Innovatieprogramma leidt tot kostenefficiënt biologisch alternatief voor aardolie
Interview Kirsten Steinbusch – CEO van Delft Advanced Biorenewables (DAB)
Veel van de producten die we dagelijks gebruiken, worden gemaakt met behulp van aardolie. Denk aan plastics, brandstoffen, medicijnen en kunstmest. Maar aardolie wordt steeds schaarser en bij het verbruik ervan komt veel CO2 vrij. Daarom werkt Delft Advanced Biorenewables (DAB) aan een alternatief: biosynthese. Een innovatieve technologie, FAST genaamd, maakt het mogelijk om oliedruppels te zuiveren die door micro-organismen zijn gemaakt uit suikers of biomassa. En dat versnelt en verduurzaamt het productieproces en halveert de productiekosten. Kirsten Steinbusch, CEO van DAB: ‘Met onze technologie willen we de maatschappij voorzien van biobased grondstoffen, zodat de fossiele niet meer nodig zijn.’
DAB start in 2014 als spin-out van de TU Delft en trekt tien jaar uit voor het onderzoek naar de unieke technologie. Als onderdeel daarvan ontwikkelt Kirsten in 2018 het project FASTer Biochemicals and Fuels, waarmee ze zich aansluit bij het innovatieprogramma Energie & Klimaat. Dit gezamenlijke programma van InnovationQuarter, Metropoolregio Rotterdam Den Haag, TNO en de provincie Zuid-Holland stimuleert duurzame innovatie door financiering, kennisdeling en het aanjagen van nieuwe samenwerkingen. Er wordt met name ingezet op het versterken van de regionale fieldlabinfrastructuur. Zo werd DAB gekoppeld aan het Delftse fieldlab Bioprocess Pilot Facility (BPF), dat een nieuwe lablocatie en testmogelijkheden ter beschikking stelt. Hiermee stuwt het innovatieprogramma het onderzoek van DAB verder vooruit.
Nieuwe scheidingsmethode
De FAST-technologie borduurt voort op het eeuwenoude proces van fermentatie: bacteriën, schimmels en gisten worden gebruikt om stoffen om te zetten, waardoor de smaak, geur, houdbaarheid of het uiterlijk verandert. Op die manier worden bijvoorbeeld yoghurt en bier gemaakt. ‘De micro-organismen zijn een soort mini-fabriekjes’, legt Kirsten uit. ‘Je stopt er suiker in en het organisme maakt er product x of y van.’ Maar om dat te kunnen doen, moet het product eerst worden gescheiden van het medium waarin het zich bevindt, bijvoorbeeld water. En dat scheiden maakt het fermentatieproces zo duur. Kirsten: ‘De huidige zuiveringsmethoden, zoals centrifugatie en destillatie, zijn heel energie-intensief en vragen hoge investeringskosten. Daar hebben we nu een alternatief op gevonden. Het unieke aan onze scheidingsmethode is dat hij ook werkt tijdens de productie, waardoor het proces continu kan blijven draaien.’
In de wetenschap is al een aantal jaar een methode bekend om micro-organismen zonder tussenstappen te scheiden van het medium, waardoor een doorlopend fermentatieproces ontstaat. Alleen bij olie wilde het vooralsnog niet lukken. Kirsten legt uit: ‘Je kunt wel olie produceren met micro-organismen, maar dan krijg je dat in een mayonaise-achtige emulsie. Om de oliedruppels daaruit te winnen moest je de emulsie centrifugeren of er chemicaliën aan toevoegen.’ De FAST-technologie maakt het mogelijk om de oliedruppels sneller en veel goedkoper te scheiden van de emulsie. En dat maakt de uitvinding behalve voor de wetenschap ook interessant voor de markt: de procesversnelling verhoogt de productie met zo’n dertig procent. En halveert daardoor de productiekosten.
CO2-neutraal produceren
Het innovatieprogramma Energie & Klimaat droeg bij aan de miljoeneninvestering die DAB ontving. Het laboratorium verhuisde van incubator YES!Delft naar de Biotech Campus Delft, gefaciliteerd door fieldlab BPF. Dit stelde DAB in staat om meer labtests te doen, waaronder een toepassing met algen. BPF hielp bovendien met het draaien van de pilots en de proof of concept, wat DAB een substantiële subsidie van de RVO opleverde. Kirsten: ‘Natuurlijk hebben we de financiële steun hard nodig, maar ik waardeer vooral de ruchtbaarheid die vanuit het programma wordt gegeven aan energie en klimaat. Dat doen ze heel goed door erover te praten, te schrijven en door fieldlabs en samenwerkingsprogramma’s in te richten.’
De subsidie, die voortvloeide uit de samenwerking tussen DAB en BPF, opent de deur naar een vervolgonderzoek. Hierin schaalt DAB de technologie op in samenwerking met Wageningen Food and Biobased Research. Kirsten: ‘Met de kennis en ervaring van Wageningen en dankzij onze huidige financiële ruimte kunnen we meerdere micro-organismen cultiveren. Dat stelt ons in staat om een nieuwe manier van bio-fabricage aan te tonen, een belangrijke stap in ons onderzoek.’
En daarmee een belangrijke stap naar het behalen van de klimaatdoelstelling om steeds CO2-neutraler te produceren. Kirsten: ‘Weinig Nederlanders zijn zich bewust van de sterke positie die ons land, en zeker Zuid-Holland met de Rotterdamse haven, inneemt op het gebied van chemie. Maar de klimaatdoelstellingen vragen om ingrijpende productieveranderingen in verschillende sectoren. We moeten ons voorbereiden op die transitie, zeker als we voorop willen blijven lopen. Biochemie is daar een heel mooi antwoord op: door natuurlijke processen na te bootsen in de fabriek maken we onszelf onafhankelijk van schaarse stoffen, zoals sinaasappelaroma, zijde en aardolie. De natuur heeft nog zó veel mogelijkheden.’
Meer weten?
Dit project wordt mede mogelijk gemaakt door het Innovatieprogramma Energie & Klimaat, een initiatief van Metropoolregio Rotterdam Den Haag, InnovationQuarter, TNO en de provincie Zuid-Holland. Energie & Klimaat is een regionaal programma om duurzame innovatie te stimuleren en realiseren. Neem voor meer informatie over het programma en samenwerkingen met fieldlabs contact op met: