Inleiding
De bouwsector staat voor een grote uitdaging: het verduurzamen van materialen en processen om aan de klimaatdoelstellingen te voldoen. Een van de meest veelbelovende innovaties op dit gebied is de ontwikkeling van isolatiematerialen op basis van mycelium. Deze bio-composieten, gemaakt van landbouwresten en schimmelmycelium, bieden een circulair en biologisch afbreekbaar alternatief voor traditionele fossiele isolatiematerialen. In dit artikel bespreken we de eigenschappen, productieprocessen, huidige toepassingen en toekomstperspectieven van mycelium isolatie.
Wat is Mycelium Isolatie?
Mycelium isolatiepanelen zijn bio-composieten die bestaan uit natuurlijke vezels, zoals gras, houtsnippers of riet, met een binder van mycelium afkomstig van planten of bomen. Mycelium is het ondergrondse netwerk van schimmels dat fungeert als een natuurlijk bindmiddel. Dit organische materiaal vormt een harde, isolerende plaat die geschikt is voor diverse bouwtoepassingen.
Het productieproces van mycelium isolatie is fascinerend. Bij het door FC-i ontwikkelde proces wordt mycelium gekweekt in reactorvaten en vervolgens met natuurlijke reststromen zoals gras, houtsnippers of riet in mallen vermengd. In een ruimte op kamertemperatuur koloniseert het mycelium en verbindt het alle grondstoffen tot een harde plaat. Vervolgens doodt een korte stroomschok de schimmels, waarna het materiaal gedroogd en op maat gesneden kan worden.
Een ander voorbeeld is het door het Mythic-project onderzochte materiaal, waarbij een combinatie van koolzaadstro en Ganoderma resinaceum-mycelium als het meest veelbelovende biocomposiet voor isolatie werd geïdentificeerd. Deze specifieke combinatie scoort uitstekend op verschillende technische eigenschappen.
Voordelen van Mycelium Isolatie
Duurzaamheid en Circulaire Eigenschappen
Een van de belangrijkste voordelen van mycelium isolatie is de uitstekende duurzaamheid. In tegenstelling tot traditionele isolatiematerialen zoals EPS, PIR of PUR, die op basis van olie worden geproduceerd en moeilijk recycleerbaar zijn, is mycelium isolatie volledig biobased en biologisch afbreekbaar.
Volgens FC-i zijn hun bouwmaterialen "100% circulair". Na de levensduur van een pand nemen zij het isolatiemateriaal retour voor hergebruik. Dit sluit naadloos aan bij het EU-beleid voor een klimaatneutraal 2050, en volgens FC-i is deze doelstelling met hun materiaal al nu haalbaar.
CO2 Opslag en Klimaatimpact
Mycelium isolatie heeft een uniek voordeel ten opzichte van veel andere materialen: het slaat CO2 op. FC-i stelt dat hun materiaal emissienegatief is, wat betekent dat het bijdraagt aan een reductie van de totale uitstoot. De carbon credits die hierdoor ontstaan, worden verhandeld en gedeeld met de ketenpartners, waaronder leveranciers en afnemers.
Brandveiligheid en Waterafstotendheid
Uit het Mythic-project is gebleken dat mycelium biocomposieten uitstekende eigenschappen hebben op het gebied van brandwerendheid en waterafstotendheid. Deze eigenschappen maken het materiaal geschikt voor diverse bouwtoepassingen, waar veiligheid en duurzaamheid prioriteit hebben.
Gezond Binnenklimaat
Een ander potentieel voordeel is de mogelijke positieve invloed op het binnenklimaat. Tijdens het monitoringsproject van MNEXT wordt niet alleen de thermische prestatie gemeten, maar ook de luchtkwaliteit. Er wordt onderzocht hoe de wanden hitte, vocht en luchtkwaliteit reguleren, met aandacht voor parameters als CO₂, VOC's, fijnstof en allergenen.
Huidige Toepassingen en Projecten
Het Mythic-project
Een belangrijke mijlpaal in de ontwikkeling van mycelium isolatie is het Mythic-project, geleid door MNEXT. Dit project heeft geleid tot de ontwikkeling van mycelium biocomposieten die als isolatiemateriaal kunnen dienen. Tijdens dit project lag de focus op vier belangrijke onderzoeksthema's:
- Groeioptimalisatie: Het ontwikkelen van energiezuinige en efficiënte productieprocessen.
- Materiaaleigenschappen: Het verbeteren van thermische en fysieke prestaties van het materiaal.
- Prototyping & Ontwerp: Het creëren van innovatieve toepassingen en prototypes.
- Haalbaarheid & Opschaling: Het onderzoeken van de mogelijkheden voor grootschalige productie om concurrentie met traditionele materialen aan te kunnen gaan.
Het project werd uitgevoerd in samenwerking met een breed netwerk van partners uit industrie, onderzoek en onderwijs, waaronder Fairm, Verbruggen Mushrooms, en de Universiteit Utrecht.
De Primeur in Permanente Toepassing
Een belangrijke doorbraak is de eerste permanente toepassing van mycelium biocomposieten als isolatiemateriaal. In dit project bestaat de wand uit meerdere lagen duurzame materialen: een buitenlaag van zonnepanelen, houtvezelplaten, een dampdichte membraan, een houten frame met mycelium-isolatie en een binnenafwerking van leemstuc of compostboard.
MNEXT is verantwoordelijk voor het opzetten en uitvoeren van het onderzoeksprogramma, waarbij de monitoring van de prestaties van de wand centraal staat. Er worden sensoren geplaatst om temperatuurverloop, luchtvochtigheid, condensvorming en binnenluchtkwaliteit te meten. Ook wordt de biologische stabiliteit van de mycelium-isolatie onderzocht: blijft het materiaal structureel, ontstaat er schimmelgroei, en hoe gedraagt het zich binnen de houten constructie?
