de Volkskrant - Ontwerper Sandra Rey wil met bacteriën onze straten verlichten

'De natuur zelf heeft al miljarden jaren research & development achter de rug'

Ze is jong, staat in chique lijsten met veelbelovende uitvinders en vandaag kan ze in Amsterdam een half miljoen euro winnen voor haar start-up. De 27-jarige Franse ontwerper Sandra Rey wil onze verlichting radicaal veranderen met lampen vol gloeiende bacteriën.

https://www.volkskrant.nl/wetenschap/ontwerper-sandra-rey-wil-met-bacterien-onze-straten-verlichten~a4516483/

 

Krijg nou wat! Als je het slijm van een dode kwal op je wandelstok wrijft, verandert die ineens in een gloeiende fakkel. De Romeinse militair en amateur-wetenschapper Plinius de Oudere ontdekte het bijna tweeduizend jaar geleden al bij een avondwandeling langs de kust van Napels. Sindsdien is het fenomeen van oplichtende dieren - bioluminescentie - wetenschappers blijven fascineren.

De spannendste ontwikkeling op dit front komt van Sandra Rey. De Franse ontwerper staat vandaag in Amsterdam met vier anderen in de finale van de Postcode Loterij Green Challenge, met een totale prijzenpot van een miljoen euro een van de grootste internationale wedstrijden voor duurzaam ondernemers.

Drie jaar geleden begon Rey het bedrijf Glowee, dat een radicaal nieuwe kijk heeft op verlichting. De inspiratie komt uit de natuur. Naast kwallen zijn er nog veel meer diersoorten die licht kunnen geven, zoals vliegjes en vissen. Ze gebruiken het voor allerlei doeleinden. Camouflage bijvoorbeeld, omdat de dieren zonder licht te geven van onderaf een opvallende donkere vlek zouden zijn in het door zon of maan verlichte water. Dieren als de glimworm gebruiken licht juist om met flitsen potentiële partners te lokken.

Kunnen we een vergelijkbare truc gebruiken voor onze eigen verlichting? Niet door verliefde glimwormen in een potje te schudden - dat zou nogal harteloos zijn, áls het al zou werken - maar door te spieken onder de motorkap van oplichtende dieren?

DE GROENE REVOLUTIE – MAAR HOE DAN?

De overgang naar een duurzame economie in Nederland is nu echt ingezet. We volgen het vallen en opstaan van pioniers en andere aanjagers op de voet. Want dat die groene revolutie er moet komen, daarvan zijn de meesten wel overtuigd. De grote vraag is alleen: hoe?

Rey en haar collega's richten hun vizier op het genetisch materiaal dat bij dergelijke dieren verantwoordelijk is voor het commando 'geef licht'. Door dit stukje dna in een veelvoorkomende en onschadelijke bacterie te plakken, maken ze deze eencelligen lichtgevend. Het leuke van bacteriën is dat ze zich razendsnel vermenigvuldigden. Neem 's avonds een druppeltje van de bacteriën in een oplossing. Laat die ene druppel in een grotere hoeveelheid vloeistof vallen en de volgende dag gloeit een hele pot vol. Rey ziet een toekomstbeeld voor zich van winkels en pleinen zonder kunstverlichting, maar met een sierlijke groene gloed. De bacteriën bevinden zich in een vloeistof of een gel, verpakt in een doorzichtig materiaal dat alle vormen kan aannemen. 'Extra voordeel is dat het lichtvervuiling tegengaat', zegt Rey aan de telefoon. 'De gloed is minder fel dan conventionele verlichting, waardoor je 's avonds in steden nog de sterren kunt zien.'

Het idee slaat aan, blijkt uit de reeks prijzen op Reys c.v. Het gezaghebbende MIT Technology Review, van de Amerikaanse universiteit MIT, zette haar bovendien in een lijst met 's werelds meest veelbelovende uitvinders jonger dan 35 jaar.

II. Zet dit zoden aan de dijk?

Zo'n 15 procent van alle elektriciteitconsumptie wereldwijd is voor verlichting. Dat maakt het verleidelijk om te denken dat er met biologische lampen zoals die van Rey veel te winnen valt. Maar de bacterielampen kunnen lang niet alle vormen van verlichting vervangen. De stralende bacteriën geven een gloed af die te zwak is om er goed bij te kunnen lezen of om er sportvelden mee te verlichten. Jack Pronk, hoogleraar industriële microbiologie aan de TU Delft, wijst er bovendien op dat het licht van fotobacteriën niet gratis is. De bacteriën verbranden een voedingsstof, bijvoorbeeld suiker. 'En lang niet alle suiker die je de bacteriën voert, leidt tot vorming van licht. Een groot deel van de energie gebruiken de bacteriën om te overleven en te delen. En de omzetting van energie is hier sowieso niet erg efficiënt. De meeste bacteriën kunnen hooguit eenderde van de energie uit de suiker nuttig gebruiken, de rest komt vrij als warmte.'

Rey zegt de bacteriën om die reden een voedingsstof te willen laten gebruiken die we liever kwijt dan rijk zijn: afval. 'Dan geven de bacteriën ons niet alleen licht, maar recyclen ze ook de stoffen die wij door de wc spoelen.' Ze ziet haar bacterielampen niet als een concurrent voor alle led-lampen, maar eerder als een milieuvriendelijk alternatief voor sommige toepassingen. Bijvoorbeeld voor de verlichting van winkels en van afgelegen gebieden waar geen elektriciteit is - een probleem voor 16 procent van de wereldbevolking.

We voeden de bacteriën met afval. Dan geven ze niet alleen licht, maar recyclen ze ook de stoffen die wij door de wc spoelen.

