Al jaren klinkt de klacht dat te weinig van de veelbelovende resultaten uit het universitaire onderzoek ook echt de praktijk bereiken. Dat verwijt zal Mark van Loosdrecht, hoogleraar milieubiotechnologie aan de Technische Universiteit Delft, overigens niet treffen. Zijn onderzoek naar de factoren die de vorm van bacteriële structuren bepalen, stond aan de wieg van een baanbrekende technologie om afvalwaterzuivering efficiënter, duurzamer en goedkoper te maken. Inmiddels werken verschillende installaties in Nederland met deze Nereda-technologie (zie kader), die bovendien wereldwijd wordt geïmplementeerd. Nog dit jaar komt de honderdste installatie van de grond. Mede dankzij deze ontwikkelingen kijken we volgens Van Loosdrecht met een nieuwe blik naar afvalwaterzuivering. ‘Het wordt van een noodzakelijk kwaad veel meer een manier om juist grondstoffen te (her)winnen. Afvalwater zien we steeds meer als een bron van nuttige verbindingen.’

Van basaal onderzoek naar grootschalige, commerciële toepassing – dat lukt maar weinig wetenschappers. Wat bepaalde dit succes? En hoe kijkt hij naar alle pogingen om wetenschappers meer te laten valoriseren? ‘Universiteiten zijn niet bedoeld om te innoveren.’

De Nereda-technologie is helemaal geland in de praktijk. Werken jullie er zelf nog aan?

‘Er is nog heel veel wat we beter moeten leren begrijpen. De implementatie in de praktijk draaide vooral om de proces-intensificatie. Van het oude proces in drie tanks gingen we naar slechts een tank. Het hele proces in één stap, in een veel compactere installatie. Dat was een grote verandering. We zijn nu vooral bezig met de biopolymeren die in de slibkorrels worden gevormd. Afvalwater bevat veel organische stof en daar kun je iets mee doen. Er energie uithalen bijvoorbeeld, maar dat is zonde. Het is veel nuttiger om die biopolymeren eruit te halen en daar allerlei nieuwe materialen en toepassingen bij te bedenken.’

Waarom ging je ooit werken aan waterzuivering?

‘Het is niet mijn drijfveer, en dat is het ook niet geweest, om waterzuivering beter te maken. Ik werk aan een universiteit omdat ik nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek wil doen. Als je een bestaand proces wil verbeteren of een concreet probleem wil oplossen, moet je niet bij een universiteit zijn. Dan kun je beter gaan werken bij een bedrijf dat zich daarmee bezighoudt.’

Uiteindelijk heeft jouw onderzoek de afvalwaterzuivering flink veranderd. Hoe ging dat dan?

‘Ook bij het werk dat aan Nereda voorafging, draaide het voor ons om een heel basale vraag. Afvalwaterzuivering is een heel oude technologie en we weten al lang dat bacteriën zorgen voor de zuivering. Die bacteriën groeien in grotere structuren, bijvoorbeeld draden of vlokken of korrels, maar wat bepaalt nou die structuur? Dat was de vraag waar het voor ons mee begon. Het bleek dat de omstandigheden waarin die bacteriën groeien, heel bepalend zijn voor de uiteindelijke vorm, meer dan welke bacteriën er precies aanwezig zijn. Daardoor konden we het proces richting de vorming van korrels sturen. Maar die vraag zou je niet meteen stellen als je de afvalwaterzuivering wil verbeteren.’

‘Nu werken we aan Kaumera, dat zijn de biopolymeren. Daarbij ligt onze interesse in de biofilm die groeit in het afvalwater. Die film bestaat uit polymeren, maar welke zijn dat precies? En welke machinerie in de bacteriële cel zorgt daarvoor? Voor dat soort vragen is het moeilijk financiering te krijgen. De academische wetenschap ziet het als een toegepast probleem en de industrie wil niet per se weten wat die biofilm is, maar die wil er gewoon vanaf. Terwijl het heel interessante stoffen zijn. We weten al dat je in composieten van synthetische polymeren maximaal 15% vulstof kunt toevoegen voordat je fasescheiding krijgt en je materiaal instabiel wordt. Maar als je composiet maakt op basis van deze biopolymeren, kun je wel tot 85% vulstof gebruiken en dan nog blijft alles heel sterk en stijf. Dat is intrigerend. Wij willen graag weten wat dat precies voor extracellulaire polymeren zijn en hoe die matrix wordt gemaakt.’

