Hennep Biobrandstof: Een haalbaar alternatief voor fossiele brandstoffen?

Hennep- en cannabisvoorstanders denken vaak ten onrechte dat een simpele overstap van fossiele brandstoffen op biobrandstof uit hennep in één klap het ronduit angstaanjagende fossiele-brandstofprobleem in de wereld zou oplossen. Biobrandstoffen zijn bij lange na niet de planeetreddende oplossing die maar al te vaak als zodanig wordt voorgesteld, maar brengen als geheel hun eigen reeks problemen met zich mee die meer problemen veroorzaken dan ze oplossen.

Niets bestaat in isolement. Het is van vitaal belang te kijken naar het domino-effect dat het vervangen van fossiele brandstoffen door biobrandstoffen zou hebben op de planeet als geheel. Wanneer we hennep vergelijken met andere grondstoffen voor biobrandstoffen, zijn er echter enkele voordelen te zien.

Biodiesel en ethanol kunnen beide worden gemaakt van hennep

Er zijn twee soorten biobrandstof: biodiesel en ethanol. Ethanol wordt gemaakt van granen (maïs, gerst, tarwe, enz.) of suikerriet, maar kan ook worden gemaakt van de oneetbare delen van de meeste planten. Het wordt vaak gebruikt als biobrandstof, maar meestal gemengd met benzine.

Auto’s die ontworpen zijn om op benzine te rijden, kunnen slechts een toevoeging van 10% ethanol aan benzine verdragen; auto’s die op flexibele brandstoffen rijden, kunnen een ethanolmengsel tot 80% gebruiken. In Brazilië, waar grote hoeveelheden suikerriet worden geteeld voor biobrandstof, kunnen sommige auto’s op 100% ethanol rijden.

Biodiesel wordt gemaakt door raffinage van oliën en vetten van planten of dieren, meestal plantaardige olie, en vereist methanol.Gewone diesel wordt vaak gemengd met biodiesel in een verhouding van respectievelijk 4:1, maar mengsels kunnen variëren van 2% – 100% biodiesel. Een praktisch voordeel van biodiesel is dat elke dieselauto erop kan rijden.

Hennep, indien geteeld als grondstof voor biobrandstof, zou beide biobrandstoffen kunnen produceren. Hennepzaad bestaat voor 30-35% uit olie, wat een brandstofopbrengst geeft van ruwweg 780 liter per hectare (207 gallon per hectare). Dit is aanzienlijk minder dan palmolie en kokosolie, maar meer dan twee keer zoveel als koolzaad, pinda’s en zonnebloemen, en vier keer zoveel als sojabonen. Van de rest van de plant kan ethanol worden gemaakt door gisting bij een laag zuurstofgehalte.

Natuurlijke gevolgen van de productie van biobrandstof

De meest gebruikte grondstoffen voor biobrandstof zijn sojabonen en maïs (VS), suikerriet en suikerbieten (Zuid-Amerika), palmolie (Zuidoost- en Oost-Azië), en raapzaad (Europa). Al deze gewassen hebben aanzienlijke hoeveelheden vruchtbare grond nodig om te gedijen.

Grote delen van het regenwoud zijn vernietigd om ruimte te scheppen voor oliepalmen en ontbossing vindt plaats op een alarmerende en ongekende schaal in al deze gebieden. Hierdoor is de habitat van talrijke soorten, waarvan er vele (zoals de orang-oetan) reeds met uitsterven worden bedreigd, vernietigd.

Deze grondstoffen worden ook geteeld op akkerland dat gewoonlijk wordt gebruikt voor de teelt van gewassen voor menselijke consumptie, waardoor de prijzen van deze gewassen stijgen en buiten het bereik van de armen komen. Bovendien vindt er zogeheten ‘secundaire ontbossing’ plaats, omdat er meer land nodig is om gewassen voor voedsel te verbouwen.

De doelstellingen voor biobrandstoffen die door verschillende regeringen over de hele wereld zijn vastgesteld, doen wellicht meer kwaad dan goed, zowel wat klimaatverandering als voedselvoorziening betreft. Het zijn de ontwikkelingslanden die het hardst door deze problemen worden getroffen en niet de welvarende.

