De natuur kent geen afval

De aarde is gesloten. Althans in termen van de thermodynamica. Volgens deze natuurkundige discipline is een systeem gesloten als het wel energie kan uitwisselen met zijn omgeving, maar geen materie. De aarde ontvangt energie van de zon en straalt warmte uit naar de ruimte, maar er is geen uitwisseling van materie tussen de aarde en haar omgeving. Oké, er valt wel eens een meteoriet op de aarde en schieten we af en toe een ruimtesonde het heelal in, maar dat is verwaarloosbaar. Zolang we geen grondstoffen kunnen winnen op buitenaardse plekken, moeten we het doen met het materiaal op onze planeet. Het is niet anders.

Het is dan ook niet bijster handig om grondstoffen uit te putten, want net als bij winkelaanbiedingen geldt: op = op. Als we ook in de (nabije) toekomst nieuwe mobieltjes en andere spullen willen hebben, dan is de huidige lineaire economie, waarbij grondstoffen uiteindelijk op de vuilnisbelt belanden, niet houdbaar. Daarom wordt gestreefd naar een circulaire economie, die draait op herbruikbare grondstoffen. Het wordt ook wel de recycle-economie genoemd, en als er iets goed is in recyclen, dan is dat wel de natuur.

Stel dat in het verleden alle organismen op de vuilnisbelt waren beland, dan waren de benodigde grondstoffen allang opgebruikt en bestonden wij niet. Maar de ‘levende’ natuur is al bijna vier miljard jaar in bedrijf en produceert onafgebroken (nieuwe en innovatieve) organismen. De natuur kent namelijk geen afval, alleen grondstoffen. Wat maakt dat de natuur al miljarden jaren een circulaire economie heeft en dat het voor ons zo’n uitdaging is?

Het antwoord ligt in het productieproces. De natuur gebruikt slechts een gering aantal veel voorkomende bouwstenen. Ongeveer 97 procent van het gewicht van alle organismen bestaat uit slechts vier elementen: koolstof, zuurstof, waterstof en stikstof. Overige bouwstenen zoals zwavel, fosfor, natrium, kalium en calcium worden slechts in kleine hoeveelheden gebruikt.

Met het beperkte assortiment aan grondstoffen maakt de natuur alles: van de kleinste eencellige tot de grootste blauwe vinvis. Bovendien komen de verschillende elementen in min of meer dezelfde verhoudingen voor in organismen. Dat maakt het recyclen eenvoudig. Een zebra bestaat grotendeels uit dezelfde bouwstenen als zijn dagelijkse portie gras, zodat het gras gemakkelijk kan worden gerecycled tot zebra. Idem dito kan een zebra eenvoudig worden gerecycled tot leeuw. En organismen die van dood materiaal leven, zoals schimmels en bacteriën, recyclen een gestorven leeuw tot grondstoffen die het gras nodig heeft. Enzovoorts.

Organismen zijn kortom gemakkelijk te recyclen tot andere organismen doordat alle wezens uit dezelfde, in aantal beperkte, grondstoffen bestaan. De bouwstenen stromen als het ware van het ene organisme naar het andere. Daarbij weet de natuur uit het geringe aantal verschillende grondstoffen materialen te maken met heel verschillende materiaaleigenschappen zoals sterkte, stijfheid, taaiheid en hardheid. Die ontstaan door de verhouding van de bouwstenen, en vooral de structuur waarin deze worden gegoten, eindeloos te variëren. Dezelfde grondstoffen in andere structuren geven heel verschillende materialen: van bot tot gewei en van nagels tot vacht.

In onze menselijke techniek betekent een andere materiaaleigenschap vaak ook (heel) andere materialen, waardoor wij juist veel verschillende (zeldzame) grondstoffen gebruiken. Dat maakt recyclen lastig.

Dus waarom is een vaatdoek is niet te recyclen tot een broodrooster, terwijl een leeuw wel is te recyclen tot gras? In kooktermen geformuleerd: onze techniek gebruikt veel verschillende (zeldzame) ingrediënten en weinig recepten, de natuur gebruikt weinig (veel voorkomende) ingrediënten en heeft onnoemelijk veel recepten. Ofwel: de recyclekracht van de natuur is structuur.

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 29 mei 2018

Overzicht van alle columns