ex’Tax staat voor een verschuiving van het heffen van belasting op arbeid naar het heffen van belasting op consumptie. Met andere woorden: arbeid wordt goedkoop, consumeren duur. Ex’Tax gaat dus over het belasten van ‘onttrokken waarde’, in tegenstelling tot BTW (Belasting Toegevoegde Waarde). Het invoeren van Ex’Tax zou een enorme boost betekenen voor de werkgelegenheid. Circulaire producten die minder materiaal maar meer arbeid vereisen, worden ineens rendabel.

     

    Afvoeren versus recycling

    Nog een voorbeeld: een recyclebaar product heeft voornamelijk nut wanneer er ook een ­recyclesysteem is. Glas is alleen milieuvriendelijker wanneer het in de glasbak beland. De Europese PVC-sector heeft in het vrijwillige initiatief Vinylplus een systeem opgezet om PVC te recyclen. Binnen dit initiatief zijn ook zorgwekkende stabilisatoren zoals lood succesvol uitgefaseerd. Helaas zitten deze stoffen nog wel in de materialen die nu ter recycling worden aangeboden. Mag je deze reststroom dan gebruiken of niet?

    Binnen REACH moet over elk product dat op de Europese markt komt data worden aangeleverd (‘no data, no market’). Voor gecontamineerde stoffen die eerst als afval zijn geclassificeerd, ­levert dit zoveel problemen op dat het goedkoper en makkelijker is om het als afval te laten afvoeren.

    Wat is de blauwdruk voor duurzame chemie? De Principes voor Groene Chemie, Biomimicry en een systeemvisie waarin handprint, footprint en blueprint worden afgewogen, bieden aan­knopingspunten.

     

    Tot slot

    De vraag naar veilige chemie is vaak consumentgestuurd, terwijl het formuleren van nieuwe ­moleculen diep in de keten plaatsvindt. Chemici worden vaak niet betrokken bij productontwikkeling, maar aan veel duurzaamheidsuitdagingen ligt wél een materiaalvraag ten grondslag. Chemie staat aan de basis van bijna elke productketen. Als duurzaamheidsprofessionals zijn we het meest succesvol wanneer we een brug kunnen slaan tussen verschillende afdelingen en gespecialiseerde kennisgebieden. Als we de transitie echt willen versnellen, zullen we de chemische sector veel actiever moeten aan­sporen en betrekken. Chemici zijn tenslotte de enige mensen met de vaardigheden om nieuwe materialen te ontwerpen.

     

    Download het rapport ‘Taking the European Chemistry Industry into the Circular Economy’

    Lees meer over het initiatief ‘Responsible Care’

    Lees meer over de ‘Detox ­Campagne’ van WNF

    Lees meer over ‘REACH’

    Lees het artikel ‘Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet’

    Lees meer over John Warner

    Lees het artikel ‘De chemicus van de toekomst’

    Lees meer over ‘Ex’Tax’

    Lees meer over ‘VinylPlus’

    Bekijk de video ‘A Biomimicry Q&A with Janine Benyus’

    Reacties

    We hopen dat de discussies die plaatsvinden op TGTHR energiek en constructief zijn en aanzetten tot nadenken! Om een reactie te kunnen plaatsen moet je je inloggen of gratis registreren. Je eerste reactie moet door de redactie worden goedgekeurd. De hieropvolgende reacties worden automatisch geplaatst. De redactie houdt zich het recht voor te lange reacties in te korten. Reacties die overdreven commercieel, kleingeestig, beledigend of off-topic zijn, kunnen door de redactie worden verwijderd. Alle berichten worden eigendom van TGTHR.

    Magazine TGTHR

    Wil jij de nieuwsbrief ontvangen?

    Met onze nieuwsbrief ben je altijd op de hoogte van de laatste duurzame artikelen,
    whitepapers, events en interessante blogs! Schrijf je in voor de wekelijkse nieuwsbrief.

    Klik hier om je aan te melden
  • We willen allemaal duurzaam bezig zijn, maar óók blijven ondernemen. Daarom informeren wij je met zorgvuldig geselecteerde artikelen over duurzaam ondernemen. Hiermee willen wij je verbinden met ons netwerk én handvatten geven om een succes te maken van duurzaamheid binnen jouw organisatie.

  • Copyright 2018 | TGTHR, samen duurzaam ondernemen