Welke voordelen heeft hennep als grondstof voor biobrandstof?

Hennep heeft het voordeel dat het op minder vruchtbare grond kan groeien, en zijn vermogen om te groeien op wat wordt aangeduid als ‘marginaal land’ wordt door velen hoog geprezen. Marginaal land” is in wezen een economische term, waarmee een stuk land wordt aangeduid waarvan de exploitatie meer kost dan het oplevert. Het kan gaan om land met een slechte bodemkwaliteit, verontreiniging door vroegere industriële activiteiten of land met bijzonder moeilijke terreingesteldheid voor de landbouw, zoals steile berghellingen.

In reële termen levert het echter het meeste zaad op wanneer het wordt geteeld op vruchtbare grond onder optimale omstandigheden. Mocht het gebruik ervan als grondstof voor biobrandstoffen aanslaan, dan is het zeer waarschijnlijk dat bouwland voor hennep zal worden gebruikt op dezelfde manier als nu voor concurrerende grondstoffen het geval is, met dezelfde negatieve gevolgen voor de prijs van levensmiddelen.

De andere problemen met marginaal land zijn dat het ten eerste vaak soorten en processen ondersteunt die een waardevol onderdeel van het ecosysteem vormen. Ten tweede, door zijn aard, heeft het de neiging om op plaatsen te zijn die onpraktisch zijn om te bewerken, zoals berghellingen.

De kwestie van hoe hennep te oogsten op moeilijk bereikbare plaatsen, en hoe het te vervoeren naar een biobrandstof verwerkende fabriek, kan niet worden genegeerd. Aangezien bij beide activiteiten CO2 vrijkomt door de verbranding van fossiele brandstoffen, moet hiermee rekening worden gehouden bij de beoordeling van de doeltreffendheid als koolstofneutraal gewas. Dit geldt voor alle gewassen die als grondstof voor biobrandstoffen worden gebruikt, op alle grond, niet alleen voor hennep op marginale grond. De koolstofkosten van ploegen, zaaien, oogsten, vervoer en verwerking zijn hoger dan die van de productie van fossiele brandstoffen.

Hoewel dit betekent dat het overschakelen op hennepbrandstof voor alle motorvoertuigen noch de energiecrisis zal oplossen, noch de klimaatverandering een halt zal toeroepen, zou er een kleinschaliger, maar nog steeds nuttige toepassing kunnen zijn. Als landbouwbedrijven in staat zijn ter plaatse hennep te telen en te verwerken tot biobrandstoffen voor landbouwvoertuigen en -machines, kunnen zij wellicht een zichzelf onderhoudende en koolstofarme ‘kringloop’ tot stand brengen. Dit kan, op kleine schaal, helpen om hun afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te beëindigen. Hennep zou kunnen worden geïntroduceerd als wisselgewas in de bestaande teelt van voedselgewassen, waardoor het effect op zowel de voedselprijzen als het gebruik van fossiele brandstoffen wordt verminderd.

Er is ook het feit dat hennep momenteel een voedselgewas voor de “nichemarkt” is, zodat de afhankelijkheid ervan niet zo groot is als die van bijvoorbeeld maïs. Dit maakt het momenteel echter niet kosteneffectief voor de grootschalige productie van biobrandstoffen.

Er is zo min mogelijk kunstmest en water nodig om hennep te verbouwen

Een ander gebied dat nader moet worden onderzocht wanneer naar biobrandstoffen wordt gekeken, zijn de meststoffen die nodig zijn om ze te verbouwen. Deze meststoffen zijn in feite nitraten uit olie en gas – ja, fossiele brandstoffen – waarbij het energie-intensieve Haber-Bosch-proces wordt gebruikt om ammoniak te produceren, dat op zijn beurt wordt gebruikt als grondstof voor alle andere stikstofmeststoffen.

Als ze eenmaal op het land zijn geïntroduceerd, blijven ze niet gewoon in de grond zitten. Of ze spoelen in waterlopen waar ze het ecosysteem verstoren, vissen doden en drinkwatervoorraden vervuilen, of ze komen in de atmosfeer terecht en worden stikstofmonoxide. Lachgas is een broeikasgas dat erger is dan kooldioxide. Ze komen ook in de atmosfeer terecht en worden de mono-stikstofoxiden NOen NO₂, die bijdragen tot ozon op grondniveau (een ander gevaar voor de gezondheid).

