Plant gedijt met stekker

Planten kunnen ook zonder licht groeien, is de overtuiging van David Strik. De Wageningse milieutechnoloog heeft een beurs gekregen om te bewijzen dat planten aan stroom genoeg hebben.

Elektrosynthese zou weleens van grote betekenis kunnen worden voor de wereldvoedselproductie. Foto: Plant-e

Planten laten groeien zonder licht, maar met stroom. Dat is het streven van David Strik. Hij kreeg voor dit idee een Open Mindbeurs van de Stichting voor de Technische Wetenschappen. ‘Je kunt er overal voedsel mee produceren, zonder landbouwgrond,’ zegt Strik, die de beurs, 50.000 euro, gebruikt om met medebedenker en student Mathijs van der Zwart te bewijzen dat het kan.

Planten gebruiken zonlicht om te groeien, maar je kunt licht als energiebron vervangen door elektriciteit, bedachten de uitvinders. Fotosynthese wordt dan elektrosynthese.

Het systeem verloopt als elektrolyse: met een anode en een kathode. Na het toevoegen van energie aan de anode stromen vrijgekomen elektronen naar de kathode, waarop bacteriën of andere organismen zitten. Met die elektronen als energiebron groeien de bacteriën, die allerlei stoffen gaan produceren. ‘Het is al gelukt met bacteriën die azijnzuur maken,’ zegt Strik. ‘We hopen het nu ook te doen bij algen en later bij zeewier, die hoogwaardige producten kunnen leveren. Het moet altijd in een waterig milieu om de elektronen te laten stromen.’

Energie uit plantenwortels

Zowat tien jaar geleden kwam Strik met precies het omgekeerde concept. Hij bewees dat er energie te halen is uit plantenwortels. Dat idee is nu uitgegroeid tot een volwaardig bedrijfje, Plant-e, waarbij hij deels nog betrokken is. Dat bedrijf levert onder meer systemen om je mobieltje op te laden met gras in een waterbak. Een gesloten systeem waarbij de plant groeit op stroom die hij zelf opwekt, is niet mogelijk. Er zal altijd energie bij moeten, aldus Strik. ‘Je zou beide systemen wel aan elkaar kunnen koppelen. Bijvoorbeeld een moerasgebied waar je met de technologie van Plant-e stroom genereert en dat doorsluist naar een waterbak waarin waterplanten groeien. In principe maakt het niet uit waar de energie vandaan komt’.

Factor vijftig

Normaliter zit er veel energie in ons eten, benadrukt Strik. ‘Maar dat realiseren veel mensen zich niet. Het beetje stroom dat we thuis gebruiken voor onze elektrische apparaten, is maar een fractie van de hoeveelheid energie die we als consument gebruiken voor de complete voedselproductieketen.’

Planten gebruiken zonlicht om te groeien, maar je kunt licht als energiebron vervangen door elektriciteit. Fotosynthese wordt dan elektrosynthese.

Fotosynthese met behulp van stroom is veel efficiënter dan via zonlicht, aldus Strik. De stekkerplant heeft minder energie en water nodig dan gangbaar is in de landbouw. Dat scheelt tot wel een factor vijftig. Bijkomend voordeel is dat het systeem gesloten is en mest en water niet wegspoelen of verdampen uit de gewassenreactor.

Per persoon heb je normaal gesproken veel grond en water nodig om voedsel te kweken, maar een reactor van het formaat flinke koelkast is volgens Strik genoeg om een gezin met twee kinderen het hele jaar door van voedsel te voorzien. Daar is slechts 1200 watt voor nodig. Dat komt neer op 46 zonnepanelen. ‘Die passen niet op je dak, maar de stroom kan ook worden geleverd door een windpark in de Noordzee of een andere duurzame energiebron.’

Desgevraagd zegt Strik dat het het moeilijkst is de elektronen in de planten te krijgen. ‘Dat willen we op een zo natuurlijk mogelijke manier doen, zodat de planten die we maken precies hetzelfde zijn als de planten die op de conventionele manier worden geproduceerd. Dat is de grootste uitdaging’.

Elektrosynthese zou weleens van grote betekenis kunnen worden voor de wereldvoedselproductie. ‘Nieuwe technologieën kunnen grote veranderingen teweegbrengen,’ meent Strik. ‘Denk aan onze mobiele telefoons en de sociale media. Die hebben een enorme impact op onze samenleving. Op landbouwgebied was dat bijvoorbeeld het Haber-Boschproces. Dankzij dit proces, dat rond 1900 is ontwikkeld, wordt ammoniak geproduceerd uit stikstof- en waterstofgas. Ammoniak wordt gebruikt om stikstofhoudende kunstmest te maken. Als dat niet bestond, zouden we nooit zoveel voedsel kunnen produceren als nu.’

Uit de fabriek

Maar de landbouwgrond is eindig en er komen steeds meer monden om te voeden. Daarom zou deze bio-elektrochemische aanpak ook verregaande gevolgen kunnen hebben, denkt Strik. ‘Straks komen alle gewenste producten gewoon uit een fabriek in plaats van van het land. Dan hoeven we geen palmolie uit Indonesië meer te importeren en bossen te vernietigen om nieuwe landbouwgrond aan te leggen. Dat kunnen we met ons systeem, als het eenmaal goed werkt, helpen voorkomen.’

Over de auteur

Peter de Jaeger

Peter de Jaeger rondde in 1982 de studie agrarische planologie in Wageningen af. Daarna ging zijn belangstelling steeds meer uit naar journalistiek werk. De Jaeger is winnaar van de Persprijs 2006 van het Wageningen Universiteits Fonds en is auteur van de boeken Zwerven door de Rith, Hoe verder boeren, Het Valkenberg, van hoftuin tot stadspark en Hartslag van Breda. In het dagelijks leven is hij wetenschapsjournalist voor diverse dagbladen en tijdschriften.



