Kweken van planten
in water
Een agrarische
energie-industrie?
Groen scenario
Er zijn verschillende Eucalyptus
soorten die voor energielandbouw in
aanmerking kunnen komen...
den omgehakt, dan zou dat nog niet
genoeg zijn om onze energiebehoef
ten te dekken. Zou het mogelijk zijn
een echte energetische landbouw te
ontwikkelen op bouwgrond?
In Frankrijk wordt de zonnestraling
die in één jaar op één hectare valt
geschat op een equivalent van 1.000
ton o.e. Een éénjarige plant met hoge
produktiviteit, zoals maïs, vangt
jaarlijks 0,6% van die energie op (in
de maand augustus 2,5%), dat wil
zeggen een netto-energie-opbrengst
van 5 ton o.e. per hectare.
In streken waar het warm is doen
sommige planten het nog beter. Van
de zwarte gierst, de zonnebloem, het
suikerriet en verscheidene andere
savanneplanten, is een jaarlijkse op
brengst van 12 ton o.e. per hectare
mogelijk, als er tenminste genoeg
water beschikbaar is, want planten
hebben 300 tot 600 liter water nodig
om één kilo droge biomassa te pro
duceren. De energieleverende plant
bij uitstek is die welke meermalen
per jaar kan worden afgesneden en
daarbij een stronk achterlaat die on
middellijk weer nieuwe loten gaat
vormen. Suikerriet beantwoordt
enigszins aan dit ideaal, maar er zijn
planten die nog meer mogelijkheden
bieden, zoals Euphorbia tirucalli of
Euphorbia lathyris (kruisbladige
wolfsmelk), planten waarvan het sap
latex bevat op basis van isopreen,
een koolwaterstofverbinding die de
basis vormt van natuurlijke rubber.
Door verbinding met waterstof zou
deze koolwaterstofverbinding auto
brandstof kunnen opleveren. Dit is
het stokpaardje van een groot ge
leerde op het gebied van planten:
Meivin Calvin, van de Universiteit
van Californië (Nobelprijs 1961,
omdat hij de fotosynthese van het
bladgroen heeft weten te verklaren).
Calvin stelt dat zijn Euphorbia's op
tamelijk schrale grond kunnen
groeien en dat een grondoppervlak
zo groot als de Amerikaanse staat
Arizona genoeg benzine zou kunnen
leveren voor alle Amerikaanse au
to's. Volgens anderen is dit te opti
mistisch gezien. Zij verwachten geen
grote opbrengst in de vorm van ben
zine, hoogstens 2 ton per hectare.
Verstandiger zou het volgens hen
zijn in de Euphorbia's een bron van
chemische grondstoffen te zien en
niet een soort natuurlijke raffinade
rij.
Brazilië zou wel eens het eerste land
ter wereld kunnen zijn, dat zich gaat
toeleggen op landbouw als energie
bron. Er bestaat een serieus projekt
voor de bouw van 131 fabrieken voor
de vervaardiging van ethyl-alkohol
door gisting van cassave (meel uit de
maniokwortel), suikerriet en kokos
noot. Wat niet gebruikt wordt als
brandstof gaat naar de petrochemi
sche industrie en er bestaan al plan
nen om ethyleen te gaan produceren
op basis van deze alkohol.
Warmte het hele jaar door, een hoge
vochtigheidsgraad, volop goedkope
mankracht: Brarilië is wel heel ge
schikt om een pioniersfunktie te ver
vullen op het gebied van de energie
levering door planten. Toch zal deze
alkohol duur zijn: 50 tot 75 cent per
liter, terwijl de kostprijs van super-
benzine (uit een raffinaderij ko
mend) uiteraard lager is en de kalo-
rische waarde ervan veel hoger ligt.
Omdat er niet veel landbouw-
grond beschikbaar is voor energeti
sche projekten, verdient het aanbe
veling te denken aan het kweken van
planten in water. De waterhyacint
zou een mogelijkheid zijn.
Aanvankelijk had deze plant een
slechte reputatie. Men sprak zelfs
van een ekologische ramp omdat
haar snelle groei de kanalen en me
ren in het zuiden van de Verenigde
Staten verstopte. Spoedig volgde
echter rehabilitatie. De waterhyacint
blijkt een soort spons te zijn, die vuil
opzuigt. Volgens de NASA, die erin
geinteresseerd is, zou deze plant per
jaar per hectare ruim honderd ton
droge stof kunnen opbrengen. De
500.000 hectares die in Louisiana
door de waterhyacint zijn overwoe
kerd, zouden 20 miljoen ton o.e. per
jaar opleveren.
