Die beestjes waar Jan Wery met enthousiasme over praat, zijn cyanobacteriën. Ze leven van licht, koolstofdioxide en in water opgeloste voedingsstoffen en zetten CO₂ om in waardevolle grondstoffen voor bijvoorbeeld bioplastics, verzorgingsproducten en zelfs brandstof. Grondstoffen die ook voor de chemische industrie heel interessant kunnen zijn en wat voor Photanol de reden was om recent als lid aan te sluiten bij de VNCI.

Wery werkt inmiddels drie jaar bij Photanol. “Met onze technologie kunnen we organische chemicaliën maken. Alles waar CHNOPS in zit (koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, fosfor en zwavel) kunnen wij in principe maken met onze cyanobacteriën. Direct uit CO₂. We halen de energie uit zonlicht, dit in tegenstelling tot veel andere chemische processen die dure energie in de vorm van aardgas of elektriciteit gebruiken. In ons proces komt er geen fossiele grondstof aan te pas. Onze grondstof CO₂ zit in de lucht, maar het kan ook uit schoorstenen komen of industrial offgas zijn (red. gas dat wordt geproduceerd als bijproduct van een industrieel proces of dat wordt afgegeven door een vervaardigd voorwerp of materiaal). Maar het kan bijvoorbeeld ook uit grote fermentaties komen, bijvoorbeeld brouwerijen waar veel CO₂ bij vrijkomt.”

CO₂-neutraal

Er zijn ook biobased methodes om op een duurzamere manier te produceren, maar volgens Wery heeft de Photanol-technologie een nóg lagere footprint. “Biobased is al een hele goede stap omdat er geen fossiele grondstoffen meer gebruikt worden. Producten maken door de suikers uit een suikerbiet te gebruiken, is op zichzelf een hele mooie route. In feite is dat ook een CO₂-neutraal proces, maar je hebt er nog steeds veel landbouwgrond voor nodig. Als je alle fossiele plastics morgen wilt vervangen voor biobased, dan kom je al snel tot de conclusie dat dat niet haalbaar is. Je hebt dan zoveel landbouwgrond nodig om volumes te kunnen draaien, dat is niet realistisch. Bovendien beland je dan in een fuel versus food-discussie, want landbouwgrond is ook nodig voor de voedselketen. Voor onze technologie hebben we ook land nodig, maar geen vruchtbare grond. Wij hebben alleen wat ruimte nodig om onze transparante buizen neer te leggen zodat er zoveel mogelijk zonlicht op komt die de bacteriën nodig hebben. We hoeven het land niet te bemesten en te bewateren en er zijn geen bestrijdingsmiddelen nodig.”

Het roept de vraag op waarom deze technologie niet allang op een grootschalige manier toegepast wordt. Wery: “Om een compleet nieuw productieproces te ontwikkelen dat niet gebaseerd is op fossiel, is tijd nodig. Tijd, geduld, doorzettingsvermogen en heel veel geld. Dat hoort nou eenmaal bij een startup met baanbrekende technologie. Het idee voor deze technologie is al in 2008 ontstaan. Er zijn genoeg goede ideeën, daar ontbreekt het niet aan in ons land. Maar zie het maar eens op te schalen en rendabel te krijgen. En dat jouw innovatie kleinschalig in het lab werkt, wil niet zeggen dat je geen problemen tegenkomt op grotere schaal. Waar wij bijvoorbeeld tegenaan liepen, was de hygiëne van de fotobioreactoren. In het lab konden we die makkelijk steriliseren, maar bij een grotere versie werd dat lastiger. In smerige buizen kunnen de bacteriën minder goed hun werk doen en de kans op infecties is groter.”

Over dat lange tijdspad zegt Wery ook: “Kijk bijvoorbeeld naar Avantium die nu bijna klaar is met de bouw van hun flagship fabriek. Daar zijn ook decennia aan vooraf gegaan. Je kunt niet verwachten dat dit soort processen van vandaag op morgen van idee naar commerciële schaal gaan. Dat is met de fossiele industrie ook niet zo geweest, daar is minstens een eeuw overheen gegaan om dat op de huidige efficiëntie niveaus te brengen. Voor een deel is het gebrek aan kennis dat mensen niet voldoende snappen dat we tijd nodig hebben, maar wij moeten ook laten zien en uitleggen welke stappen we zetten, tegen welke hobbels we aanlopen en hoe we die succesvol zullen aanpakken.”