III. Wat is er nodig om dit grootschalig in te voeren?

Glowee bevindt zich in een experimenteel stadium. Rey en haar collega's zijn in het lab nog druk bezig om de bacterielampen langer te laten branden. In het begin lukte dit enkele seconden, inmiddels al een paar weken. Het eerste werkende prototype voor op straat moet over twee jaar af zijn, zegt Rey.

Teresa van Dongen, een Nederlandse ontwerpster die dit jaar een lichtinstallatie met gloeiende bacteriën exposeert in de Botanische Tuin in Delft, wijst op het onderhoud. 'Bij mijn lamp moet je de bacteriën bijna elke dag nieuwe voeding geven, en heel steriel werken zodat de populatie niet vervuilt en uitsterft.'

De genetisch gemanipuleerde bacteriën van Rey branden beduidend langer en hebben minder last van vervuiling, maar ook daar zullen mensen regelmatig de populaties moeten voeden of verversen. Rey: 'We zijn in gesprek met energiebedrijven of zij dit als een nieuwe service kunnen opnemen in hun pakket. Ook dat is een spannende nieuwe stap: verlichting is dan geen product als een lamp, maar een service.' Zoals met alle nieuwe technologie: de stap van lab naar praktijk is groot en bevat nog vele valkuilen. Een daarvan is wetgeving: veel landen zijn terughoudend bij het toepassen van genetisch gemodificeerde organismen. Wat gebeurt er als vandalen de lampen kapotmaken en de bacteriën op hun handen krijgen? Niks verzekert Rey, want de bacteriën zijn 'niet giftig en kunnen niemand ziek maken', maar een overheidsinstantie zal dat toch eerst willen onderzoeken.

Grootschalige besparingen in energieconsumptie bij verlichting - en daarmee CO2-uitstoot - zijn voorlopig eerder mogelijk door oude lampen te vervangen door zuinigere ledlampen. Ook valt er veel te winnen met slimme lampen die beter inspelen op hun omgeving - 'connected' verlichting, in het jargon van de lampenfabrikanten. De gemeente Texel is daarvan een mooi voorbeeld. Sensoren passen de sterkte van de straatverlichting aan op basis van het aantal verkeersbewegingen. De lichtvervuiling is minder geworden waardoor 's nachts de sterrenhemel beter te zien is, zonder dat dit ten koste gaat van de veiligheid op straat. De energiebesparing is ook aanzienlijk: stroomkosten voor straatverlichting verminderden op het eiland met tweederde.

De natuur zelf heeft al miljarden jaren research & development achter de rug, daar kunnen we vast van leren, Sandra Rey.

Ook Philips meldt dat er veel te winnen valt met slimme straatverlichting die de lichtsterkte aanpast aan de behoefte van de verkeersdeelnemers. Hun eigen systeem, Philips CityTouch, draait inmiddels in 37 landen, van 90 duizend lantaarnpalen in Jakarta tot 100 duizend lantaarnpalen in Los Angeles. Toch is verreweg de meeste straatverlichting nog 'ouderwets'. Onderzoeksbureau Navigant berekende dat er wereldwijd ongeveer 300 miljoen lantaarnpalen zijn, daarvan is momenteel ongeveer 12 procent uitgerust met leds en minder dan 2 procent met connected ledverlichting. Ook verlichting op veel andere locaties, zoals in huizen en kantoren, blijft gewoon branden als niemand in de ruimte is.

Kees van der Klauw, hoofd Research bij Philips Lighting: 'Bij elkaar opgeteld is er een energiebesparing van 80 procent mogelijk als je van klassieke verlichting in een keer naar connected ledverlichting gaat.' Over de kansen van Rey en haar bacterielampen laat hij zich niet uit. 'We doen nooit uitspraken over andere bedrijven in de verlichtingsmarkt. In algemene zin kunnen we zeggen dat er een verschil is tussen iets laten 'oplichten' en iets 'verlichten', en in de lichtintensiteit die nodig is om mensen te laten zien, lezen en werken.'

Rey ondertussen maakt zich op voor de finale van de Green Challenge, voor mogelijk weer een prijs op haar cv. Mocht ze vandaag in Amsterdam de hoofdprijs winnen, dan zal ze dat geld in haar bedrijf stoppen, dat de afgelopen jaren groeide van twee naar tien werknemers en snel verder wil uitbreiden. Niet slecht, voor een 27-jarige die in haar studententijd een documentaire over lichtgevende kwallen zag en dacht 'de natuur zelf heeft al miljarden jaren research & development achter de rug, daar kunnen we vast van leren'.

Finale Green Challenge

Donderdag is de finale van de Postcode Loterij Green Challenge, een van de grootste internationale wedstrijden voor duurzame start-ups. Naast de bacterielampen haalden de volgende ideeën de finale: 

- Mobiele kiosk op zonne-energie. Een goedkoop karretje waarmee het Rwandese bedrijf ARED energie en internetverbinding wil leveren op slecht bereikbare plekken.

- Gezinsauto op zonne-energie. Met The Lightyear One is in principe geen stopcontact meer nodig, want deze gezinsauto haalt zijn energie uit zonnepanelen. Lightyear, opgericht door oud-studenten van de TU Eindhoven, demonstreerde al twee prototypes en wil de zonneauto's vanaf 2019 gaan verkopen.

- Schone vloeren. Het Rwandese bedrijf EarthEnable maakt goedkope, duurzame vloerbedekking van lokale materialen, zodat minder mensen op onhygiënische zandvloeren hoeven te leven. 

- Superzetmeel. Een biologisch afbreekbaar materiaal dat de concurrentie aan moet gaan met plastic, van het Deense bedrijf Pond. Zetmeel is de belangrijkste grondstof voor dit nieuwe materiaal.