Het Photanol-principe is in 2008 ontdekt door hoogleraren Klaas Hellingwerf en Joost Teixeira de Mattos van de Universiteit van Amsterdam. Bij het bestuderen van de cyanobacterie ontdekten zij dat deze, gecombineerd met het juiste DNA, allerlei chemicaliën uit zonlicht en CO2 kan produceren. Chemicaliën die momenteel nog van fossiele brandstoffen worden gemaakt, zoals ethanol voor benzine en moleculen voor plastics, verf, en geur- en smaakstoffen. Meer specifiek, een blauwe foodgrade kleurstof voor voedingsmiddelen.
‘De cyanobacterie is al 3,5 miljard jaar oud en heeft zich al die tijd gespecialiseerd in het zichzelf reproduceren uit CO2 en zon’, vertelt Photanol’s CEO Michiel Lensink. ‘Dat combineren wij met het DNA van planten en dieren die van nature heel goed zijn in het maken van bepaalde stoffen. Het verantwoordelijke stukje DNA stoppen we in de cyanobacterie. Het resultaat is een klein fabriekje dat virtueel elke stof kan produceren die in de natuur wordt gemaakt.’
Minder beslag op ruimte
De cyanobacterie is veel efficiënter dan planten als het gaat om fotosynthese en neemt dan ook veertig keer minder landoppervlak in beslag. Het geproduceerde volume is sterk afhankelijk van het eindproduct, variërend van 50 tot 100 ton/ha. Door het gesloten proces is er ook nog eens tienduizend keer minder water nodig. Bijzonder duurzaam dus. De cyanobacterie overtroeft bovendien de alg qua efficiëntie. Waar je algen moet vernielen om de opgeslagen nieuwe stof te kunnen onttrekken, scheiden cyanobacteriën de stoffen uit, een continu proces dus.
Die veelbelovende efficiëntie leverde Photanol in 2010 TERM-subsidie op van het toenmalige ministerie van Landbouw. Hiermee kon Photanol de stap maken van het lab naar een eerste pilot-plant. Freek Smedema was namens de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland betrokken bij de subsidieverstrekking. ‘We zochten projecten die bioraffinage inzetten voor iets anders dan energieproductie. Chemicaliën hebben vaak een hogere toegevoegde waarde dan energie. Revolutionair aan het Photanol-proces is dat het tussenstappen elimineert en het eindproduct rechtstreeks uitscheidt. Dat dit niet meer alleen in een lab, maar op grotere schaal kan, is een belangrijke eerste stap.’
Teelt in kassen
Photanol begon met het produceren van melkzuur, maar ontwikkelt inmiddels ook geur- en smaakstoffen. Lensink: ‘Normaal moeten daar bomen voor sneuvelen. Wij gebruiken bacteriën in combinatie met DNA. We willen zo hoogwaardig mogelijke eindproducten maken. Daardoor kunnen we de productie ook in Nederland houden, in plaats van uit te wijken naar het buitenland voor meer zonlicht. Veel Nederlandse kassen staan leeg, die met wat extra bijlichten prima geschikt zijn voor ons proces.’ Provincie Noord-Holland financiert mee uit het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO) om deze nieuwe landbouwkansen binnen de Metropoolregio Amsterdam te benutten.
Met AkzoNobel werkt Photanol samen aan de productie van azijnzuur als groene basis voor verf en coatings. Hiervoor krijgt Photanol subsidie via Topsector Energie TKI (Topconsortium voor Kennis en Innovatie) Biobased Economy. ‘Subsidies helpen om te experimenteren, risico’s af te dekken en processen te versnellen’, aldus Lensink. ‘Maar subsidies moeten niet je bestaansrecht zijn. Niet de technologie staat centraal, maar de markt. Anders heb je geen business case. We hanteren de huidige marktprijs als benchmark voor onze projecten. Ontwikkeling en commercialisering proberen we zoveel mogelijk parallel te laten lopen. Dat doen we door veel te praten met potentiële klanten en hun behoeftes mee te nemen in onze strategie. Dat zorgt ervoor dat we de technologie gericht ontwikkelen.’
Brede toepassing
Daarmee overwint Photanol een belangrijk struikelblok voor nieuwe ontwikkelingen, volgens Freek Smedema. ‘Het is vaak lastig voor universiteiten om die volgende stap van onderzoek naar business te maken. Aan de andere kant hebben bedrijven weer geen tijd om lang te onderzoeken en ontwikkelen. Daar zit een lastige kloof. Het Rijk kan wel subsidiëren, maar natuurlijk nooit voor 100 procent. Het is mooi dat het Photanol is gelukt om met een gesubsidieerde pilot een particuliere investeerder te trekken en een spin-off van de universiteit te worden. Dat brengt hen weer een stap dichter bij de markt.’
Photanol werkt ondertussen aan het perfectioneren van verschillende onderdelen van het proces. Lensink: ‘We willen de efficiëntie van de bacterie verder verbeteren. Dat doen we door verschillende paden in de stofwisseling af te sluiten, zodat meer energie terechtkomt bij het proces dat het beoogde stofje maakt. Het mooie van de techniek is die zo breed inzetbaar is. We kunnen praktisch elk molecuul van een plant of dier op deze manier produceren.’
Chemie drijft op olie en gas
Voordat het zover is, moet er nog wel een omslag plaatsvinden, aldus Lensink. ‘We lopen er nog steeds tegenaan dat de infrastructuur van de chemische industrie volledig gestoeld is op olie en gas. Iedereen zoekt naar alternatieven, maar veel staat nog in de kinderschoenen. Wij streven naar een complete systeemtransformatie. Iets dat zo baanbrekend is, is automatisch ook onzeker. In iedere doorontwikkeling passen we weer aan; iedere nieuwe reactor is net weer anders. We blijven leren van wat we doen. De uitdaging is om de snelheid vast te houden en te zorgen dat je de eerste bent. Als we slagen, veranderen we ook écht iets.’
Die verandering brengt een duurzame, biobased economy weer een stuk dichterbij. Dat is uiteindelijk de drijvende kracht achter het bedrijf, zegt Lensink. ‘Iedereen bij Photanol vindt het belangrijk om ergens aan te werken wat ertoe doet. De circulaire economie en het sluiten van de kringlopen is wat ons drijft. Op lange termijn zijn duurzame oplossingen de enige houdbare oplossingen. Wij ondernemen niet op duurzame wijze; duurzaamheid is de hart van ons bedrijf.’