De Ambities van FC-i
De startup FC-i heeft als ambitie om de isolatiemarkt te revolutioneren met volledig biobased isolatieplaten. Het bedrijf heeft twee belangrijke partners, Natuurmonumenten en Staatsbosbeheer, die fungeren als leveranciers van de benodigde materialen. FC-i opent een proeffabriek in Veenoord en mikt op een volledig geautomatiseerde fabriek in 2026, die jaarlijks 1,2 miljoen vierkante meter isolatie kan produceren.
De focus ligt in eerste instantie op dakisolatie, maar op termijn wordt ook gewerkt aan toepassingen voor wanden en vloeren. Een uniek aspect van de productie van FC-i is dat de schimmels continu werken, waardoor de fabriek zeven dagen per week kan draaien.
Ontwikkelingen bij Fairm
Ook Fairm is actief in de ontwikkeling van mycelium isolatie. Het bedrijf heeft Fairm Foam ontwikkeld, een isolatieplaat die lichtgewicht maar drukvast is en goede akoestische en thermische isolatiewaarden heeft. Volgens Marc Postel van Fairm zijn de isolatie-eigenschappen echter "niet zo goed als bijvoorbeeld PIR".
Momenteel produceert Fairm nog op laboratoriumschaal, maar er is een pilot gepland voor 2022. Het mikt op een fabriek voor grootschalige productie tegen het einde van dit decennium, waarmee een marktconforme kostprijs kan worden bereikt. Fairm richt zich in eerste instantie op producenten en fabrikanten van bouwsystemen en -producten, met als uiteindelijke doel het materiaal beschikbaar te maken in de bouwmarkt.
Technische Eigenschappen en Prestaties
Thermische Isolatie
De thermische prestaties van mycelium isolatie zijn een van de belangrijkste aandachtspunten in het onderzoek. Verschillende projecten testen momenteel de thermische doorlaatbaarheid van mycelium isolatiepanelen. Uit de onderzoeken blijkt dat hoewel de isolatiewaarden goed zijn, ze vooralsnog niet concurreren met de beste synthetische isolatiematerialen zoals PIR. Fairm geeft aan dat hun materiaal "niet zo goed is als bijvoorbeeld PIR" op het gebied van thermische isolatie.
Fysieke Eigenschappen
Mycelium isolatiepanelen onderscheiden zich door hun goede fysieke eigenschappen. Volgens Fairm is hun isolatieplaat "lichtgewicht maar drukvast". FC-i claimt dat hun bouwmaterialen "harder en het meest duurzame zijn dat tot nu toe in de markt beschikbaar is". De stijfheid en sterkte van het materiaal zijn belangrijke factoren voor de toepassing in bouwconstructies.
Biologische Stabiliteit
Een belangrijk aandachtspunt bij mycelium isolatie is de biologische stabiliteit. Onderzoek van MNEXT richt zich op vragen als: blijft het materiaal structureel, ontstaat er schimmelgroei, en hoe gedraagt het zich binnen de houten constructie? Deze vragen zijn cruciaal voor de langetermijnduurzaamheid en acceptatie van het materiaal in de bouwsector.
Brandveiligheid
Brandveiligheid is een andere belangrijke eigenschap. Uit het Mythic-project is gebleken dat de ontwikkelde mycelium biocomposieten uitstekende eigenschappen hebben op het gebied van brandwerendheid. Dit maakt het materiaal geschikt voor bouwtoepassingen waar veiligheid een prioriteit is.
Uitdagingen en Beperkingen
Schaalvergroting
Een van de grootste uitdagingen voor mycelium isolatie is de schaalvergroting van de productie. Hoewel de techniek in laboratoriumschaal en op pilotniveau succesvol is gebleken, is het nog een grote stap naar een grootschalige productie die concurrerend kan zijn met traditionele isolatiematerialen.
Fairm geeft aan dat de hoge productie die zij beogen "nog wel even" gaat duren. Momenteel gebeurt de productie op laboratoriumschaal, en een pilot is gepland voor 2022. Het bedrijf mikt op een fabriek voor grootschalige productie tegen het einde van dit decennium.
FC-i heeft ambitieuzere plannen met een proeffabriek in Veenoord die in 2026 volledig geautomatiseerd moet zijn en 1,2 miljoen vierkante meter isolatie per jaar moet kunnen produceren.
Marktbeschikbaarheid
Op dit moment zijn mycelium isolatieplaten nog niet beschikbaar in de reguliere bouwmaterialenhandel. Marc Postel van Fairm geeft aan: "Op korte termijn ga je ze zeker nog niet vinden bij de bouwmaterialenhandel". Technisch is het mogelijk om een woning met dit materiaal te isoleren, maar Postel adviseert dit "liever niet" te doen op dit moment.
De focus van de ontwikkelaars ligt momenteel op het optimaliseren van het productieproces, het verbeteren van de materiaaleigenschappen en het opschalen van de productie voordat het materiaal breed beschikbaar komt.
Kosten
Kosten zijn een andere beperkende factor. Momenteel zijn biobased isolatiematerialen zoals mycelium duurder dan traditionele opties. Zonder schaalvoordelen en geoptimaliseerde productieprocessen zal het moeilijk zijn om kosteneffectief te concurreren met gevestigde materialen.
Fairm erkent dat marktconforme prijzen alleen mogelijk zijn met grootschalige productie. Het bedrijf mikt daarom op het einde van dit decennium voor een fabriek die een dergelijke schaal kan realiseren.
Technische Onzekerheden
Er bestaan nog technische onzekerheden over de prestaties van mycelium isolatie in de praktijk. MNEXT vo