Bio Base Europe Pilot Plant: efficiënt door specialisatie en schaal

In het voorjaar van 2024 luidden Invest-NL en Foodvalley de noodklok: de investeringen in infrastructuur en ecosysteem voor de eiwittransitie zijn te versnipperd om echte doorbraken te realiseren. Wat betekent dit in de praktijk voor de proeffabrieken die werken aan de opschaling van de productie van alternatieve eiwitten? Hierover spreekt Eiwit Trends met Hendrik Waegeman, Head of Business Operations bij Bio Base Europe Pilot Plant (BBEPP).

Invest-NL en Foodvalley hebben midden 2024 aangegeven dat de investeringen in infrastructuur en ecosysteem voor de eiwittransitie te versnipperd zijn. Hoe ervaren jullie dit als grote proeffabriek voor biotechnologische processen?

“De analyse is absoluut correct. Ik maak hierbij graag een onderscheid tussen de versnippering van de infrastructuur en de versnippering van fondsen.

De versnippering van infrastructuur blijkt uit de vele kleinschalige proeffabrieken die momenteel worden gerealiseerd. Een kleine proeffabriek kan een goede opschaling lastig faciliteren. Al is het maar omdat het team klein is en de expertise beperkt is. Een fermentatie en bijbehorende downstreamprocessing gaan 24/7 door en moeten nauwgezet opgevolgd worden. Dat betekent ploegenwerk, ook ’s nachts en in het weekend. Micro-organismen stoppen namelijk niet met groeien en je kan ook moeilijk de opzuiveringsstappen halverwege pauzeren. Proeffabrieken die slechts 5 dagen in de week 8 uur per dag werken, houden het niet. De opschaling van een fermentatieproces vraagt nu eenmaal 24/7 opvolging.

BBEPP startte in 2010 de eerste processen op met een heel klein team. Tegen 2015 groeide dat uit tot 30 à 40 mensen. We waren jong en dynamisch, maar die aanpak was niet vol te houden of we zouden veel mensen verloren hebben.

Uiteindelijk kregen we het bedrijf op een comfortabele manier draaiende met 80 mensen. Met die teamgrootte konden we elkaar vervangen en het werk overnemen als er eens iemand uitviel. Al die werknemers moeten getraind worden en doen ervaring en kennis op tijdens de opschaling van onze processen. Die expertise is nodig om opschalingen echt goed te kunnen begeleiden.

Lees ook: FoodValley en Invest-NL: opschaling nodig voor leiderschapsrol Nederland in eiwittransitie

Bij een opschaling komt zoveel kijken. Je bent als het ware een kruising tussen een lab met zeer sterke onderzoekers en een echte productie-plant. Dat betekent dat je heel veel verschillende profielen nodig hebt om de juiste expertise bij elkaar te brengen: R&D-ingenieurs, opschalingsingenieurs, productie-ingenieurs, operatoren, mensen die nieuwe lijnen kunnen ontwerpen, aanpassen en automatiseren, kwaliteit, logistiek, analytici, een stevig project acquisitie-team, enzovoorts. Kleine proeffabrieken kunnen dat nauwelijks doen. Jammer genoeg kennen we vele kleine proeffabrieken met fermentatiecapaciteit tot bijvoorbeeld 1.500 liter, en met 20 medewerkers waarvan 10 studenten. Die 10 studenten stromen weer uit, en zo gaat veel van de expertise verloren."

Hoe zit het dan met de versnippering van fondsen?

"Lidstaten oormerken subsidies voor regionale investering binnen de eigen lidstaat, zonder verdere Europa-wijde visie. Dat werkt versnippering in de hand. De Europese Unie heeft wél grensoverschrijdende middelen in programma’s zoals Horizon Europeen Circular Biobased Europe-Joint Undertaking (CBE-JU). Over het algemeen zijn er toch weinig middelen voor handen voor opschaling en demonstratie. Toch denken bedrijven Europees, zo niet globaal, dus dat past. De weinige subsidies die er zijn voor opschaling en demonstratie zijn zeer competitief, daardoor lastig binnen te halen en het aanvragen ervan is complex en duurt lang. Regionale fondsen zijn vaak minder competitief en ook iets eenvoudiger qua aanvraagprocedure. Interessant dus voor innovatieve bedrijven, maar jammer genoeg werken die vrijwel nooit grensoverschrijdend.

