T EC H N I E K M A A K T J E W E R E L D
DE INGENIEUR nummer 11 | jaargang 129 | november 2017
Nederland circulair Alle spullen terug naar de tekentafel
CONGRES KIVI-jaarcongres Circulaire Economie Een economie waarin producten langer meegaan, afval niet meer bestaat en elke grondstof steeds weer opnieuw wordt gebruikt. De Nederlandse overheid en het bedrijfsleven willen graag koploper zijn in zo’n circulaire economie. Maar hoe ziet een circulaire economie eruit? De uitwerking hiervan verschilt per sector en de bijdrage is vanuit elke discipline anders. Kom kijken naar de ideeën vanuit de eigen sector of laat je inspireren door de aanpak uit een andere omgeving tijdens het KIVI-jaarcongres.
21 november 2017 Wageningen University & Research Meer informatie over het KIVI-jaarcongres: www.kivi.nl/jaarcongres2017
PROGRAMMA • Meer dan 30 interessante sessies • Keynotes van: - Diederik Samsom, zelfstandig adviseur energiebeleid, HVC - Marjan van Loon, presidentdirecteur, Shell Nederland - René Berkvens, CEO, Damen Shipyards - Eva Gladek, oprichter en CEO, Metabolic
Het voormalige zwembad Tropicana in Rotterdam is nu Blue City, met bedrijfjes die zijn gericht op circulariteit, waaronder Rotterzwam. (De foto is genomen voor de brand die in mei plaatsvond.)
CIRCULARITEIT IS MEER DAN HERGEBRUIK VAN AFVAL
•
De circulaire economie heeft een enorm hoog knuffelgehalte, maar ook een beperkte daadkracht. Hoe komt dat? En hoe
NG
SU •P ON R O DUCTIE • C
MP
NEDERLAND CIRCULAIR TIE
brengen we Cdaar verandering in? De kunst is het simpel te
LI
foto Simon Trel
NEDERLAND CIRCULAIR
& GE BRUIK •
12 | de ingenieur 11 | november 2017
Y
E C zorg wel dat je weet wat je doet. tekst ir. Frank Biesboer houden – Rmaar
THEMA KIVI JAARCONGRES 21 NOVEMBER
C
irculaire economie: wie zou ertegen kunnen zijn? Het is toch prachtig wanneer in het vroegere Rotterdamse Tropicana koffiedrab wordt gebruikt om paddenstoelen te kweken? En dat de Fairphone zo is opgebouwd dat het scherm bij een breuk gemakkelijk is te vervangen en de camera is te verwisselen voor een betere versie? En er zijn nog wel meer inspirerende voorbeelden van circulair bezig zijn. Het in Amsterdam gevestigde Circle Economy lanceerde onlangs de Knowledge Hub, een platform voor kennisdeling waarin meer dan vijfhonderd circulaire initiatieven zijn verzameld, waaronder een twintigtal uit Nederland. Meer voorbeelden uit ons land zijn te zien op bestpracticescirculairondernemen.nl, met onder andere de modulair opgebouwde zitbank van het West-Brabantse Moduplus en de boxershorts gemaakt van oude overhemden van het Groningse Van Hulley. Internationaal timmert Gunter Pauli met The Blue Economy aan de circulaire weg. Lovende woorden zijn ook in beleidsdocumenten terug te vinden, zoals in het vorig jaar verschenen Rijksbreed programma Nederland circulair in 2050 en het begin dit jaar gesloten Grondstoffenakkoord. De doelen zijn scherp: in 2030 moet de economie voor 50 % op hergebruikt materiaal draaien, in 2050 zelfs voor 100 %.
Geen structurele opmars Prachtig allemaal, maar wat betekenen ze voor ons totale grondstoffengebruik? In 2014 gebruikte Nederland volgens het CBS 216 miljard kg aan grondstoffen, waarvan het grootste deel fossiele brandstoffen (ruim 100 miljard kg) en als goede tweede biomassa en materialen als hout, grind en steen (elk 50 miljard kilo). Cijfers over her gebruik zijn beperkt beschikbaar; die gaan hooguit over huishoudelijk afval of afval van bepaalde sectoren. Als er al getallen zijn, bijvoorbeeld van in gezameld plastic of bouwafval, dan weten we dat hergebruik vooral laagwaardig is: van plastic waar de bekende bermpaaltjes en bloempotten van worden gemaakt tot het gebruik van bouwpuin als wegfundering. Positieve uitzonderingen zijn er ook, bijvoorbeeld oud ijzer, papier en glas. Die worden redelijk goed ingezameld met hoog waardig hergebruik en zijn daarmee voorbeeld sectoren. Toch is van een structurele opmars van circulariteit nog geen sprake.
Deels heeft dat te maken met complexiteit. Neem de smartphone, waar allerhande kritieke materialen in zitten; kritiek omdat ze veelgevraagd zijn, maar beperkt beschikbaar (zie ook het bericht op pagina 6). Terugwinnen van die materialen kan alleen via nauwgezette demontage, maar dat kost veel tijd en is duur. Tegelijkertijd is het terugwinnen van deze kritieke materialen na bijvoorbeeld het vermalen van de toestellen nauwelijks mogelijk, omdat er relatief weinig van deze stoffen in zitten en ze bovendien sterk met andere materialen zijn vermengd. Hergebruik van de kritieke grondstoffen in smartphones is dan ook alleen mogelijk door die smartphone anders te bouwen, met minder schaarse materialen, of door ervoor te zorgen dat afzonderlijke componenten veel gemakkelijker zijn te vervangen of te hergebruiken.
Brede set criteria Circulariteit gaat dan ook verder dan alleen hergebruik van afval. Zeker zo belangrijk is het anders ontwerpen van producten zodat ze gemakkelijk zijn te hergebruiken of op te waarderen. Vanuit het oogpunt van circulariteit is het dus ronduit belachelijk om een smartphone te maken waarvan de batterij, het meest aan slijtage onderhavige onderdeel, niet is te vervangen. De al genoemde modulair opgebouwde Fairphone, waarvan uiteraard de batterij, maar ook andere componenten wél zijn te vervangen, is een stap in de goede richting. Dat geldt ook voor op geknapte laptops, die niet meer state of the art zijn, maar voor tal van toepassingen nog prima bruikbaar. Of denk aan initiatieven als Peerby of Snappcar, waarbij mensen hun gereedschap of auto uitlenen, zodat bestaande apparaten beter worden benut en er dus minder grondstoffen
Spraakverwarring en onenigheid over wat nu wel of niet belangrijk is, liggen op de loer nodig zijn. Daarop doorredenerend zou je kunnen beweren dat kringloopwinkels, Repair Cafés, Marktplaats en sites als iFixit wellicht meer bijdragen aan circulariteit dan elk ander initiatief. Circulariteit gaat over het hele systeem van materiaal- en energiegebruik. Dat maakt het niet eenvoudiger. Zo kan het verhuren van een Mud Jeans-spijkerbroek uit oogpunt van materiaalgebruik heel positief zijn, maar daar staan wel veel transporthandelingen tegenover. Mogelijk pakt het inzamelen en recyclen van het textiel dan beter uit. Iets soortgelijks geldt voor het hergebruik van betonnen wanden. Het uitzagen en transport zou weleens zoveel energie kunnen kosten dat de eindbalans toch negatief uitkomt. Die veelomvattendheid maakt het ook lastig om circulariteit te waarderen. Wanneer doet iemand het goed? Waar moet je dan op letten? Beperking van de hoeveelheid nieuw materiaal of juist hergebruik van bestaand materiaal? Telt van het nieuwe product de herbruikbaarheid of de mate waarin het materiaal weer terug is te november 2017 | de ingenieur 11 | 13
NEDERLAND CIRCULAIR
Zo moet volgens de Ellen MacArthur Foundation circulair beheer eruit zien van alles wat we hebben geproduceerd.
1. Zuiniger omgaan met grondstoffen door anders te denken over producten en productieprocessen. Is het product het beste antwoord op de behoefte? Kunnen bij de productie minder of andere grondstoffen worden gebruikt? 2. Anders ontwerpen door bijvoorbeeld vóór de productie al rekening te houden met hergebruik, reparatie en recycling.
3. Hergebruik van een product.
1. herzie en beperk 2. herontwerp
3. hergebruik
gebruik
4. reparatie en revisie
4. Reparatie, onderhoud en revisie van producten.
5. recycling
6. herwin 7. Afval storten en verbanden zonder energieterugwinning wordt zo veel mogelijk voorkomen.