Het goede van plastics

Die fossiele industrie ziet Wery ook niet meteen verdwijnen. “Dat roept iedereen wel, maar de biobased en CO₂- neutrale technieken zijn nog te kleinschalig om in een keer de fossiele productie te stoppen. Het gaat uiteindelijk wel gebeuren, maar we zullen echt nog een tijd afhankelijk zijn van fossiel. Er is een toenemende tendens om de fossiele chemiebedrijven als halve criminelen weg te zetten, maar mensen vergeten voor het gemak weleens dat de plastics ons ook veel goeds hebben gebracht. Dan heb ik niet over de boterhamzakjes en de voorverpakte komkommer, maar over de houdbaarheid van producten en medische toepassingen bijvoorbeeld. Dat blijft te vaak onderbelicht. Ik denk dat in essentie iedereen wel van fossiel af wil, als het niet om klimaatredenen is dan is het wel om strategische doeleinden. We zijn nu te afhankelijk van ‘verkeerde’ landen voor grondstoffen en dat is minstens zo belangrijk.”

Partners

Vanaf de oprichting heeft Photanol samenwerking gezocht met verschillende partijen. Zo werkt het bedrijf vanaf 2014 samen met fermentatie-expert Corbion. Zij produceren melkzuur uit biet- of rietsuiker, een grondstof die nodig is voor PLA (polymelkzuur dat wordt gebruikt voor biologisch afbreekbaar plastic). Photanol heeft zich onder meer gericht op de ontwikkeling van hernieuwbaar melkzuur dat rechtstreeks uit CO₂ wordt gemaakt.

In 2016 volgde een partnership met Nouryon met als doelstelling een circulaire oplossing te vinden voor glycolzuur, een belangrijk ingrediënt voor de cosmetica-industrie en voor polymeren. Beide samenwerkingsverbanden hebben geleid tot validatie voor de schaalbaarheid van de twee circulaire organische zuren en vormden de basis voor een proeffabriek, waarvan de eerste versie in 2020 in Delfzijl werd opgeleverd.

Een belangrijke samenwerking is er sinds 2020 ook met het Duitse familiebedrijf Renolit. Het gezamenlijke doel is de Photanol-technologie in te zetten voor toepassing van circulaire plastics in de medische sector. Onderzoek en ontwikkeling is hier gericht op de circulaire productie van kunststoffen (PP/PE).

Over Photanol

De technologie van Photanol is gebaseerd op een uitvinding van twee voormalig hoogleraren van de Universiteit van Amsterdam, Joost Teixeira de Mattos en Klaas Hellingwerf. Ze combineerden hun kennis over fermentatie en cyanobacteriën om het idee van celfabrieken te ontwikkelen.

De ambitie van Photanol is om de chemische industrie te veranderen door fossiele bronnen te vervangen door CO₂. Dat doet het bedrijf met cyanobacteriën, eencellige organismen die in staat zijn om organische chemicaliën te produceren. Deze circulaire chemicaliën zijn de bouwstenen die nodig zijn om producten als biologisch afbreekbaar plastic, gezondheids- en schoonheidsproducten en zelfs duurzame brandstof te creëren.

Photanol, door het World Economic Forum uitgeroepen tot technologiepionier, bevindt zich momenteel in de opschalingsfase. Het heeft een industriële pilot fabriek in Delfzijl. Hier is Photanol bezig met het optimaliseren van de procestechnologie en de balans tussen investering en rendement voor commerciële efficiëntie. Op het Science Park in Amsterdam is de R&D gevestigd. Hier worden met name verbeterde cyano-productiestammen ontwikkeld en getest. Het bedrijf biedt werkgelegenheid aan ongeveer 20 medewerkers.

Evenwichtige planeet

Petrochemie betekent dat er fossiele grondstoffen worden gewonnen en dat er meer koolstof in de vorm van CO₂ wordt uitgestoten dan wenselijk is. Dat leidt tot een disbalans in de koolstofcyclus. De missie van Photanol is om dat evenwicht te herstellen door middel van circulaire chemie met directe conversie van CO₂ naar een product.

Met de technologie van Photanol kunnen veel koolstofverbindingen gemaakt worden. Van monomeren die worden gebruikt voor verschillende kunststoffen, ingrediënten voor producten voor persoonlijke verzorging en wasmiddelen tot zelfs brandstoffen. In 2030 hoopt Photanol klaar te zijn voor een flagship plant.

Photanol is lid van de VNCI. Maak kennis met onze leden.