‘Zolang je binnen de universiteit blijft hangen, word je niet gewezen op mogelijke problemen’

Weten jullie al iets meer over die polymeren?

‘Lange tijd werd gedacht dat het vooral polysachariden waren, zetmeel-achtige materialen, maar nu blijken het juist voornamelijk glycoproteïnen te zijn: eiwitten met veel complexe suikerstructuren. Daarmee lijkt de extracellulaire matrix van bacteriën veel meer op die van meercellige organismen dan we altijd dachten. Het geeft ook een andere kijk op het evolutionaire traject, want deze glycoproteïnen bevatten bijvoorbeeld siaalzuren en daarvan was de gedachte dat die voor het eerst bij sponzen voorkwamen, maar nu blijkt dat prokaryoten ze ook al hebben. Het is voor wetenschappers heel inspirerend om samen te werken met de praktijk, want dan zie je dingen gebeuren die je aan het denken zetten. Het gaat er niet om dat je specifieke problemen gaat oplossen, dat moet je aan de praktijk overlaten, maar zo’n samenwerking kan je op het spoor zetten van een onderliggend fenomeen of vraagstuk dat heel interessant is voor de wetenschapper.’

Natuurlijk is het leuk om interessante vragen tegen te komen, maar hoe zorgen we ervoor dat wetenschappelijke inzichten die daaruit voortkomen dan ook weer de praktijk bereiken?

‘Als je als academicus je vinding in de praktijk wilt inzetten en toepassen, dan zijn er drie opties. Eén, je gaat het zelf doen en je verlaat de universiteit. Twee, je brengt je resultaten zo snel mogelijk naar buiten zodat andere partijen die oppakken en er iets van maken. Of drie, je blijft ergens tussenin hangen. Die laatste mogelijkheid zie je heel vaak. Een onderzoeker vindt iets uit, vraagt patent aan en gaat dan vervolgens een dag per week met een speciaal hiervoor opgericht bedrijfje aan de slag. Maar dat is de minst verstandige en de minst effectieve manier. De universitaire organisatie is niet ingesteld op mensen die beide doen, waardoor het proces alleen maar vertraagt. Het uitwerken van een idee naar een praktisch inzetbare toepassing kost heel veel tijd, daar moet je echt helemaal voor gaan. Daarom is het beter om gewoon te kiezen: blijf hoogleraar of word ondernemer.’

Heb jij nog een rol in de bedrijven die op basis van jouw onderzoek toepassingen ontwikkelen?

‘Ja, maar alleen adviserende rollen.’

Dus universiteiten moeten zich volgens jou niet actief bezighouden met valorisatie van onderzoeksresultaten?

‘Ik heb het al vaker gezegd: universiteiten zijn niet bedoeld om te innoveren. Maar de universiteit is wel degelijk onderdeel van het overkoepelende innovatiesysteem en kan daar op allerlei manieren een rol in spelen. Allereerst door het opleiden van mensen, dat is een kerntaak van de universiteit. En het is ook goed om studenten te stimuleren om zelf aan de slag te gaan met projecten gericht op toepassingen, maar dat moet dan buiten de universiteit gebeuren. Zoals hier bij de organisatie YES!Delft. De universiteit kan stimuleren en faciliteren, maar valorisatie is geen kerntaak van de universiteit.’

Tegelijkertijd biedt jouw onderzoek een schoolvoorbeeld van valorisatie. Jij hebt binnen je loopbaan het proces van eerste labresultaat naar toepassing op commerciële, zelfs internationale schaal gezien. Dat is best bijzonder.

‘Dat komt ook door het onderwerp zelf. Toen ik in 1990 hier in Delft begon, waren er al hoogleraren die werkten aan ideeën voor een kwantumcomputer, maar die wisten ook dat ze de realisatie daarvan echt niet voor hun pensioen zouden zien. Een afwaterzuiveringsinstallatie heeft een afschrijvingstermijn van twintig jaar. Die cyclus gaat dus wat sneller.’