7. dump
CIRCU D L N A
C
E• BR E G CON & SUMPTIE
14 | de ingenieur 11 | november 2017
UI
DU
Gaat het er dus om een project op te zetten dat voldoet aan alle criteria van circulariteit? Vergeet het maar. Vaak hoeft dat ook niet; het beste is ook hier meestal de vijand van het goede. Circulaire adviesbureaus als Metabolic, Circle Economy en Cirkellab leggen zich er dan ook op toe om bedrijven of gemeentes te helpen met het maken van weloverwogen keuzes. Dat gebeurt op basis van een analyse van het grondstoffenen energiegebruik waar dat bedrijf of die ge meente mee te maken heeft, de keten waar een product of dienst deel van uitmaakt en dat soort zaken. Zo wordt duidelijk wat de meeste impact
K• RECYC LING •
Gewaagd experiment
PRO
heeft op een of meerdere criteria, of dat geen geweld doet aan de overige criteria, welke mogelijkheden tot handelen er zijn, en hoe het elders in de keten zit. Dat levert voor een bedrijf of gemeente voldoende ingrediënten om circulair aan de slag te gaan. Maak het simpel, maar zorg wel dat je weet wat je doet, is het devies. In Amsterdam werkt de gemeente samen met Metabolic bij de gronduitgifte van drie projecten: Buiksloterham, de Zuidas en het centrumeiland IJburg. Het is een gewaagd experiment, want het is lastig om strenge eisen te stellen als de plannen nog moeten worden ingevuld. Wat er daar van circulariteit terechtkomt, moet nog blijken, maar het is tenminste een begin om circulariteit een vaste plek op de agenda te geven. De showcases van bedrijven en gemeentes zijn vrijwel altijd het resultaat van bevlogen ondernemers en bestuurders. Die willen iets met circulariteit en zorgen dat het praktisch voor elkaar komt. De belangrijkste drive daarachter heeft te maken met maatschappelijke acceptatie, politieke voorkeur, feel-good-motivatie, maar ook een niet te onderschatten zakelijk belang. Kort door de bocht: in afval zit vaak veel meer waarde dan wordt beseft, en ruimer genomen: het gaat over toekomstvastheid. Hoe zie jij de rol van jouw onderneming in 2030? Die showcases zijn uitdrukkelijk ook het werk van ingenieurs. Want zij zijn degenen die producten opnieuw ontwerpen op herbruikbaarheid, die functionaliteit van materialen niet bereiken door ze steeds complexer samen te stellen maar door ze zo basaal mogelijk te houden, die nieuwe technieken bedenken voor recycling, enzovoorts. Circulariteit is ook voor ingenieurs een nieuwe missie. |
R AI
NEDER L
brengen tot zijn virgin oorsprong? Moet je her gebruik van bijvoorbeeld aluminium prioriteit geven boven dat van gipsplaat? Hoe weeg je dat alles af tegen het energiegebruik van de benodigde handelingen? Bestaat er een grens van de transportafstand of de opslagtijd bij hergebruik van bouwmaterialen? Misschien moet de prioriteit liggen bij het aanpasbaar maken van een product. Denk aan een levensbestendige woning, die geschikt blijft als de bewoners ouder worden of te maken krijgen met een handicap, die bovendien bestand is tegen wateroverlast. Ook zaken als arbeidsomstandigheden, biodiversiteit en natuurlijk kapitaal tellen mee. Voor circulariteit is er dus een brede set van criteria, die ook nog eens in onderlinge samenhang moeten worden beoordeeld. Spraakverwarring en onenigheid over wat nu wel of niet belangrijk is, liggen dan al gauw op de loer.
TI
5. Verwerken en hergebruiken van materialen.
Voor dit artikel zijn gesprekken gevoerd met prof.dr. Arnold Tukker (hoogleraar industriële ecologie), Eva Gladek (CEO Metabolic), ir. JanHenk Welink (kennisplatform Duurzaam Grondstoffenbeheer), Gerard Roemers MSc (adviseur Metabolic), Shyaam Ramkumar MSc (innovatie manager Circle Economy) en ir. Paola Huijding (coördinator duurzaamheidsprojecten Platform31).
illustratie PBL
6. Energie terugwinnen uit materialen.
NEDERLAND CIRCULAIR
• PRO
•R ECY CLING •
Het PIT Lab van Door Architecten scoort 67 % op de Building Circularity Index. Een gemiddeld conventioneel gebouw komt op 10-15 %.
CT
I
•C O
RU
I
K
DU E
EB PTIE & G
foto Door Architecten
NSUM
CIRCULAIRE WONINGBOUW KOMT NOG NIET VAN DE GROND
Herbruikbare huizen In de kantorenmarkt verschijnt de ene na de andere showcase van circulair bouwen, maar de woningbouwsector blijft achter. Want wie zit er te wachten op een beige toiletpot uit 1985 of wanden met zichtbare naden? Ondertussen wordt de sloopsector wel wakker geschud. tekst drs. Amanda Verdonk
november 2017 | de ingenieur 11 | 15
NEDERLAND CIRCULAIR
BETONBREKER
CIRCU D L N A
Laaghangend fruit Als idee is circulair bouwen momenteel hot. Waar de markt zich enkele jaren geleden nog vooral richtte op energiereductie met nul-op-demeterwoningen en passiefhuizen, die optimaal gebruikmaken van zonlicht, komt nu ook de materialenkwestie steeds meer in beeld. De sector neemt maar liefst 45 % van het wereldwijde grondstoffenverbruik voor zijn rekening en is verantwoordelijk voor 30 % van het afval, dus er valt wat te winnen. Maar hoe ga je aan de slag met circulair bouwen? Hoe zijn bouwmaterialen zo zinnig mogelijk te hergebruiken in een hoogwaardige, nieuwe toepassing? En, mogelijk nog belangrijker: hoe zijn bouwonderdelen zo te ontwerpen dat hergebruik mogelijk is? Een eerste stap is om het begrip meetbaar te maken, zoals Alba Concepts deed. Het bedrijf
ntwikkelde daarvoor de Building Circularity Index (BCI), een methode o waarin de circulariteit van producten wordt bepaald aan de hand van bijvoorbeeld de herkomst van het materiaal, de technische levensduur, het type verbinding (bijvoorbeeld gelijmd of geschroefd) en het afvalscenario. Jansen: ‘Het is een raamwerk om de discussie verder te helpen, om marktpartijen uit te dagen en om objectief verwachte prestaties te kunnen vastleggen.’ De focus vanuit de markt lijkt nu meer te liggen op het ‘laag hangend fruit’, in de vorm van het hergebruik van oude materialen. Met name op het vlak van de losmaakbaarheid liggen echter nog veel uitdagingen. Zo is er weliswaar compleet recyclebaar tapijt, maar als dat met de vloer is verlijmd, is hergebruik alsnog vrijwel onmogelijk. Verder zijn er verplaatsbare binnenwanden in plaats van traditionele gelijmde kalkzandsteenwanden. Ook heb je bakstenen die je droog kunt stapelen en in elkaar kunt klikken, zoals de ClickBrick.
UI
R E• B E G CON Waardebehoud & E I SUMPT
16 | de ingenieur 11 | november 2017
Het idee voor zijn SlimBreker haalde Koos Schenk uit de mijnbouw, waar brekers veel worden gebruikt.
K• RECYC LING •
UC OD • PR
TI
Voor het ontmantelen van beton maakt het Neder landse New Horizon gebruik van de SlimBreker, een machine die zand, grind en het niet uitgeharde cement in het beton als afzonderlijke stromen kan terugwinnen. B eton breken op de traditionele manier levert veel nutteloos brekerzand op (zo’n 45 % van het puin). Betonpuingranulaat belandt daardoor in laagwaardige toepassingen zoals fundatie onder wegen. En wordt het alsnog gebruikt om nieuw beton te maken, dan is voor een beetje kwaliteit extra veel cement nodig. De SlimBreker hanteert een lagere breekdruk en breekt zo alleen het uitgeharde cementsteen; de ‘lijm’ waardoor zand en grind aan elkaar plakken. Vervolgens wordt dat gebroken cement met luchtdruk uit het materiaal weggeblazen. De machine is ontwikkeld in samenwerking met de TU Delft.
R AI
NEDER L
M
et veel bombarie lanceerde bouw bedrijf Van Wijnen afgelopen voorjaar tijdens het evenement Building Holland een nieuw woningconcept, dat bestaat uit modulaire en losmaakbare onderdelen. Daardoor is maar liefst 70 % te hergebruiken in een nieuwe, hoogwaardige toepassing. Er worden geen natte verbindingen gebruikt zoals specie, beton, lijm of kit. Bovendien is de woning verplaatsbaar – relevant voor krimpgebieden. Op de Dag van de Duurzaamheid afgelopen maand zou de woning worden gepresenteerd, maar Van Wijnen haalde zijn eigen deadline niet. Over het hoe en waarom wil het bouwbedrijf geen toelichting geven. Los van initiatieven voor specifieke doel groepen zoals Earthships of Containerwoningen lijken circulaire woningbouwprojecten, zoals het bovenstaande Fijn Wonen-concept, Zuiver Wonen van VolkerWessels of de circulaire stadswijk Buiksloterham in Amsterdam, flink wat tegenwind te ervaren. En dat terwijl er in de kantorenmarkt de afgelopen jaren een keur aan circulaire showcases de revue is gepasseerd. Denk aan de Alliander-kantoren in Arnhem en Duiven, de cradle-to-cradle-kantoren op Park 20|20 in Hoofddorp en recent het paviljoen Circl van ABN AMRO in Amsterdam (zie het artikel op pagina 22). ‘We leunen nu erg op de hype van de spijkerbroekenisolatie en het jutten van materialen’, constateert ing. Woud Jansen, medeoprichter van bouwadviesbureau Alba Concepts. ‘Vooral grote corporates, die belang hebben bij een goed imago, pakken het nu op.’