Het subsidiesysteem in bijna alle lidstaten is zo opgezet dat het geld in die lidstaat moet gebruikt worden. Start-ups willen dan bij ons in België opschalen, maar de subsidie laat dat niet toe. Zonde dan, als de proeffabriek met de juiste infrastructuur, kennis en expertise voor jouw specifiek proces in een andere lidstaat is gevestigd. Sommige lidstaten zijn klein en hebben logischerwijze niet altijd de juiste infrastructuur in een specifiek domein. Het belangrijkste doel is toch dat het bedrijf dat wil opschalen succesvol is en in Europa een fabriek kan bouwen. Een efficiënt gebruik van overheidsgeld kan alleen maar helpen om meer innovaties naar de markt te brengen.

De belangrijke industriële spelers wat industriële biotech betreft, vind je in Denemarken, Duitsland, Frankrijk, Nederland en België natuurlijk. Nu de Brexit grotendeels achter de rug is, zoekt het Verenigd Koninkrijk ook opnieuw toenadering. In die zin zit de biotechnologische industrie in het Noordwesten van Europa. Het zou mooi zijn, mochten die regio’s beter samenwerken om versnippering van subsidies tegen te gaan. Daar zouden we allen beter van worden.

Lees ook: Opschalingsfaciliteiten voor cellulaire landbouw in Ede en Maastricht

Daarnaast maakt deze versnippering het lastiger om opschaling goed te begeleiden. Een deftige opschaling naar een eerste product voor een geïnteresseerde partij kost al snel meer dan €100,000. Subsidievoorwaarden moeten passen bij hoe een start-up wil opschalen. In de praktijk kan dat betekenen dat een start-up andere keuzes maakt dan optimaal zou zijn, niet in staat is om zijn ideale opschalingsplan uit te voeren. De start-up huppelt dan van kleine subsidie naar kleine subsidie, telkens met andere vereisten.

En om het nog complexer te maken, heb je daarnaast mogelijk nog de druk van je private investeerders. Wanneer het bijvoorbeeld aangeraden zou zijn om op 150 liter schaal te produceren en in tandem de fermentatie op kleine schaal te optimaliseren, kan een private investeerder eerder brood zien in een eerste forse productie, zodat er product verkocht kan worden. De investeerder zal dan druk zetten op de start-up om snel naar grote schaal te gaan zonder te begrijpen hoe complex opschaling kan zijn. Een hoop werk voor de optimalisatie van de fermentatie en de opzuivering blijft dan liggen."

En wat als die eerste grote productie vervolgens fout gaat en er geen product is?

"In zo'n situatie bestaat die kans inderdaad. De meeste fermentaties kunnen we tot een goed einde brengen, eventueel met een klein beetje in te boeten op opbrengst maar het grootste risico zit hem in de opzuivering. Als een opzuiveringsproces niet voldoende doorontwikkeld en gevalideerd is, kan het helemaal mis gaan op die grotere schaal. Wij proberen zo een situatie absoluut te vermijden door de bedrijven goed te begeleiden en hen eerlijk te zeggen dat ze nog niet klaar zijn voor die grotere schaal."

Eigenlijk zou het handiger zijn als subsidies meer gericht zou zijn op de volledige regio waar de biotechnologie sector aanwezig is in plaats van individuele lidstaten?

"Dat hangt af van hoe het georganiseerd wordt. Europese financiering voor opschaling is extreem competitief en uiteindelijk voor onze sector nog vrij klein. Europese subsidies hebben lastige aanvullende eisen op circulariteit en welke grondstoffen mogen gebruikt worden. Zo laat de Europese Investeringsbank (EIB) het gebruik van primaire biomassa of suiker niet toe voor de productie van biomaterialen, wat in de VS en China wel toegelaten is. Dat is meten met twee maten en gewichten omdat de fossiele industrie niet aan dat soort eisen hoeft te voldoen en een sterkere lobby heeft in Europa. Dat maakt andere landen buiten Europa, zoals Amerika, weer aantrekkelijker voor onze klanten. Die kijken veel meer naar wat een proces opbrengt op korte termijn, zitten niet te vitten op circulariteit.

