- Het probleem: woestijnvorming
- De hoop: het ‘Food from Electricity’ project
- De ‘eiwitreactor’ is potentieel revolutionaire technologie
- Duurzaamheids-vakjes aanvinken
Honger is een wereldwijd probleem. Toenemende verwoestijning – waarbij eens vruchtbare grond door klimaatverandering, ontbossing, overbegrazing en uitputting van nutriëntenvoorraden waardeloos wordt – treft ongeveer een miljard mensen wereldwijd, en met name in de armste ontwikkelingslanden, waarbij Afrika op kop gaat. Als de bodem en de klimaatproblematiek landbouw of veehouderij onmogelijk maken, is honger onvermijdelijk. En naarmate de verwoestijning toeneemt, neemt ook de honger in de wereld toe.
Maar innovatieve nieuwe technologie kan een oplossing bieden. Een Fins onderzoeksteam onder leiding van de professoren Jero Ahola en Juha-Pekka Pitkänen heeft een proces ontwikkeld dat voedsel maakt uit elektriciteit en lucht.
Het probleem: woestijnvorming
Woestijnvorming is een dreigende crisis voor bevolkingsgroepen die al kwetsbaar zijn. Het is een complex, moeilijk te begrijpen probleem, wat ook de bestrijding ervan problematisch maakt. Rinkesh schrijft voor Conserve Energy Future: “Overbegrazing is wereldwijd de belangrijkste oorzaak van woestijnvorming. Andere factoren die woestijnvorming veroorzaken zijn onder meer urbanisatie, klimaatverandering, te sterke grondwateronttrekking, ontbossing, natuurrampen en grondbewerking in de landbouw die de bodem kwetsbaarder maken voor wind”.
Woestijnvorming wordt echter ook veroorzaakt door lokale praktijken. Onder druk van hongerige gezinnen en families, wenden boeren in gebieden waar al woestijnvorming plaatsvindt zich tot nog intensievere beweiding om hun vee te voeden. Bovendien gebruiken ze steeds meer water om hun dorstige gewassen te irrigeren, wat de verwoestijning nog verder versnelt. De boeren zijn zich ervan bewust dat deze praktijken de grond nog verder verarmt, maar ze zijn gevangen in een vicieuze cirkel van honger en milieuschade, een verschrikkelijk ontmoedigende situatie.
De hoop: het ‘Food from Electricity’ project
In het kader van een samenwerking tussen het VTT Technical Research Centre van Finland en de Lappeenranta University of Technology (LUT) ontwikkelden Jero Ahola en Juha-Pekka Pitkänen een geniaal concept.
Allereerst vingen ze kooldioxide, water en basismicroben op uit de lucht en deden deze in wat ze een ‘eiwitreactor’ noemen. Vervolgens stelden ze deze grondstoffen bloot aan elektriciteit, waardoor deze chemisch afbraken. De microben aten vervolgens de waterstof die ontstond door het splitsen van water (H20) in de samenstellende delen. Met toevoeging van enkele belangrijke voedingsstoffen – ammoniak, fosfor en diverse anorganische zouten die ook uit de lucht werden gehaald – produceerden ze twee weken later een gram eetbare eiwitten, vetten en koolhydraten.
“Het is niet veel anders dan bier brouwen. Al gebruik je bij het maken van bier natuurlijk suiker als grondstof. Maar in dit geval gebruikten we waterstof”, legt Pitkänen uit. “Op de lange termijn is het de bedoeling dat de eiwitten die met elektriciteit worden gemaakt gebruikt worden om te koken en in producten te verwerken. Het is zeer voedzaam, met meer dan 50 procent eiwit en 25 procent koolhydraten. De rest bestaat uit vetten en nucleïnezuren,” zegt hij.
De ‘eiwitreactor’ is potentieel revolutionaire technologie
Professor Ahola zegt: “In vergelijking met traditionele landbouw heb je voor deze productiemethode met geen van de gebruikelijke omgevingsfactoren – zoals de juiste temperatuur, vochtigheid of een bepaald bodemtype – te maken”. Voor mensen die in een steeds armer wordend gebied leven, is dit potentieel een redder in de nood. De eiwitreactor – die ongeveer net zo groot is als een koffiezetapparaat – kan niet veel of snel produceren, maar is desondanks een zeer veelbelovend proof-of-concept.
“Alle grondstoffen zijn aanwezig in de lucht. In de toekomst kan de technologie worden getransporteerd naar woestijnen en andere gebieden waar hongersnood heerst. Een mogelijk alternatief is een thuisreactor, een huishoudapparaat dat de consument kan gebruiken om het benodigde eiwit te produceren,” aldus Pitkänen. Hoewel hun huidige ontwerp wel in een keuken zou kunnen staan, kan het apparaat nog niet genoeg voedsel produceren om een verschil te maken. Maar als we de machine flink opschalen en efficiënter maken, krijg je een soort reusachtige microbiële graanschuur, aangedreven door zonne-energie. Een zeer veelbelovend en levensvatbaar vooruitzicht.
Hiermee zouden mensen bijna overal hun eigen voedsel kunnen produceren. “We hebben geen akkerland meer nodig,” legt Pitkänen uit. “We kunnen dit doen in een woestijnomgeving of op andere plaatsen die niet geschikt zijn voor landbouw”. Bovendien zouden we met zo’n eenvoudig beschikbare voedselbron onze afhankelijkheid van minder milieuvriendelijke bronnen – zoals monocropteelt of industrieel geproduceerd vlees – kunnen terugdringen. Met hun droomconcept willen Ahola en Pitkänen meerdere problemen tegelijk aanpakken en honger bestrijden bij de bron: milieuschade.
Duurzaamheids-vakjes aanvinken
Ahola hoopt op een uiteindelijke commercialisering van het concept. “Het idee is om het concept te ontwikkelen tot een massaproduct, met een prijs die daalt naarmate de technologie meer algemeen wordt. Het tijdschema voor commercialisering hangt af van de economie”, vervolgt hij. Pitkänen zegt: “Met dit concept zouden we een hoop duurzaamheids-vakjes kunnen aanvinken… De menselijke bevolking neemt toe, de CO2-niveaus stijgen. Het zou dus echt grote problemen kunnen oplossen”.
Maar er zijn ook een aantal uitdagingen. Het droge eiwitpoeder is nou niet echt een smakelijke maaltijd te noemen. Maar Emily Matchar zegt in Smithsonian Magazine dat je het poeder bijvoorbeeld kunt omzetten in iets dat op tofu lijkt, al moet je niet verwachten dat het goedje binnenkort op de menukaart van je favoriete restaurant staat. Ahola en Pitkänen moeten het proces nog verbeteren, hoewel het nu bijvoorbeeld al 10 keer efficiënter is dan fotosynthese. Om de wereldwijde impact te hebben waar de wetenschappers van dromen, zal hun uitvinding enorme hoeveelheden moeten opleveren die kunnen concurreren met traditionele landbouwmethoden. Ze hebben dus nog een behoorlijke weg te gaan.
“Wellicht is tien jaar een realistisch tijdschema voor het bereiken van commerciële capaciteit, qua noodzakelijke wetgeving en procestechnologie,” zegt Pitkänen. Dat klinkt misschien lang, maar als ze het voor elkaar krijgen om het proces te perfectioneren, is een wereld zonder honger wellicht mogelijk.