Het punt is dat demontabele onderdelen zich moeilijk laten verstoppen. Zeker in de woningbouw kan dat een probleem vormen, omdat bewoners ze niet altijd mooi vinden. ‘Accepteert een koper zichtbare hijsgaten in de vloer of wanden met naden? En in het Alliander- kantoor zijn bijvoorbeeld oude beige toiletpotten uit 1985 hergebruikt. Zitten huizenkopers daar wel op te wachten?’ Volgens Jansen is circulair bouwen momenteel duurder dan conventioneel bouwen. Alba Concepts onderzocht in opdracht van de
foto Powerscreen
NEDERLAND CIRCULAIR
gemeente Amsterdam de businesscase voor de bouw van circulaire nieuwbouwwoningen. ‘Er is nog onvoldoende ervaring met circulair bouwen en het is arbeidsintensiever, doordat er meer werk komt kijken bij het monteren en demonteren van onderdelen. Ook sluiten vraag en aanbod van hergebruikte materialen onvoldoende op elkaar aan. Hierdoor is tijdelijke opslag van materialen nodig, wat ook geld kost. Maar ik geloof dat de markt hier de komende tijd forse slagen gaat maken.’ Dat is de missie van ir. Michel Baars, voormalig mede-eigenaar van ingenieursbureau Search. Twee jaar geleden richtte hij de netwerk organisatie New Horizon op, die zich bezighoudt met hoogwaardig hergebruik van sloopmateriaal. ‘In oud materiaal ligt veel waarde opgesloten. Door gebouwen te ontmantelen in plaats van ze te slopen, blijft die waarde behouden.’ Baars ziet de stad als een grondstoffenbron en vindt dat circulair bouwen tot nu toe te veel uitgaat van het mijnen van virgin materialen uit het buitenland. ‘Er is een tendens van nieuwe producten en gebouw paspoorten. Dat is allemaal prachtig, maar gaat voorbij aan het feit dat we al een gebouwde omgeving hebben waar een enorme waarde in zit opgesloten.’ Baars wil de strijd aangaan met de huidige sloopmarkt, die wat hem betreft flink wakker moet worden geschud. ‘Sloopbedrijven recyclen 98 % van het materiaal. Dat lijkt heel wat, maar ze leveren alleen maar laagwaardige toepassingen. Het metaal uit kabelgoten gaat bijvoorbeeld naar de hoogovens die er briketten van maken. Zonde, want een nieuwe kabelgoot is even goed als een oude.’
New Horizon bedenkt nieuwe bestemmingen voor een brede waaier aan bouwmaterialen, zoals kabelgoten, beton, gipsplaten en kozijnen. Baars fungeert als de makelaar die sloopprojecten koppelt aan leveranciers en groothandelaren van bouwmaterialen. ‘Mijn kabelgoten liggen nu in het magazijn van leverancier Rexel naast de nieuwe; je ziet het verschil niet.’
Grondstoffendepot Baas volgt dus niet de filosofie dat materialen uit een oud gebouw moeten worden gebruikt in de vervangende nieuwbouw. ‘Meestal komt dat niet uit.’ Hij gelooft in een soort rotondesysteem waarbij materialen van eigenaar verwisselen, al naar gelang de behoefte. Inmiddels hebben ook de gemeentes Amsterdam en Utrecht ambities om ‘grondstoffendepots’ of ‘circulaire bouwmarkten’ op te richten. Combineer die initiatieven met een forse nieuwbouwopgave en een aantrekkende economie, en er lijken de komende jaren zelfs in de woningbouw genoeg kansen om, naast nieuwe, modulaire, bouwelementen, ook gejutte materialen een zinvol tweede leven te geven. | november 2017 | de ingenieur 11 | 17
•R ECY CLING •
D • PRO
UC
•C O
RU
I
K
TI
E
foto Electronic Recyclers International
NEDERLAND CIRCULAIR
NSUM
EB PTIE & G
Versnipperde elektronica op de lopende band bij een e-afvalverwerker.
RECYCLING E-AFVAL VERGEET KOSTBARE MATERIALEN
Alles van waarde is weerloos Platina en magnesium raken in hoog tempo op. Toch worden dit soort kostbare metalen maar matig teruggewonnen bij de recycling van elektrische apparaten. Dat komt doordat de overheid niet begrijpt dat recyclen een kwestie is van kiezen, vindt onderzoeker Antoinette van Schaik. tekst drs. Timo Können
E
lk jaar dankt de wereldbevolking 4 % meer elektrische en elektronische apparatuur af dan het jaar ervoor. We gebruiken dan ook steeds meer apparaten die we een steeds kortere levensduur gunnen. Die apparaten bevatten bovendien steeds meer schaars wordende metalen. Het is dus wel duidelijk dat een goede recycling van e-afval – oftewel: alles waar
18 | de ingenieur 11 | november 2017
een stekker aan zit of waar batterijen in zitten – steeds belangrijker wordt. Zijn we goed op weg? In 2016 is in Nederland 295 000 ton aan elektrische apparatuur verkocht en in datzelfde jaar werd er 109 600 ton ingezameld, zo blijkt uit cijfers van de inzamelingsorganisatie Wecycle; ruim een derde dus. In kilo’s leveren wasmachines het grootste aandeel, direct gevolgd door kleine apparaten en ICT-apparatuur. Van 2012 zijn er cijfers over het teruggewonnen aandeel van verschillende
NEDERLAND CIRCULAIR
De grootste Nederlandse inzamelingsorganisatie Wecycle, bekend van de inleverdozen in winkels, onderscheidt zes categorieën e-afval: lampen, kleine elektrische en ICT- apparaten, platte beeldschermen, beeldbuisapparaten, koelkasten, en ander groot witgoed. Na de inzameling sturen Wecycle en collega-organisaties het afval naar gespecialiseerde verwerkingsbedrijven, zoals Van Gansewinkel. Voor elke categorie is de verwerking een beetje anders, maar meestal zijn de hoofdstadia dezelfde: demontage en verwijdering van schadelijke stoffen, h et vermalen van de componenten tot deeltjes van enkele mm, en ten slotte het sorteren van de deeltjes – die haast altijd uit meer dan één stof bestaan – op hoofdmateriaal. Voor het sorteren is er een hele reeks technieken. Meestal reizen de brokjes eerst per transportband langs een elektromagneet, die alles eruit pikt wat ijzer bevat. Wat overblijft, maakt vervolgens een vrije val langs een rote-
CIRCU D L N A
Niet weggooien! Voor het grootste deel heeft dat te maken met een gebrek aan inzameling. Ongeveer een derde van de apparaten verdwijnt in de grijze bak en belandt in de verbrandingsoven, waar het terugwinnen van grondstoffen uit as zijn beperkingen heeft. Van de rest van het e-afval is gewoonweg onbekend waar het blijft. Er zit echter ook een principiële fout in de wijze waarop we het recyclingsysteem van e-afval hebben opgezet, zo blijkt uit onderzoek uitgevoerd in opdracht van Fairphone. Dit Nederlandse bedrijf, dat een goed te repareren en aan te passen smartphone op de markt brengt, wilde weten of het modulaire ontwerp van de Fairphone 2 ook tot betere mogelijkheden voor recycling leidt en hoe die recycling dan het best is aan te pakken. Dr.ir. Antoinette van Schaik van het Haagse bureau MARAS (Material Recycling and Sustainability) en prof.dr.dr.h.c. Markus Reuter, directeur van het Duitse Helmholtz-instituut voor grondstoffentechnologie, rekenden een aantal recyclingscenario’s door. De opmerkelijke uitkomst: een route van de gebruikelijke soort, waarbij de telefoon door een
K• RECYC LING •
UC OD • PR
metalen uit elektrische apparatuur: voor bijvoorbeeld goud, aluminium en palladium schommelen die rond een derde. Waarom is dat niet beter?
snijmolen wordt vermalen en de stukjes na sortering naar een aantal verschillende metaalsmelters en een plasticrecycler gaan (zie ‘Van product tot grondstof’) is niet de beste optie. Het blijkt beter de telefoon te ontmantelen – wat dankzij de modulariteit eenvoudig kan – en elk onderdeel in zijn geheel aan de meest geschikte smelter of plasticpersmachine te voeren. De totale hoeveelheid teruggewonnen materiaal is dan weliswaar een fractie kleiner, maar er wordt veel meer behouden van de waardevolle, in kleine concentraties aanwezige stoffen. Zo komt 90 % van het palladium terug, tegen 0 % in de vermaalroute. Veel van die zogeheten minors staan op de EU-lijst van kritieke grondstoffen (zie pagina 6): onmisbaar voor de industrie, maar steeds moeilijker te verkrijgen en vaak afkomstig uit landen die niet goed toezien op een verantwoorde winning. Bij uitstek dus materialen om niet weg te gooien.