En met zijn massale investeringen steekt China Europa straks voorbij, mede omdat ze de intellectuele eigendommen van Europese bedrijven inkopen en daarna zelf de technologie opschalen en fabrieken bouwen.

Nationale fondsen zijn iets gemakkelijker en toegankelijker, dat kost minder moeite om binnen te halen. Lokale instanties willen dat het resultaat voordeel oplevert in eigen regio en zien dan weinig in geld steken in een opschaling elders, terwijl die investering perfect te verantwoorden valt. Een opschaling bij de BBEPP kan leiden tot de bouw van een fabriek in eigen land bijvoorbeeld, zoals in het geval van Celtic Renewables, een schots bedrijf dat voor de opschaling van zijn proces enkel bij ons terecht kon. Zonder die samenwerking was die fabriek in Schotland er nooit gekomen.

Lees ook: Marktbelemmeringen bemoeilijken opschalen start-ups in alternatieve eiwitten

Het aantal faciliteiten in Europa dat opschaling tot de grotere demoschaal aanbiedt is beperkter dan het aantal kleine pilotfabrieken, wat uiteraard ook logisch is. In Frankrijk is er bijvoorbeeld ARD en in Slovenië heb je Acies Bio. Daarnaast worden er ook een paar nieuwe grote pilotfabrieken gebouwd in Finland, Duitsland en Frankrijk. Met deze nieuwe initiatieven zal er de komende jaren meer aanbod dan vraag zijn voor demonstratieprojecten. Dat lijkt op het eerste zich goed nieuws lijkt voor de start-ups, maar bemoeilijkt de leefbaarheid van alle pilot- en demonstratiefaciliteiten."

In Nederland zijn proeffabrieken in het verleden failliet gegaan doordat ze moeite hadden kostendekkend te opereren. Hoe gaat Bio Base Europe Pilot Plant hiermee om?

"Nu, met 150 medewerkers, zijn wij veel robuuster georganiseerd dan toen BBEPP opstartte. De teams zijn ingedeeld volgens specialisatie (expertise) en opschalingsfase. Door deze indeling hebben medewerkers veel diepgaande, gespecialiseerde kennis en ervaring. Dit heeft ervoor gezorgd dat we een zeer kwalitatief en prijs-competitief aanbod hebben kunnen opbouwen, waarvoor we tot in Amerika erkend worden, zo zijn we in recente studies meermaals als gouden standaard erkend voor het opschalen van industriële biotechnologie-processen.

We hebben een R&D-team voor opschaling tot 150 liter. Het scale-upteam richt zich op pilotproducties van 150 tot 15.000 liter en het demoproductieteam specialiseert zich in producties op schaal van 15.000 tot 75.000 liter. Alle medewerkers zijn in vaste loondienst, we hebben geen tijdelijke medewerkers. Een standaardtraining voor technici of ingenieurs neemt 6 maanden in beslag, maar afhankelijk van de ervaring van de medewerker, kan iemand al na 3 maandenzelfstandig aan de slag.

Deze structuur zorgt ervoor dat we continue specifieke kennis opbouwen en uitwisselen en elk proces op elke schaal beheersen en kunnen optimaliseren. Een klant kan met een fermentatie op laboschaal bij ons komen en wij kunnen dat efficiënt opschalen naar industriële schaal. De diepgaande expertise voor alle stappen van de opschaling maakt van ons dé partner om mee te denken over hoe het beschikbare geld ingezet kan worden voor het beste resultaat.

Onze werkwijze willen we graag nog verder optimaliseren door het inzetten van nieuwe technologieën zoals bijvoorbeeld sensoren die een proces online volgen, maar performante sensoren zijn momenteel nog niet beschikbaar. Onze medewerkers moeten nu elke 2 tot 4 uur stalen nemen die een uitvoerige test ondergaan. Als sensoren in het proces dit kunnen overnemen scheelt dat veel tijd en werk. Dan weten we sneller hoeveel substraat, product enzovoorts er in de fermentatie aanwezig zijn, en kunnen we de fermentatie real-time bijsturen. Daar investeren we dan ook veel in en zetten we vele samenwerkingen voor op, onder meer met Wageningen University & Research."