Sommige microscopisch kleine algen
vermenigvuldigen zich wonderbaar
lijk snel en beloven een overvloed
aan eiwitrijk voedsel in de toekomst.
Zij kunnen zo sterk verdund in het
water waar ze in leven (één gram alg
op een liter water) voorkomen, dat
de winning zeer kostbaar wordt. Veel
meer belooft een reusachtige zee
wiersoort voor de kust van Califor
nië. De Macrocystis Pyrifera strekt
zijn smalle lintvormige bladeren
meer dan dertig meter lang naar de
zon uit. Circa 25.000 hectaren van dit
gewas in ondiepe zeegebieden, zou
den alle energie kunnen produceren
die een Amerikaanse stad van 50.000
inwoners nodig heeft. Deze in hoog
tempo voortwoekerende plant heeft
trouwens een "verblijfsverbod" in
Europa. Dit geldt ook voor de wa
terhyacint, voor het geval iemand het
plan zou opvatten deze in de zoete
wateren van Zuid-Europa uit te
planten.
"Verder dient opgemerkt te worden
dat deze biomassa, die bijzonder rijk
is aan water, zich leent tot fermenta
tie en dus voor de produktie van
methaan, dan voor direkt gebruik als
brandstof. Dit geldt ook voor micro
algen. De Nunaliella in de Dode Zee
zit boordevol glycerine. Een groen
wier, Botryococcus bevat tot 30%
zware parafïinekoolwaterstoffen.
Er zijn deskundigen die hebben
voorgesteld oliehoudende wiersoor
ten te kweken, waarvan de vetten
door bakteriën kunnen worden om
gezet in koolwaterstoffen.
Ook hierin moet men vooral poten
tiële grondstoffen voor de chemie
zien, waarvoor nog veel en langduri
ge research nodig is. Wel hebben de
blauwgroene wiersoorten geleid tot
een merkwaardige ontdekking. In
bepaalde omstandigheden moet hun
bladgroenvorming wijken voor de
vorming van waterstof in plaats van
glucose; waterstof is de eerste
"steen" van het chemische bouw
werk dat een plant eigenlijk is. En
waterstof is een zeer aantrekkelijke
vorm van energie.
Door planten toe te passen, kan
dus niet alleen een nieuw soort che
mie ontstaan, maar kan ook een
nieuwe bron van energie worden
ontwikkeld. Wij hebben gezien dat
deze energie uit planten in verschil
lende vormen aangeboden zou kun
nen worden:
als droge biomassa, te gebruiken
als direkte, vaste brandstof;
door omzetting in ethanol, of een
andere vloeibare brandstof;
door biologische of chemische
omzetting in methaangas.
Direkte verbranding is de meest
ekonomische weg. Voor de omzet
ting in vloeistof of in gas zal welis
waar energie verbruikt worden, maar
de produkten lenen zich tot velerlei
doeleinden, vooral voor voertuig-
motoren en voor huishoudelijk ge
bruik. Er zijn vele toepassingen mo
gelijk in de bio-energie, zoals de bij
gaande tabel aantoont.
J~Ioeveel gaat dit kosten? Onmo
gelijk hierop een antwoord te geven,
want ekonomische basisgegevens op
dit gebied ontbreken nog vrijwel ge
heel. De procédés waarmee men be
zig is staan nog in de kinderschoe
nen. Voor de "agro-industriële kom-
plexen" die voor deze produktie no
dig en denkbaar zouden zijn, bestaat
geen vergelijkingsmateriaal in onze
ekonomie van de 20e eeuw. Bepaal
de dingen kan men wel voorspellen,
bijvoorbeeld dat het grondstoffen-
vervoer groot zal zijn. Maar men
weet nog nauwelijks hoeveel man
kracht erbij nodig zal zijn en dat is
een heel belangrijke faktor. Welnu,
er zijn niet voldoende arbeidskrach
ten in de tropische gebieden van Af
rika en van sommige delen van
Zuid-Amerika waar een hoog biolo
gisch produktieniveau bestaat.
Daartegenover is er niet voldoende
bruikbare plantengroei in Zuid-
Oost-Azië. Europese arbeidskrach
ten zijn zeer duur.