R E• B E G CON SUMPTIE &
UI
TI
rende permanente magneet die niet-magnetische metalen als koper, aluminium of magnesium door inductie (kringstroompjes) tijdelijk magnetisch maakt. Hun af wijkende baan maakt het dan mogelijk ze af te scheiden. Materialen als plastics en rubber in de overblijvende stroom worden na onderdompeling op drijfvermogen gescheiden of worden herkend op kleur of infrarood spectrum en dan selectief van de lopende band geblazen. Als het sorteerwerk is gedaan, worden de materialen verkocht aan eindverwerkers: plasticrecyclers, glasfabrieken en vooral de metallurgische industrie. De ijzerfractie kan bijvoorbeeld naar de ijzersmelters van Tata Steel in IJmuiden en de koperfractie naar de koper- en nikkelsmelters van Umicore in Antwerpen. De smelters zijn alleseters die geen moeite hebben met de vele verontreinigingen in de deeltjes. Wel kunnen die ten koste gaan van de zuiverheid van de geproduceerde m etalen.
R AI
NEDER L
VAN PRODUCT TOT GRONDSTOF
Mijnbouw Hoe kan het dat een grove sortering per module méér verschillende materialen oplevert dan een fijnmazige op basis van het maalsel van kleine deeltjes? ‘In een apparaat zitten allerlei verschillende stoffen op een ingewikkelde manier aan elkaar vast, vooral op de printplaten’, legt Van Schaik uit. ‘De deeltjes die bij het vermalen ontstaan, zijn daardoor complexe mengsels van stoffen die alleen op hoofdmateriaal zijn te sorteren – en dat hoofdmateriaal is vrijwel nooit een schaars element. Een deeltje met wat goud erin kan verder bijvoorbeeld voor 90 % uit ijzer bestaan. Het gaat dus naar een ijzersmelter, waarin het goud verloren gaat – terwijl een koper-nikkelsmelter het goud had kunnen terugwinnen, zij het ten koste van het ijzer.’ Het vermaal- en sorteersysteem is er nu eenmaal op gericht zo veel mogelijk van bulkmaterialen als ijzer en koper te recupereren, zegt Van Schaik. ‘Daarennovember 2017 | de ingenieur 11 | 19
NEDERLAND CIRCULAIR
4 circulaire vuistregels Het recyclingrecept van dr.ir. Antoinette van Schaik, oprichter en directeur van Material Recycling and Sustainability (MARAS). 1. Red de kritieke materialen
I R C C UL D N A
METALEN UIT HUISVUIL
Het bedrijf Inashco is zeker een succesverhaal te noemen: begonnen in 2009 als spin-out van de TU Delft, heeft het nu 375 werknemers in dienst in zes landen. Uit de bodem as van afvalverbrandingsinstallaties (avi’s) wint Inashco brokjes metaal terug; metaal dat vooral afkomstig is van kleine apparaten die in de grijze container zijn gegooid. De basis is de methode Advanced Dry Recovery, ontwikkeld door de vakgroep Resources & Recycling onder leiding van prof.dr. Peter Rem. De asdeeltjes worden daarbij van
R E• B E G CON SUMPTIE &
20 | de ingenieur 11 | november 2017
UI
TI
K• RECYC LING •
NEDER L UC OD • PR
tegen kun je in de ontmantelroute de modules aanwijzen die bijvoorbeeld het rijkst zijn aan goud en die gericht in de koper-nikkelsmelter gooien.’ Van Schaik en Reuter berekenden dat de CO2-uitstoot van de recycling volgens die laatste route kleiner was en trokken de conclusie dat de modulaire opzet de Fairphone inderdaad beter te recyclen maakt. Hoe hebben ze hun analyse gedaan? ‘Recycling is in feite een vorm van mijnbouw, weliswaar op basis van niet-natuurlijke mineralen, maar met dezelfde smelters aan het eind van de keten. In mijnbouwland Zuid-Afrika hebben Reuter en anderen de systeemanalyse van de klassieke ertsmijnbouw ontwikkeld, die de elementen door de bewerkingen heen volgt en per stap bepaalt hoeveel er nog van valt terug te winnen en tegen welke energiekosten. Dezelfde methode werkt ook voor recycling. De input zijn dan de gegevens die de fabrikanten leveren over de onderdelen van de Fairphone 2.’ Los van dat meer op hergebruik gericht ontwerp van de smartphone zal er ook voor de bulk van de nu gebruikte smartphones iets aan de regelgeving moeten veranderen. De normen voor recycling kijken nu alleen naar gewicht en niet naar de kwaliteit van de teruggewonnen stoffen. ‘De overheid moet dus anders kiezen’, zegt Van Schaik. ‘Kijk naar wat de meeste winst oplevert voor materialen die we belangrijk vinden.’ |
ergeet de verliezen. Zo leggen EU-normen voor recycling v alleen per type product vast hoeveel procent van het totaalgewicht moet worden gerecycled. Een wasmachine is e chter iets heel anders dan een telefoon. In de laatste zitten printplaten met veel waardevolle materialen. Er zouden dus streefpercentages per element moeten komen; streefpercentages die bovendien per apparaatsoort verschillen. De winning van een hoog percentage bulkmaterialen blijft belangrijk, maar daar mogen concessies aan worden gedaan als die een substantiële winst aan kritieke materialen opleveren. Kijk naar wat er door de bank genomen in een producttype zit en kies een recycleroute die voor die samenstelling een goede terugwinbalans oplevert.
R AI
In apparaten als smartphones of tablets zitten allerhande materialen die heel waardevol zijn: de zogeheten kritieke materialen. De huidige wijze van recycling, waarbij apparaten worden vermalen en smelters de brokstukken behandelen, gaat vaak ten koste van die waardevolle materialen. Dat komt doordat de brokstukken bijvoorbeeld veel meer ijzer bevatten en de smelter alleen dat ijzer terugwint. De waardevolle stoffen zitten daar dan in als verontreiniging of ze zijn geoxideerd. Terugwinning is dan meestal technisch onmogelijk of onzinnig vanwege de hoge energiekosten. De regelgeving is blind voor dit aspect van recycling. Die kijkt alleen naar wat er wordt teruggewonnen en
‘We winnen bijna al het koper terug, naast tin, zilver en goud’
bovenaf in een draaiend schoepenrad gegooid. Door de klap van het rad vliegen de deeltjes weg, waarbij de relatief zware fractie – die het meeste metaal bevat – het verst komt en zichzelf zo afscheidt. Elektro- en draaiende permanente magneten (zie ook ‘Van product tot grondstof’ op pagina 19) halen daar de metaaldeeltjes uit, zodat die daarna zijn te verkopen aan smeltbedrijven. De machines van Inashco kunnen alleen deeltjes groter dan 2 mm afscheiden, dus een deel van de metalen gaat alsnog verloren. De Delftse vakgroep is echter aan de tech nologie blijven sleutelen en kan sinds kort deeltjes vanaf
NEDERLAND CIRCULAIR
De fysica stelt grenzen aan wat technisch en economisch aan recycling van e-afval haalbaar is. Wat wordt na gestreefd, moet reëel zijn. De doelstelling om in 2050 een 100 % circulaire economie te creëren, is dat niet; in ieder geval niet voor de complexe samenstellingen van materialen in e-afval. Het terugwinnen van al het materiaal tegen redelijke energiekosten is een utopie, het goedbedoelde cradle-to-cradle-denken naïef. Een overheid die aan die fysische grenzen voorbijgaat, stelt in feite een premie op de uitvinding van het perpetuum mobile. Dat is gevaarlijk, omdat het irreële ontwikkelingen stimuleert en de industrie onmogelijke doelen oplegt.
3. Digitaliseer de keten Er is een omslag nodig in het denken over het recyclen van complexe producten: maak onderscheid naar materiaal en besef dat een föhn iets anders is dan een beeldscherm. Tegelijkertijd levert de onomkeerbaarheid van materiaalverliezen bij de huidige producten extra munitie aan de noodzaak om apparaten te ontwerpen voor recycling. Mogelijkheden daarvoor zijn volop aanwezig dankzij de enorme digitalisering die de industrie heeft doorgemaakt.