Jullie werken veel samen met grote biotechnologiebedrijven. Zorgt dat voor genoeg werk als startups de fondsen niet hebben?

"We hebben een goede mix aan bedrijven die ons weten te vinden. Kleine bedrijven missen vaak de fondsen, grote bedrijven zijn wat minder afhankelijk van de highs en lows van funding maar hebben opschaling niet altijd als hun kerncompetentie. Een groot bedrijf komt dan bijvoorbeeld met een microbiële stam die 5 gram/liter produceert, terwijl een start-up een stam heeft met een titer van 30 gram/liter. In dat geval brengen we beide partijen graag vrijblijvend in contact met elkaar.

Hoewel het investeringsklimaat momenteel niet best is, weten we na al die jaren wel hoe het werkt. Grote bedrijven hebben het nu zwaar, de verkoop daalt en ze hebben zelf capaciteit over om dingen uit te testen. Als de productie weer aantrekt komt dat vanzelf goed. Dan produceren we voor ze als hun fabriek vol zit. In 2012 voelden we bij BBEPP echt een investeringsdieptepunt, de sector stond toen nog in zijn kinderschoenen. Nu zie je dat de investeringspiek van drie jaar terug overgegaan is in een nieuw investeringsplateau dat een stuk hoger ligt dan in 2012. Het groeit momenteel opnieuw voorzichtig maar er is nog steeds meer dan er jaren geleden was."

Lees ook: Vivici schaalt op: "Samenwerking is cruciaal"

Willen jullie groeien in grootte of in technologie?

"Daar zijn we volop mee bezig. Sinds november vorig jaar draait bij ons een fermentor met een capaciteit van 75.000 liter. We hadden verwacht dat ons demoteam, dat op deze schaal opereert, nu meer te doen zou hebben en dat we snel een tweede team zouden kunnen inzetten. We hebben meerdere teams actief in de R&D-fase en de eerste opschalingsfase. Voor de demoschaal hebben we voorlopig maar één team. De investeringsappetijt is echt aanzienlijk minder dan tussen 2020 en 2022. In die tijd wilde iedereen investeren in dit soort technologie. Door de hoge rente en de chaos in de wereld merk je dat investeerders twijfelen en een stuk voorzichtiger zijn, wat aanvankelijk tot een substantiële daling aan investeringen leidde, die nu langzaam stabiliseert en hopelijk snel weer aantrekt. Als dat gebeurt, zullen we extra mensen aanwerven om de teams terug uit te breiden.

Op technologisch vlak kijken we voortdurend uit naar nieuwe technologieën en innovaties die we zouden kunnen gebruiken. We zien veel mogelijkheden in sensoren, machine learning en AI zodat we meer kunnen leren uit de processen alsook ze automatisch kunnen laten bijsturen zonder menselijke interventie. Uiteraard kijken we ook over de landsgrenzen heen, op zoek naar kennis en expertise aanwezig bij andere instellingen.

Tegelijkertijd zitten er momenteel heel wat technologische ontwikkelingen in de pijplijn met als doel de productie-kost van fermentatie-gebaseerde producten verder te verlagen. Zo zetten we met partners in op continue fermentaties en werken we samen op nieuwe type reactoren, denk aan onze uitstekende samenwerking met het Delftse DAB.bio. waarbij we hun pilot-unit van 500 liter bij ons in Gent huisvesten en voor hen opereren. Ook testen we voortdurend nieuwe en goedkopere opzuiveringstechnieken met partners. De industrie heeft zich in biomanufacturing lang vastgehouden aan de klassieke recepten van de biofarma, maar nu heb ik het gevoel dat er veel in verandering is en vanuit BBEPP proberen we deze omwenteling ten volle te ondersteunen. Als we erin slagen om op een drastisch goedkopere manier bio-based producten te maken, dan zal dit ongetwijfeld een heel nieuw scala aan mogelijkheden ontgrendelen."