1 Reactie

  • Petra Essink en Paul Doesburg

    | Beantwoorden

    Allereerst: lof voor David Strik die de indrukwekkende ontdekking deed dat planten zonder licht kunnen groeien!

    Ondanks onze oprechte bewondering voor deze en andere wonderbaarlijke mogelijkheden van de moderne technologische landbouw die ons lijken te ‘bevrijden’ van onze afhankelijkheid van zon- en aarde, kunnen we het, als auteurs van het boek Barstensvol Leven, niet laten enkele kritische vragen te stellen bij deze nieuwe manier van planten laten groeien.

    Eerste vraag: beseft deze onderzoeker wel dat elektriciteit niets anders is dat tweede- of derdehands zonlicht? Voor niets komt alleen de zon op en stroom moet dus altijd ‘gemaakt’ worden uit kolen bijvoorbeeld (die afkomstig zijn uit door de zon gegroeide planten), wind (op gang gebracht door de koude- en warmte stromen, veroorzaakt door de warmte van de zon), risicovol ‘losgepulkt’ uit uranium, of de kortste weg: via zonnepanelen. Het omzetten van ‘raw’ zonne-energie in elektriciteit kost áltijd energie. (Als was het maar die van de productie van zonnepanelen) Ons vermoeden is dat David Strik deze productiekosten niet meenam in zijn bewering dat het produceren van planten met straks 50 x (!?) efficiënter zal zijn dan door de zon…
    De zon is dus áltijd, rechtsom of linksom, nodig voor plantengroei! En daarom kun je in het licht van het besef dat de echte zon bestaan uit miljoenen verschillende nauwkeurig op elkaar afgestemde, seizoensgebonden frequenties, de door de mens geproduceerde elektriciteit zien als (behoorlijk)eentonig en verarmd ‘afgeleefd’ zonlicht.

    Als motivatie voor zijn onderzoek geeft David Strik aan dat de ontwikkeling van deze nieuwe techniek noodzakelijk zal zijn om de in 2050 verwachtte 9,6 miljard mensen te kunnen voeden. Want zo stelt hij: ‘landbouwgrond is eindig’.
    Er wordt, door landbouwwetenschappers en voedseltechneuten graag beweerd dat dit niet kan met de grondgebonden biologische manieren van landbouw. Vele onderzoeken laten dit zien. Echter, en daar is vanuit Wageningen weinig aandacht voor, evenzovele onderzoeken tonen intussen aan dat dit wél kan! Een recent voorbeeld is de overzichtsstudie uitgevoerd door onderzoekers van de Washington State University (Reganold, J.P. and Wachter, J. M. (2016) Organic agriculture in the tweny-first century, Nature plants 2: 15221) Deze onderzoekers bekeken honderden studies over biologische landbouw en vergeleken die op vier punten met gangbare landbouw: de productiviteit, milieuvriendelijkheid, economische opbrengst en menselijk welzijn. De uitkomst van die vergelijking is dat biologische landbouw wél voldoende opbrengst kan leveren, en ook nog winstgevend kan zijn voor boeren, het milieu beschermt en het welzijn van de arbeiders en boeren verbetert. En niet te vergeten het ultieme ‘bijproduct’ van grond (- en zon) gebonden biologische vormen van landbouw: het behoud én het herstel van plantaardige en dierlijke biodiversiteit. Allemaal cruciale zaken die de voedselproductie én de gezondheid van planten, dieren en mensen op lange termijn waarborgen.

    Dat landbouw slecht zou zijn voor bodems en ‘op’ kan raken geldt alleen voor bodems die bewerkt worden met chemicaliën.

    Met de substraatteelttechnieken (glaswol en ledlicht), werden onze voedingsplanten, die groeien op nauwkeurig afgepaste in water opgeloste mengsels van voedingsstoffen al ‘aan het infuus gelegd’. Met het introduceren van deze elektro-fotosynthese, die de plant ontkoppelt van de zon, raken onze planten ons inziens nog ‘verder van huis’. Ze belanden ermee zowat op de intensive care. Hun zelfherstellende vermogen (in ons boek Barstensvol Leven verder uitgewerkt als vitaliteit) wordt amper nog aangesproken. Een van de gevolgen daarvan is dat ze daardoor veel minder secundaire metabolieten, die een belangrijke rol spelen in ons menselijke immuunsysteem.

    Ons inziens was er meer gewonnen wanneer de open-mindbeurs van 50.000 euro, die David Strik en student Mathijs de Zwart van de Stichting voor de Technische Wetenschappen ontvingen voor hun onderzoek, gebruikt was om grond vrij te kopen voor de verdere ontwikkeling van de biologische landbouw, al klinkt dat wat minder sexy wellicht. Er staan veel jonge boeren te popelen om zich hiermee verder bezig te houden. Niet alleen de akkers krijgen daarmee een zonnige en gezondmakende ‘injectie’ recht uit de bron van de zon, ook de betrokken gewassen en landbouwhuisdieren en mensen groeien hierdoor in vitaliteit én authenticiteit. Een laatste persoonlijke zouden wij David Strik en zijn student Mathijs van der Zwart willen stellen is: verheugen zij zich écht op hun zonlose elektrolyse-groenten van de toekomst? Of eten ze stiekem toch ook zelf liever een goed geaard en mooi doorgeZond product, waarmee ze gelijk het herstel van de rest van aarde, inclusief alle flora en fauna, en vermoedelijk ook hun eigen vitaliteit stimuleren?

    Petra Essink en Paul Doesburg

Plaats een reactie