‘Je krijgt pas echt nieuwe ideeën als je praat met anderen’

Hoe lang heeft het al met al geduurd?

‘In 1997 lukte het ons om in het lab het gewenste korrelvormige slib te laten groeien en rond 2002 sloten we een deal met toen nog DHV [nu Royal Haskoning DHV, red.], STOWA – het onderzoeksinstituut van de waterschappen – en de TU Delft voor een tienjarige samenwerking om een installatie te bouwen op basis van deze nieuwe technologie. Deze partijen committeerden zich hieraan omdat ze de potentie zagen, zowel vanuit milieuoogpunt als qua kosten.’

‘De belangrijkste reden dat het is gelukt, is dat we het meteen anders hebben aangepakt met de opschaling. In plaats van ieder stapje apart uit te werken in de opschaling en pas dan de volgende stap te zetten, zijn wij meteen op volle schaal gaan ontwerpen. Het plannen en bouwen van zo’n installatie kost vijf tot zeven jaar. De planners en de bouwers hebben deze innovatie meteen in dat proces meegenomen. Op die manier kregen we snel zicht op de bottlenecks die je tijdens het opschalen gaat tegenkomen en konden we die meteen aanpakken. Dat is cruciaal. Heel vaak zie je dat een idee goed is, maar de bottlenecks op grote schaal onder de tafel worden geveegd. Zo van ‘dat lost zich straks wel op’. Maar daardoor blijft heel veel nieuwe technologie hangen in die eerste fase en komt niet verder.’

Maar waarom? Hebben universitaire onderzoekers te weinig zicht op die bottlenecks?

(Lacht besmuikt.) ‘Nou, dit heb ik ook wel vaker gezegd, maar als je je technologie ‘veelbelovend’ kunt blijven noemen, dan is dat voor een hoogleraar heel aantrekkelijk, het is een goed businessmodel om geld binnen te halen. Begrijp me niet verkeerd, ik vind het prima dat wetenschappers geen zin hebben om over die praktische details na te denken, want het zijn vaak lastige problemen. Maar dan moet je niet de praktijk de schuld geven dat jouw technologie niet wordt toegepast. Want dat zie ik ook vaak: de bottlenecks worden genegeerd, maar dan zegt men vervolgens dat de industrie te conservatief is en niet wil vernieuwen.’

Is het ook niet gewoon heel lastig om als academisch onderzoeker zicht te hebben op de problemen?

‘Daarom is het ook zo belangrijk dat je gaat praten en samenwerken met de praktijk. Zolang je met je veelbelovende project binnen de universiteit blijft hangen, word je niet gewezen op mogelijke problemen en blijven die bottlenecks bestaan. Als je denkt dat je een oplossing hebt gevonden voor de praktijk, moet je daarmee gaan praten. En dan niet een bedrijf kiezen, maar een specifieke persoon die hier verstand van heeft en dit binnen het bedrijf voor elkaar kan krijgen.’

Dat lijkt me een flinke zoektocht.

‘Je moet veel praten met mensen. Onderzoek doen en daarover publiceren is belangrijk, maar je moet ook veel naar conferenties gaan en praten met allerlei partijen. Pas dan krijg je echt nieuwe ideeën.’

Dat is dus het recept voor meer succesvolle toepassingen van academisch onderzoek?

‘Kijk, er wordt veel geklaagd, maar dat is niet helemaal terecht. Veel universitair werk wordt wel toegepast. Maar dat niet alles naar buiten gaat, ligt voor een deel echt aan het negeren van de mogelijke bottlenecks. Je ziet het nu alweer gebeuren. Elektrificatie van de industrie, dat is nu de hype, maar daar komt zoveel bij kijken. Of microbiële brandstofcellen, prachtig onderzoek, maar het opschalen gaat serieuze problemen opleveren. Heel veel onderzoek richt zich op wat werkt en gaat dat nog verder uitzoeken en verfijnen. Dat is op zich prima, maar dat betekent ook dat de echte problemen niet worden aangepakt.’