Hemp heeft een bodemvruchtbaarheid nodig die ruwweg gelijk is aan die van maïs om goed te kunnen groeien. Ongeveer 70% van de voedingsstoffen die het nodig heeft, wordt echter tijdens en na de groeicyclus aan de bodem teruggegeven. Bovendien levert een kleine hoeveelheid voedingsstoffen een grote opbrengst op. Dit leidt tot een drastische vermindering van de hoeveelheid meststoffen die het gewas op de lange termijn nodig heeft. Dit is een duidelijk voordeel ten opzichte van alle andere grondstoffen voor biobrandstoffen.

Hetzelfde kan worden gezegd van de waterbehoefte. Een van de grootste problemen met biobrandstoffen is dat voor de productie ervan meer water nodig is dan voor fossiele brandstoffen, ergens tussen twee en 48 keer zoveel. Hennep heeft ongeveer 30-40 cm water per groeiseizoen of gelijkwaardige regenval nodig om een gewas te produceren, terwijl maïs ongeveer 56 cm nodig heeft.

De hele plant kan worden gebruikt

Een van de grootste voordelen van hennep als biobrandstof is misschien wel de mogelijkheid om elk deel van de plant te gebruiken. Nadat de olie uit de zaden is geperst, kunnen de resterende schillen en zaadmassa worden samengeperst tot “cakes” voor voedzaam veevoer. Snijresten van de oogst en bladeren die tijdens de groei afvallen, keren samen met de wortels terug naar de bodem, waar ze weer worden aangevuld voor de volgende oogst. De bastvezels en de schorsen worden gebruikt voor vezels, papier en bouwmaterialen, om maar een paar producten te noemen.

Ontwikkelingen in het onderzoek naar biobrandstoffen en de toepassing ervan op hennep

Het pyrolyseproces is relatief nieuw voor de toepassing van biobrandstof uit hennep. Pyrolyse houdt in dat vezelig cellulosehoudend plantaardig materiaal (technisch bekend als lignocellulosehoudende biomassa) aan intense hitte wordt onderworpen om oliën van brandstofkwaliteit te verkrijgen. Het proces is uiterst economisch haalbaar aangezien in principe afvalbiomassa in het proces kan worden gebruikt. De techniek kan worden toegepast op hennep, en zelfs op de enorme hoeveelheid biomassa die nu al wordt geproduceerd door de wereldwijde hennep- en marihuanateelt.

Deze ontwikkeling sluit aan bij de manieren waarop de hele plant kan worden gebruikt, zelfs gewoon het afval dat door de cannabisindustrie in zijn geheel wordt geproduceerd. Washington alleen al produceerde bijvoorbeeld 1,7 miljoen pond cannabisplantafval in de eerste drie jaar na legalisering (2014).

Sinds die tijd hebben veel Europese landen de hennepteelt gelegaliseerd en dat geldt ook voor de VS, dus de hoeveelheid afval zal naar verwachting alleen maar toenemen. Californië kampt al lange tijd met een cannabisafvalprobleem. Pyrolyse biedt een mogelijkheid om cannabis- en hennepafval te benutten en er biobrandstof van te maken zonder de toch al lastige vraag waar het moet worden geteeld.

Er zijn nog obstakels om te ontdekken of hennep al dan niet de beste biobrandstof is. Momenteel is het grootste obstakel voor het gebruik van hennep als biobrandstof dat er zo weinig van wordt geteeld. De wetgeving is de laatste jaren versoepeld, vooral in de VS, waar hennepteelt is gelegaliseerd.

De meeste hennep die in Europa, China en de VS wordt geteeld, wordt echter gebruikt voor de productie van voedingsmiddelen, CBD-producten, cosmetica en onderzoek. Een deel ervan wordt gebruikt voor de vervaardiging van speciale gesponnen producten zoals henneppapier en henneptouw.

Veel voordelen van hennep als biobrandstof blijven theoretisch, omdat er nog zo weinig op commerciële schaal voor biobrandstof is gebruikt. Het is te hopen dat dit niet nog veel langer het geval zal zijn.