Zo heeft Fairphone van alle subcomponenten de samen stelling bij de fabrikanten opgevraagd. Dat was weliswaar veel werk, maar dat het is gelukt, bewijst dat de data beschikbaar zijn. Als de uitwisseling van zulke gegevens wordt geautomatiseerd, kan de computer een product ontwerp direct koppelen aan een recyclinganalyse. Dat klinkt ingewikkeld, maar de industrie werkt al op zo’n complexe manier met behulp van krachtige software waarvan de ontwikkeling miljoenen heeft gekost. Zo is bijvoorbeeld het pakket HSC Sim 9 van Outotec, dat is gebruikt voor de Fairphone-analyse, ontwikkeld voor de metallurgische industrie, inclusief een module voor life cycle analysis. Het daaraan koppelen van ontwerpsystemen is relatief eenvoudig. Alle gegevensstromen vormen een onontgonnen mijn die gewoon beschikbaar is. Maak daar gebruik van.
4. Stimuleer inzameling Los van alle verbeteringen van het product en van de verwerkingsstappen die zijn bedoeld om verlies van materialen te beperken, komen de grootste verliezen simpelweg doordat mensen hun apparaten niet inleveren. Het stimuleren van inzameling en bewustwording bij het publiek is dus minstens zo belangrijk.
illustratie United Nations Environment Programme
2. Vergeet ‘cradle to cradle’
Mg H/O W
Ni Al
0,5 mm scheiden. Onderzoeker dr. Francisco Rivera berekende dat de hoeveelheid teruggewonnen koper nu ongeveer overeenkomt met de hoeveelheid die volgens schattingen door weggegooide apparaten in het afval terechtkomt. ‘Het lijkt er dus op dat we bijna al het koper terugwinnen, naast materialen als tin, zilver en goud’, c oncluderen Rivera en Rem enthousiast. Zij hopen dat het t erugwinnen van metalen uit de assen het zelfs mogelijk maakt om de moeizaam verlopende inzameling van kleine apparaten helemaal af te schaffen. Voor dr.ir. Antoinette van Schaik van MARAS gaat dat laatste een stap te ver. ‘Een aantal metalen gaat in de avi verloren, bijvoorbeeld doordat ze oxides vormen. Dat geldt ook voor aluminium, waarvan de winning energie-intensief is en waar we dus uit milieuoogpunt zuinig op moeten zijn. Verbranding van apparaten is echt niet iets om naar te s treven.’
Ti Co Pb C Zn Sn
Zn Mn Ca
Sn
V Mo Pt
Cr Au Si
Mn Ca Pb C
Co
Zn Sn Fe Cu
Fe
Pb Cu C
Fe Cu
Ag Bi
1700
1800
1900
In Vb
Ga Zr
Si
Pb
W
As H/O
V
C
REO
Ru
Rh
Pd
Cd
Al
Pt
Zn
Li
U
Te
Ge
Ni
Mo
Co
Sn
Sb
P
Ta
Os
Ti
Au
Mn
Fe
K
Ce
Ir
Ru
Cr
Mg
Ca
Cu
2000
Machines en apparaten bevatten steeds meer verschillende stoffen.
november 2017 | de ingenieur 11 | 21
NEDERLAND CIRCULAIR
ABN AMRO HAALT ALLES UIT DE KAST MET CIRCL C
SU
RE
•
CY
IE
CLI
NG •
• PRODUCT
Hout is goud
ON
MPT
IE & GEBRU
IK
•
Tussen alle hoge kantoorgebouwen op de Amsterdamse Zuidas valt het nieuwe Circl misschien niet zo op. Maar het paviljoen staat wel voor
P
•
een toekomst waarin we anders omgaan met grondstoffen en bezit.
H
et valt nogal op, zodra je binnenloopt in paviljoen Circl: hout. Niets dan dikke houten balken en veelkleurig parket op de vloer. Larikshout is het; niet afkomstig uit een natuurbos, maar uit een Limburgs productiebos. Duurzaam dus, en misschien wel be langrijker: herbruikbaar. Want daar draait het in dit houten paviljoen allemaal om. Circl, gebouwd
R O TIE D U MP C T I E • CONSU
tekst Marc Seijlhouwer MSc
voor extra vergaderruimte, moet laten zien dat het mogelijk is om met herbruikbare of hergebruikte spullen een prachtig pand te bouwen. Dat lijkt inderdaad gelukt. Ondanks de openheid van de langgerekte ruimte geeft het hout het geheel een soort knusheid. En dan is dat hout nog ongelakt ook, want de bouwers mochten geen verf gebruiken. ‘Afwerkingen met lak of verf zijn immers verre van herbruikbaar’, vertelt ir. Petran van Heel MBA, bankier en bouwspecialist bij ABN AMRO. ‘We zijn met zijn allen ontzettend verwend geraakt bij het ontwerpen en realiseren van gebouwen. Alles kan in de kleur en het materiaal naar keuze, alles is inpasbaar en maakbaar. Dat hebben we hier anders gedaan.’
Oude uniforms
‘Neem de gevel op de begane grond’, vertelt Van Heel, terwijl hij gebaart naar de kozijnen met grote ruiten erin. ‘Na lang nadenken is besloten die van aluminium te maken, maar dan wel van hergebruikt aluminium. Dat was nog nooit zo expliciet gevraagd aan de kozijnenmaker. Na wat aandringen werd ook de leverancier echter duidelijk dat dit een nieuwe markt kan zijn.’ Maar wel fors duurder? ‘Nu wel, maar bedenk: ook deze kozijnen zijn weer herbruikbaar, als materiaal en als product. Alles is demonteerbaar. Als je dat en de lage onderhoudskosten meeneemt in je afweging, valt de prijs best mee. En dan heb ik het nog niet over de milieu-impact.’ Van Heel was vaak op de bouw, die werd uitgevoerd door BAM. Het was wel even wennen voor alle betrokken partijen, vertelt hij. ‘Zo circulair bouwen; dat was voor ons allemaal echt nieuw. Met veel van wat we wilden, betraden we onbekend terrein.’ De vergaderzalen, in de kelder van Circl, zijn voorzien van kozijnen uit een oud Philips-kantoor. Via het bedrijf New Horizon, dat uit panden herbruikbare onderdelen ‘oogst’ (zie ook ‘Herbruikbare huizen’ op pagina 15), kwam Circl aan deze bruine kozijnen. Ook die zijn niet opgeknapt: op verschillende plekken is de oorspronkelijke lak verdwenen en het geheel ziet er duidelijk gebruikt uit. ‘Daar moet je misschien
&
De kozijnen in de kelder komen uit een oud Philips-kantoor.
22 | de ingenieur 11 | november 2017
E N
GE
BRU
foto’s Architekten CIE
NEDERLAND CIRCULAIR
EDERLAN
D CULA I R CIR
Op de dikke balken in de hal van het ABN AMRO-paviljoen Circl is nergens lak of verf te zien, want die is niet herbruikbaar.
aan wennen, maar dit hergebruik gaan we meer en meer zien.’ Door de kelder lopen we langs een geïmpro viseerd meubel van oude bankkluisjes. In een vergaderzaal staat meubilair uit een van de oude stadskantoren van ABN AMRO. Ook de minder zichtbare onderdelen van Circl zijn circulair. ‘Kijk maar boven je. Zie je dat blauwe isolatiemateriaal?’ Glunderend loopt Van Heel op een schappenkast af. ‘In dit rariteiten kabinet liggen de basismaterialen van Circl. Zoals de oude spijkerbroeken die dienen als basis voor de blauwe isolatie. ABN AMRO-medewerkers hebben zelf ook hun jeans bijgedragen. Je verwerkt oude spijkerbroeken tot vezels, drukt die samen en je hebt uitstekend isolatiemateriaal. En het stukwerk in de kelder? Dat komt van oude uniforms van bankmedewerkers. Dat draagt bij aan meer herkenbaarheid van de circulaire mogelijkheden bij bezoekers en collega’s.’ Het lijken misschien kleine dingen, maar door zo duidelijk op hergebruik in te zetten, laat het
UIK • RECY
G N I CL
•
paviljoen wel zien dat het kan: spullen die we nu als afval zien, transformeren tot andere, hoogwaardige producten.