Een ander onbekend element is de
vraag in hoeverre nieuwe energie
bronnen misschien ons maatschap
pelijk en ekoqomisch stelsel ingrij
pend zullen veranderen. Terwijl men
aardolie voor velerlei doeleinden
kan gebruiken, zal een bepaalde
nieuwe energievorm, om ekonomi
sche redenen, mogelijk slechts één
toepassing hebben. Het is bijvoor
beeld nauwelijks denkbaar aard
warmte voor iets anders te benutten
dan voor verwarming van vertrekken
en van serres, of windkracht voor iets
anders dan voor opwekking van
elektriciteit of voor omzetting in wa
terstof. De alkohol die uit biomassa
wordt getrokken kan niet anders ge
bruikt worden dan als brandstof of
als basisstof voor de chemie. Men
zou plantaardige brandstoffen daar
om beter kunnen beschouwen als
aanvulling op de energiesoorten die
niet opgeslagen kunnen worden,
zoals bijvoorbeeld aardwarmte en
zonnewarmte. Behalve wanneer
kernfusie een succes zal worden, is
het waarschijnlijk dat zonne-energie
op lange termijn de overhand zal
nemen. De biomassa zou dan ook
een belangrijke plaats kunnen krij
gen. Zonne-energie zal namelijk in
verschillende vormen voorkomen:
als warmte en als elektriciteit. Maar
alleen via de biomassa kan koolstof
gebruikt worden. Deze is onmisbaar
voor vloeibare grondstoffen en voor
de grondstoffen van de chemische
industrie.
De ekonomische problemen zullen
echter wel groot blijven. Op korte
termijn zullen alleen organische af
valstoffen een kans krijgen, omdat
hun kostprijs nihil is en omdat hun
toepassing als energiebron soms niet
meer kost dan de noodzakelijke af
valverwerking met behulp van de
gebruikelijke middelen. Zeker
bruikbaar zijn de afvalprodukten die
in grote hoeveelheden per soort be
schikbaar zijn, zoals huisvuil, resten
van de houtindustrie en uitgeperst
suikerriet. Minder zeker is wat er zal
gebeuren met verspreide afvalstof
Sommige zeewiersoorten worden nu
op experimenteel nivo gewonnen
voor de kust van het Caribisch gebied.
fen, stro en andere resten van land
bouwgewassen en van bosbouw. Ook
kreupelhout dat tot nu toe niet geëx
ploiteerd werd heeft nog geen zekere
bestemming, omdat het vergaren
kostbaar is en voor elke soort een
'eigen techniek vereist wordt. Aan dit
vergaren moet veel studie gewijd
worden.
Enig idee van de beschikbare hoe
veelheden afval krijgen we door een
Amerikaanse schatting: ongeveer
800 miljoen ton per jaar in de Ver
enigde Staten organisch afval in
allerlei soort, met inbegrip van huis
vuil. Na gedeeltelijke omzetting in
vloeibare brandstof en gas zouden
deze afvalstoffen 10 tot 12% van de
energie kunnen leveren die dat grote
land nodig heeft.
Nog ver in de toekomst en zeer on
zeker zijn de vooruitzichten voor
energieleverende plantera* Het is
noodzakelijk meer studie te wijden
aan de kennis van planten en hun
genetica. Watergebrek zou hier wel
eens een onoverkomelijke moeilijk
heid kunnen zijn. Is het mogelijk
planten te kweken die genoeg heb
ben aan 300 liter water per kilogram
biomassa? Dat is hoogst onzeker.
Maar misschien zal de mens de na
tuur overwinnen, niet door haar te
doen gehoorzamen, zoals Thomas
Bacon zei, maar door haar te imite
ren. Fundamentele research zou
mogelijk kunnen leiden tot kustma-
tige fotosynthese die glucose ople
vert, of zelfs waterstof door biopho-
tolyse van water, zonder een plant
hierbij in te schakelen. Deze metho
de zou aantrekkelijk zijn als het mo
gelijk wordt het water, dat nodig is
voor de fotosynthese, opnieuw in
omloop te brengen.
(uit Essobron, okt. 1979)
Hout, houtspaanders en kreupelhout kunnen als energiegrondstof dienst doen.
Uit mais afval kan een netto opbrengst van 5 ton o.e. per ha. worden verwacht.
11
