Houtskool en meubels
Waar Ghana het meest behoefte aan heeft is houtskool. Dat kan prima lokaal geproduceerd worden uit stammen, stengels en bladeren van bamboe. Het probleem is dat de grondstof bamboe is. Dat moet geteeld worden en heeft dus een prijs, zij het een lage prijs. Het kappen van een boom is nu illegaal in Ghana, maar het gebeurt nog steeds op grote schaal. Het mag dan illegaal zijn, maar hout van een illegaal gekapte boom, kost nu eenmaal helemaal niets. Daardoor is het heel lastig in Ghana om een markt voor bamboe-houtskool te ontwikkelen.
Een andere lokale toepassing is meubels. Daartoe zijn alleen de stammen geschikt. Meubels zijn een heel stuk gemakkelijker om te verkopen, want de concurrentie bestaat uit plastic meubels, die geïmporteerd moeten worden. Bij gebruik van de stammen blijven stengels en bladeren over, die tot houtskool verwekt kunnen worden.
In plaats van houtskool kan met de stammen, stengels en bladeren van bamboe ook direct elektriciteit worden opgewekt. Het nadeel van deze route is dat het nauwelijks winstgevend is. Door de opkomst van zonnepanelen en batterijen, is energie steeds goedkoper aan het worden. Dit is goed nieuws voor Afrika, maar slecht nieuws voor bamboe als energiebron.
SWB (Strand-Woven Bamboo)
Maar is er ook goed nieuws voor bamboe! Een bamboestam bevat strengen. Dit zijn vezels, die van onder naar boven lopen. Hennep, vlas en brandnetels hebben die ook. Deze vezels worden ook wel strengen genoemd, in het Engels: ‘strands’.
Door een bamboestam uiteen te rafelen en al die strengen naast elkaar te leggen en vervolgens met elkaar te verlijmen, ontstaat een composiet-materiaal met de naam SWB (Stand Woven Bamboo). Dat ziet eruit als een gewone houten balk of plank, maar heeft een veel grotere sterkte. SWB is zelfs sterker dan tropisch hardhout. Deze strekte wordt veroorzaakt door de stijfheid. Zou een een SWB‑balk doorbuigen, dan is de buitenbocht langer dan de binnenbocht. Maar dat kan niet, want de strengen kunnen niet uitrekken en zitten stevig aan elkaar vast. En omdat ze veel moeilijker kunnen doorbuigen, breken ze veel minder snel.
Biobased bouwen
SWB-balken zijn zo sterk, dat zij staal en beton kunnen vervangen in woningbouw. En dat is niet alleen mogelijk in laagbouw, maar ook in hoogbouw. Dit wordt aangeduid als ‘biobased bouwen’. Staal en beton veroorzaken wereldwijd enorm veel CO2 uitstoot en dat kan vermeden worden met biobased bouwen. Sinds kort stimuleert de Nederlandse regering actief deze benadering en een aantal hoogbouwprojecten zijn inmiddels van start gegaan. Momenteel wordt daar hout uit bomen voor gebruikt, maar SWB zou prima daarvoor in de plaats kunnen komen. Staal en beton lijken nu nog te goedkoop om vervangen te kunnen worden door deze biobased materialen. Zodra een prijs voor de CO2-uitstoot van deze grondstoffen wordt meegenomen, gaat dit beeld kantelen.
Groene kerosine
Net zoals in het geval van meubels blijven ook bij SWB de stengels en de bladeren over. Bij zeer grote hoeveelheden SWB blijven ook zeer grote hoeveelheden biomassa over. Op dat moment is het te overwegen om daar groene kerosine van te gaan produceren. Auto’s zullen overschakelen op elektrische aandrijving, maar voor vliegtuigen op intercontinentale vluchten is dat niet mogelijk. Voorlopig is groene kerosine nog aanzienlijk duurder dan fossiele, maar ook hier komt een kantelpunt in zicht. Een andere optie is groene methanol, dat een belangrijks basis grondstof voor de chemische industrie is. Wat deze twee groene producten vooral zo duur maakt, is dat er waterstof voor nodig is en daarnaast grote investeringen in de benodigde fabrieken.
Biochar
Wanneer biomassa verhit onder uitsluiting van lucht wordt verhit tot 300°C ontstaat houtskool. Dat heeft een harde, brosse structuur, maar T = 300°C dan zit er teer op het oppervlak. Door het proces iets anders in te richten wordt een temperatuur van 600°C bereikt, waardoor de teer verdampt. Dat is wat er in de carbonizer van Marc Moons gebeurt. Overigens is dit een variant op een veelgebruikt ontwerp.
Voor biochar bestaat een markt en dus levert het wat geld op. Bij omzetten van biomassa naar syngas blijven de plantvoedingsstoffen fosfaat, kalium, sulfaat, calcium, magnesium en de sporen-elementen achter in de verbrandingsrest. Het voedingselement nitraat (de N van NPK) ontleedt door de hoge temperatuur.
Het handigste is om te zorgen dat dit uit het proces tevoorschijn komt als biochar, en niet in de vorm van vliegas. Dit afvalproduct is namelijk onverkoopbaar. Omdat biochar die voedingsstoffen weer kan afgeven in de bodem, heeft het een zekere waarde als meststof. Verder heeft biochar een harde, brosse structuur, waardoor het onder de grond zowel lucht als water opslaan. Wortels hebben zuurstof nodig om in leven te kunnen blijven, en de plant, die bij deze wortels hoort, heeft water nodig om te groeien. Zonder water staat de groei stil.
Groene cokes
Wanneer biomassa omder uitsluiting van lucht wordt verhit tot 1.000°C, ontstaat eerst bij 300 tot 600°C ontstaat de hierboven beschreven eerst een brosse structuur, die zich vervolgens omzet in en keiharde vorm, die overigens nog steeds bros is. In het Engels heet dit ‘hard carbon’. Uitgaande van steenkolen komt hetzelfde brosse, maar keiharde materiaal tevoorschijn, dat bekend staat onder de naam cokes.
Transport
Van bamboestammen kunnen houtskool en meubels geproduceerd worden, die lokaal kunnen worden afgezet. Wellicht is SWB echter de meest aantrekkelijke toepassing. Een mogelijkheid is productie in Ghana is het tussenproduct van SWB, namelijk de uiteengerafelde vezels. Die zouden dan vervolgens in Nederland verlijmd worden tot SWB. Maar de Ghanezen zouden ook zelf SWB kunnen gaan produceren, want ook in Afrika zijn biobased woningen welkom. De kans is echter groot, dat zo’n Ghanese SWB-fabriek in Accra zal verrijzen. Door ontbreken van snelwegen en spoorlijnen is transport van volumineuze goederen van noord naar zuid relatief duur in Ghana. Omdat zowel lokaal gebruik als export van SWB toepassingen transport over honderden kilometers zullen vereisen, lijkt transport voorlopig de grootste hindernis te zijn op weg naar een succesvolle vermarkting.