Zwart marmer En de energiebehoefte? Zo’n grote open ruimte zal vast flink wat koeling en verwarming vragen. Uit de kast waar ook de spijkerbroeken in lagen, pakt Van Heel een rammelende bal. ‘Phase changing materials, ofwel faseveranderende korrels’, zegt hij trots. Ze zitten onder de vloer en zijn in het plafond verwerkt. ‘Als het hier binnen warmer dan 20 °C wordt, absorberen de korrels de warmte en smelten ze. Door deze energiebuffer duurt het langer voor het hier warm wordt. En ’s avonds koelen we met buitenlucht en stolt het materiaal weer.’ Omdat de korrels zijn afgesloten van de buitenwereld, raken ze nooit op en blijft het systeem functioneren, net als water dat bevriest en ontdooit. Helaas drukt het uitzicht vanaf het dakterras je met de neus op de feiten. Dit paviljoen mag dan circulair zijn, de omringende torens van staal en beton zijn dat zeker niet. Of toch wel? Van Heel: ‘Het zwarte marmer op de gevel van ons hoofdkantoor kun je best hergebruiken. En voor veel andere onderdelen reken ik de komende jaren op innovatie en ontwikkelingen in de circulaire economie.’ Voor hem is het duidelijk: circulariteit is overal. Maar weinig gebouwen zijn zo ver als Circl. | november 2017 | de ingenieur 11 | 23
D • PRO
•R ECY CLING •
NEDERLAND CIRCULAIR
UC
•C O
RU
I
K
TI
E
NSUM
EB PTIE & G
VLIEGTUIGEN ONTMANTELEN VOOR HERGEBRUIK
NEDER L
27 april 2017: de te ontmantelen A340-300 landt op Twente Airport.
A
Duurzame demonta oud Airbus-vliegtuig. Het bedrijf laat commerciële en milieubelangen hand in
UC OD • PR
Op Twente Airport ontmantelt het Nederlandse Aircraft End-of-Life Solutions een
hand gaan door zoveel mogelijk onderdelen geschikt te maken voor hergebruik, zodat ze te verkopen zijn. ‘We zijn vooral geïnteresseerd in alles wat slijt, want daar is de meeste vraag naar.’ tekst drs. Timo Können
H
et is april 2017. Drie nachten ervoor was de viermotorige A340-300 nog op weg van Johannesburg naar Zürich, afgeladen met passagiers. Die hadden ongetwijfeld geen idee dat het toestel even later op reis zou gaan naar zijn laatste bestemming: een betonplaat naast een loods ergens op het uitgestrekte terrein van Twente Airport. De voormalige militaire vliegbasis Twenthe bij Enschede is, na een mislukt avontuur als burger-
24 | de ingenieur 11 | november 2017
luchthaven, door de provincie aangewezen als luchthaven voor zakelijk vliegverkeer en als bedrijventerrein voor de luchtvaartsector. De 3 km lange start- en landingsbaan maakt deze locatie bij uitstek geschikt om een groot passagiersvliegtuig als dit te ontvangen. Dat gebeurt in op dracht van Aircraft End-of-Life Solutions (AELS), het bedrijf dat vliegtuigen op een milieuvriendelijke manier ontmantelt – gebruik nooit het woord ‘slopen’ in het bijzijn van directeur-eigenaar ir. Derk-Jan van Heerden – en de nog bruikbare onderdelen verkoopt aan nieuwe gebruikers, zoals luchtvaartmaatschappijen. De Airbus, het 169e exemplaar uit de A330/A340-familie, is het eerste grote passagierstoestel dat de in
TI
E
foto Niek van der Zande
foto Lars Smook
NEDERLAND CIRCULAIR
I R C C UL D N A
K• RECYC LING •
R AI
foto Lars Smook
31 mei 2017: de eerste stap van het ontmantelingsproces is het verwijderen van de straalmotoren.
ge
31 mei 2017: de straalmotoren staan klaar voor transport. Links een uitlaat, rechts een ‘mixer’ die de verbrande gassen mengt met de langs de motor stromende lucht. Daarachter een uitlaatkap.
UI
R B E
• C ONSUMPTIE & G
oetermeer gevestigde onderneming in eigen Z beheer uit elkaar haalt. De Ingenieur mocht bij de aftrap zijn en liet het vervolg van het proces op de gevoelige plaat vastleggen.
Exclusief motoren
Het egaal witte toestel – de voormalige gebruiker SWISS heeft de eigen rode logo’s verwijderd – staat er verzorgd en fris bij op de landingsbaan. Maar als de fan van een van de motoren in de wind begint te draaien met net zo’n tikkend geluid als oude windmolens op het platteland in Amerikaanse Westerns maken, ontstaat toch een sfeer die past bij het einde van deze grote machine.
De pers moet nog even op een afstandje blijven. Eerst is de douane aan de beurt, overgekomen vanaf Schiphol om het toestel door te lichten op smokkelwaar. Een geel en groen gestreepte mobiele infrarood scanner met het formaat van een busje rijdt langs het vliegtuig en er deels onderdoor. Een verrijdbare trap wordt onder de voorste cabinedeur gezet en mannen met herdershonden gaan naar binnen. Er wordt niets gevonden. Waarom wilde SWISS eigenlijk van het toestel af? ‘Over een week is de laatste grote beurt aan het landingsgestel tien jaar geleden’, antwoordt Van Heerden. ‘Volgens de strenge luchtvaartregels mag het vliegtuig daarna pas weer de lucht in als er opnieuw groot onderhoud is gepleegd. Omdat het toestel al twintig jaar oud is, vond SWISS dat niet meer de moeite waard.’ De maatschappij gaf het toestel terug aan de eigenaar, leasemaatschappij GOAL, die het aan AELS verkocht. ‘Na november 2017 | de ingenieur 11 | 25
foto Lars Smook
foto Lars Smook
NEDERLAND CIRCULAIR
10 augustus 2017: na ruim twee maanden is de cabine helemaal kaal. Alleen boven het vroegere plafond valt nog iets te halen. foto Lars Smook
foto Lars Smook
31 mei 2017: in een vroeg stadium wordt de cockpit gestript. Links en rechts zijn nog de joysticks voor de besturing van het vliegtuig te zien.
31 augustus 2017: het einde nadert. De cockpit wordt verwijderd, het landingsgestel is al veel eerder verdwenen.
de laatste lijnvlucht moesten we het vliegtuig wel meteen hierheen laten komen, voordat het niet meer de lucht in mocht.’ Van Heerden betaalde – specifieker mag hij van GOAL niet zijn – een bedrag in de orde van grootte van een miljoen euro voor het toestel. Dat is exclusief de vier straalmotoren. Daarvan neemt SWISS er een over; de andere drie blijven van de leasemaatschappij. De eigenaren hebben een team uit het Verenigd Koninkrijk laten overkomen om de motoren te inspecteren. Nog voor de douane controle is de ploeg er twee uur mee bezig geweest.
Netjes opruimen Dat het vliegtuig al na twintig jaar wordt afgedankt, heeft ook met het type te maken, zegt 26 | de ingenieur 11 | november 2017
11 september 2017: het laatste stadium is het opknippen van de romp.
Van Heerden. ‘In de tijd dat dit exemplaar werd gebouwd, kochten veel maatschappijen zowel de Airbus A340 als de verder gelijke, maar tweemotorige A330. Een toestel voor intercontinentale vluchten moest namelijk vier motoren hebben, omdat tweemotorige verkeersvliegtuigen niet op meer dan een halfuur vliegafstand van een landingsbaan mochten komen. Inmiddels is die afstand vergroot tot 3,5 of 4 uur. Daardoor is het verschil in inzetbaarheid verdwenen.’ En dus is de viermotorige A340, met zijn hogere gebruikskosten, vaak het eerst aan de beurt voor vervanging. De EU telt zeven of acht bedrijven die zelfstandig vliegtuigen ontmantelen. Samen met ondernemingen buiten Europa vissen die in de wereldwijde vijver van zes- tot achthonderd afgeschreven toestellen per jaar. De bedrijfstak is pas met de privatisering van de burgerluchtvaart ontstaan, zo’n tien tot vijftien jaar geleden. Tot dan toe, legt Van Heerden uit, verkochten Europese maatschappijen hun toestellen lang voordat ze versleten waren door, bijvoorbeeld aan maatschappijen in Afrika.
foto Lars Smook
NEDERLAND CIRCULAIR
N D A L C R IR E D Drie pallets papier
MP
CL
ING
•
Na het bezoek van de pers gaat een ploeg van zes tot acht mensen met de ontmanteling aan de slag, waarbij de loods naast het vliegtuig dient als opslagplaats voor de bruikbare onderdelen. Voordat die onderdelen in de verkoop kunnen, moeten ze wel eerst nog ‘even’ worden getest en gecertificeerd. Dat werk wordt uitgevoerd door een aantal gespecialiseerde bedrijven, waaronder Fokker, KLM Engineering and Maintenance en een aantal ondernemingen uit de regio – de een ‘doet’ het hydraulisch leidingsysteem, een ander de besturingselektronica. Om welke componenten draait het met name? ‘Het meest waardevol zijn het landingsgestel en het boordhulpaggregaat in de staart, dat voor stroom zorgt als het vliegtuig stilstaat’, zegt Van Heerden. ‘Verder zijn we geïnteresseerd in alles wat slijt, zoals de remmen, want daar is vraag naar. We lezen het ‘onderhoudsboekje’ – dat drie pallets papier beslaat – om uit te vinden welke onderdelen vaak kapotgaan. Sommige componenten laten we reviseren of upgraden.’ Nadat uiteindelijk alle bruikbare delen zijn verwijderd, knipt een grote machine de aluminium romp op in stukken. Die zijn voor de schroothandelaar; niet de meest hoogwaardige vorm van recycling, maar alle beetjes helpen. |
E R • TIE & K I GEBRU
CY
Daar bleven ze dan vaak nog jaren vliegen, maar er was weinig zicht op wat er met een toestel gebeurde als het aan het eind van zijn levensduur was. Sinds de staatssteun grotendeels is weggevallen, vliegen de Europese airliners hun toestellen echter zelf helemaal ‘op’. Ze zijn verplicht ze daarna op een nette manier te laten opruimen. In 2006 sprong Van Heerden – hij was toen net aan de TU Delft als vliegtuigbouwkundige afgestudeerd op een onderzoek naar het lot van afgedankte toestellen – in op de veranderingen met de oprichting van AELS. Het bedrijf, dat nu acht mensen in vaste dienst heeft en vorig jaar vier vliegtuigen verwerkte, is de laatste tijd aan het groeien en wil naar twaalf toestellen per jaar. ‘In de begintijd dacht ik dat de luchtvaartmaat-
SU
IR
N CO • PRODUCTIE •
schappijen wel op duurzaamheid met elkaar zouden gaan concurreren’, vertelt Van Heerden. ‘Helaas is dat niet gebeurd. Meestal willen ze alleen voldoen aan de minimumeisen van de wet. Ja, als ik voor dezelfde prijs groener ben dan mijn concurrent, dán kiezen ze mij.’ Die prijs kan overigens zowel positief als negatief zijn. Regelmatig hebben de onderdelen van een toestel zo weinig restwaarde dat AELS geld voor de afname vraagt. En wat houdt groen werken in dit vakgebied eigenlijk in? ‘Om te beginnen dat we er vroeg bij zijn, voordat weer en wind plus ontwikkelingen in de markt de onderdelen minder verhandelbaar maken. Verder maken we voor alles wat echt moet worden weggegooid gebruik van de goede Nederlandse recyclinginfrastructuur. Onze vaste partner Van Dalen heeft bijvoorbeeld een shredder. Normaal verdwijnen daar auto’s en wasmachines in, maar voor ons stelt hij hem in op een hoog percentage aluminium zodat een vliegtuigromp er goed mee is te verwerken.’
LA CU
NE
31 augustus 2017: high- en lowtech door elkaar als handelswaar. De kasten zijn waterkokers en koffiezetapparaten, de zwarte cilinders links en rechts ervan zijn actuatoren voor het aansturen van de vleugelkleppen.
november 2017 | de ingenieur 11 | 27
NEDERLAND CIRCULAIR
NEDERLANDSE TEXTIELSECTOR HOOPT OP REVIVAL
Zo goed als nieuw Het is het ultieme doel van de textielbranche: alle gerecyclede vezels weer volledig als garen gebruiken. NG •
CLI
C
CY
ON
SU
RE
•
verandering in brengen. Maar ook het ontwerpproces
A L I R U C R
MPT
IE & GEBRU
IK
•
moet op de schop. tekst drs. Amanda Verdonk
•
I L C
NG
A
IE
Visitekaartje
DUCTIE • CON
stoffiltersystemen. Van boven is te zien hoe door de pijpen van de stoffilters ladingen fijn, blauw stof voorbijschieten dat overblijft bij de verwerking van het textiel. ‘Vroeger ging het stof door de hele fabriek’, vertelt De Vries. ‘Mensen liepen als blauwe smurfjes rond. Wij vonden dat niet oké.’ Van het fijne stof laat Frankenhuis sinds kort papier maken. De Vries toont haar visitekaartje, dat dezelfde denimblauwe stof bevat die we in de machine voorbij zagen komen. Een drukkerij vermengt het stof uit de filtermachine met nieuwe cellulosevezels, nodig om het papier zijn stevigheid te geven. Met het maken van papier uit textiel, maar ook plastickorrels, wandbekleding, isolatiemateriaal en auto-onderdelen, wordt het productenpalet van Frankenhuis steeds diverser. De Vries en Vanduren zoeken almaar nieuwe, creatieve toepassingen voor het eindproduct van hun vervezelmachine.
Y & G C E EBRUIK • R
ls het gaat om textielrecycling in Nederland, dan kun je haast niet om Frankenhuis heen. Het bedrijf, gevestigd op een industrieterrein in het Twentse Haaksbergen, is het enige in Nederland dat beschikt over een kledingvervezelmachine. Jaarlijks gaat hier 7000 ton afgedankte en niet meer draagbare kleding door de shredder; in de toekomst mischien zelfs 15 000 ton. Daarbij gaat het niet alleen over consumentenkleding. Ook grote volumes bedrijfskleding van bijvoorbeeld IKEA, Lidl, ANWB, Defensie en ABN AMRO gaan hier door de vervezelaars. Voor het bredere perspectief: jaarlijks dankt Nederland 255 000 ton textiel af, waarvan 155 000 ton wordt verbrand. Circa 71 000 ton wordt als kleding hergebruikt; het merendeel daarvan gaat naar het buitenland. De sector komt nu met allerlei innovaties in actie om die afvalberg terug te dringen.
PT
PRO
IE
echter al heel bijzonder. Chemische recycling kan daar
• PRODUCT
Anno 2017 is een trui met 45 % gerecycled materiaal
M U S
Textielrecycling is op zich niet nieuw. Salomon Frankenhuis was in 1874 oprichter van het familiebedrijf voor de verwerking van industrieel textielafval uit de regio. Vorig jaar kwam het in nieuwe handen. Een van de eerste inves teringen die drs. Hannet de Vries en ing. Tich Vanduren deden, was de aanschaf van gesloten
28 | de ingenieur 11 | november 2017
Geen downcycling
Deze machine is een langgerekt apparaat met grote tamboerijnen; ronddraaiende cilinders met pinnetjes die het textiel ontrafelen waardoor het er als een vezelmengsel weer uit komt. Deze manier van mechanisch recyclen heeft geen water en chemicaliën nodig en levert nauwelijks afval op – afgezien van de ritsen en knopen, waarvoor de eigenaren nog een oplossing zoeken. Het vervezelen kost alleen stroom, waar de ruim tweeduizend zonnepanelen op het dak voor een vijfde in voorzien. En dat terwijl textielproductie wél enorm belastend is voor het milieu: een kg katoen vergt 8000 l water en geeft een CO2-uitstoot van 5 kg. Het ultieme doel is om textiel uit de neerwaartse spiraal van down cycling te halen en vezels een-op-een te kunnen hergebruiken als
foto Amanda Verdonk
NEDERLAND CIRCULAIR
In vervezelfabriek Frankenhuis gaat jaarlijks 7000 ton kleding door de shredder.
garen. Zo ver is het nog lang niet. ‘Wij krijgen vooral post-consumer-kleding; een ingewikkelde stroom om te recyclen omdat de samenstelling steeds verschillend is’, zegt De Vries. ‘Dat ligt anders bij mono-stromen zoals jeans en acryl.’ Het kledingmerk BlueLoop gebruikt de vervezelde jeans van Frankenhuis bijvoorbeeld om er in Italië nieuw garen van te laten spinnen. Dat levert shirts en truien op die doorgaans voor 30 % uit gerecyclede vezels bestaan. Het probleem van zowel gemengde stromen als monostromen is dat de vezels van gedragen kleding versleten zijn en door het recycling proces korter worden, terwijl er lange vezels nodig zijn voor mooie, fijne stoffen. In dunne T-shirts zijn daardoor slechts 10 % gerecyclede vezels te verwerken. Bij grof gebreide truien is meer mogelijk; daarvan verkoopt BlueLoop
exemplaren met 45 % gerecyclede vezels. Monostromen zoals de jeans die BlueLoop gebruikt, zijn echter beperkt beschikbaar. ‘Onze grootste afzetmarkt vinden wij toch in viltachtige stoffen’, zegt De Vries. Dat het maken van dit soort materialen wordt gezien als downcycling irriteert haar. ‘Neem het gebruik van geperste vezels als isolatiemateriaal in auto’s. Hoe lang gaat een auto wel niet mee in vergelijking met een T-shirt? Het is een lichtgewicht materiaal dat zorgt voor goede demping en akoestiek. En auto’s worden na afloop compleet gerecycled, dus dat isolatiemateriaal vindt ook wel weer zijn weg.’
Magnetronstraling Voor sommige textielstromen kan chemisch recyclen een alternatief zijn. Daarmee is het mogelijk om cellulosepulp te maken van katoen (zie ‘Oud katoen wordt nieuw katoen’). Dat leidt tot nieuw v irgin katoengaren, waardoor kleding van 100 % gerecycled katoen mogelijk wordt. Frankenhuis gaat hiervoor de vezels aanleveren. Maar eigenlijk moet circulair textiel beginnen met een verantwoord ontwerp. Vanuit brancheorganisatie Modint is ir. Peter Koppert november 2017 | de ingenieur 11 | 29
foto Amsterdam Fashion Week
NEDERLAND CIRCULAIR
OUD KATOEN WORDT NIEUW KATOEN
D N C A L IR R E
C
ON
30 | de ingenieur 11 | november 2017
SU
LIN
G •
de kledingsector in actie komen, vindt Koppert. ‘Met het toevoegen van bijvoorbeeld metalen onderdelen of plastic opdrukken aan kleding heeft de industrie zichzelf alle vrijheden toegeëigend; daar moet nu een correctie op komen.’ En dat lijkt ook te gebeuren. De Britse Ellen MacArthur Foundation lanceerde afgelopen voorjaar bijvoorbeeld het Circular Fibres Initiative, waar onder andere H&M en Nike zich bij hebben aangesloten.
Productie terughalen
Verder zijn er Europese onderzoeksprojecten die als doel hebben om 5 % van de mondiale productiecapaciteit terug te halen naar Europa. Ook Nederland kan via de circulaire weg mogelijk textielproductie terughalen, denkt Koppert. ‘We willen het Twentse cluster, met onder andere Frankenhuis, Enschede Textielstad en Saxion Hogeschool, bundelen tot een Circular Textile Valley. Daar moeten proefprojecten komen voor circulair textiel. Als die succesvol zijn, zul je zien dat er weer wordt geïnvesteerd in de Nederlandse textielproductie.’ |
YC
E•
een van de grondleggers van een circulaire roadmap van de Nederlandse textielbranche. Die branche wil ook aan de ontwerpkant meer rekening gaan houden met de recyclebaarheid. ‘Kledingmerken moeten vanuit het beschikbare doek en garen gaan ontwerpen’, vindt Koppert. Zo is er in het Verenigd Koninkrijk een garen gemaakt dat, na behandeling met magnetronstraling, eenvoudig uit elkaar is te trekken. Hierdoor zijn labels, ritsen en knopen eenvoudig te verwijderen en blijven er uniforme vezels over die makkelijk opnieuw tot garen zijn te spinnen. Het Nederlandse Groenendijk Bedrijfskleding heeft als eerste een circulaire kledinglijn gemaakt van dit garen. Aangezien zo’n 80 % van alle geproduceerde textielvezels in kleding terechtkomt, moet vooral
EC
• PRODUCTI
Mode-ontwerper Lisa Konno maakt in haar kledingstukken gebruik van tweedehands textiel.
LAIR CU
NE D
Kleding van 100 % gerecycled katoen is misschien niet mogelijk met een mechanisch proces, maar wel met een chemisch proces. Saxion Hogeschool ontwikkelde een nieuwe vezel, genaamd SaXCell, die volledig is gemaakt van gebruikte katoenvezels. Via een chemisch proces worden katoenvezels omgezet in cellulose, de bouwstof voor katoendraad. Zo ontstaat een stroperige vloeistof die met behulp van een extruder tot dunne filamenten wordt geperst. Een spinnerij kan daar vervolgens garen van produceren. Met SaXCell zijn al meerdere experimenten gedaan op bestaande installaties van Nederlandse textiel producenten. Het chemische proces heeft een grotere milieu-impact dan mechanisch vervezelen omdat er water en chemicaliën voor nodig zijn. Uit labtests blijkt dat de productie van 1 kg SaXCell-vezel 120 tot 150 l water gebruikt. ‘Maar dat is minder dan bij de gangbare vezelproductie’, zegt initiatiefnemer dr.ing. Gerrit Bouwhuis. Onlangs maakte werkkledingproducent Havep in een demonstratieproject kleding van 100 % gerecycled katoen op basis van deze vezel. Bouwhuis wil uiteindelijk een fabriek waarmee op jaarbasis 10 miljoen kg katoenvezel kan worden geproduceerd en is daarvoor naarstig op zoek naar financiers.
• K MPT I U R IE & GEB
R
FOCUS
illustratie Ymke Pas
MAGNESIUM MEEST KRITIEKE MATERIAAL Het economisch belang en beschikbaarheidsrisico van kritieke materialen. 5,0
beschikbaarheidsrisico
4,5
zeldzame aardmetalen
magnesium
bismut
4,0 3,5
ruthenium
gallium
iridium
boraat
niobium
scandium
rodium
3,0 grafiet platina
2,5 indium 2,0
wolfraam
palladium
beryllium
germanium
vanadium
1,5
fosfaat
helium
kobalt
bariet
1,0
siliciummetaal
0,5
hafnium (ook vloeispaat)
rubber
tantaal 0,0 0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
economisch belang
Welke stoffen zijn belangrijk voor de Europese economie en kwetsbaar voor leveringsproblemen? Deze infographic laat het zien. Onlangs verscheen een geactualiseerde versie van de Europese Critical Raw Materials Factsheets. Die inventariseert de behoefte aan materialen voor de groei van de Europese economie en de mate van zekerheid waarin ze beschikbaar zijn. In dit nieuwe overzicht is magnesium duidelijk het meest kritieke materiaal. Magnesium wordt vooral in legeringen gebruikt om staal of aluminium in auto’s en vliegtuigen lichter te maken. Daarnaast dient het om bij de staalproductie zwavel te verwijderen en gebruikt de verpakkingsindustrie het in combinatie met aluminium; denk aan blikjes. China is veruit de belangrijkste leverancier van het metaal. Als vervanger in constructies is composiet een aantrekkelijke kandidaat, maar de kosten daarvan liggen vooralsnog een stuk hoger dan het gebruik van een metaallegering met magnesium. 6 | de ingenieur 11 | november 2017
Ten opzichte van eerdere studies valt op dat de lijst van kritieke materialen is uitgebreid. Er is een flink aantal bijgekomen (bariet, bismut, hafnium, helium, rubber, indium, palladium, rodium, ruthenium, scandium, tantaal en vanadium), terwijl sommige zijn afgevallen (antimoon, chroom, cokes-kolen, lithium, magnesiet). Lithium is in dit laatste rijtje opmerkelijk gezien de explosieve groei van de batterijenproductie. Het element stond op de lijst van 2013 vanwege twijfels over het aanbod. Volgens de nieuwe studie lijkt er nu eerder een kans op overproductie, ook al zal de vraag naar lithium van alle onderzochte materialen het hardste groeien. Vervangbaar? Bij het bepalen van de economische waarde van een materiaal is niet de prijs als uitgangspunt genomen. In plaats daarvan kijkt het Duitse Fraunhofer Institut, dat de grondslag legde voor de studie naar kritieke materialen, naar het aandeel van elk materiaal in de grootste industriële sectoren van Europa: auto’s, staal, chemie, bouw, machines, vliegtuigen enzovoorts.
Vervolgens wordt dat aandeel gewogen naar de bijdrage van die sector aan het totale Europese bruto product. Bij het aanbodrisico wordt allereerst gekeken naar de stabiliteit van het regime in het land van herkomst en naar de milieu-impact van de winning. Daarvoor bestaan inter nationaal erkende indicatoren. Dat is echter niet het enige wat het aanbodrisico bepaalt. Er wordt ook vastgesteld in welke mate het materiaal is te hergebruiken en of het bij schaarste gemakkelijk is te vervangen door een materiaal dat ruimer voorhanden is. Meer recycling en meer substitutiemogelijk heden verminderen dus het aanbodrisico. Bij het hergebruik wordt alleen gekeken naar recycling wanneer het materiaal in het afval belandt; een panel van experts beoordeelt de substitutie. De gehanteerde drempelwaarden voor wanneer een materiaal het stempel kritiek krijgt, zijn in zekere zin arbitrair, maar wel steeds hetzelfde wanneer de lijst wordt opgemaakt. Dat gebeurde tot nu toe in 2010, 2013 en 2017. De resultaten zijn daardoor onderling vergelijkbaar. (FB)
We zamelen heel wat plastic in, maar hoogwaardige producten maken we er niet van. De manier waarop de overheid het inzamelen van plastic regelt, staat innovatie in de weg, vindt Peter Rem, hoogleraar Resources & Recycling aan de TU Delft.
‘BELOON HOOGWAARDIGE RECYCLING’
Prof.dr. Peter Rem is hoogleraar Resources & Recycling aan de TU Delft.
manieren aanpakken. Je ziet momenteel nogal wat nieuwe, dunwandige verpakkingen op de markt zoals soepzakken. Die kunnen weliswaar (nog) niet worden gerecycled, maar er gaan wel veel minder grondstoffen in. Bovendien kost de productie ervan minder water en energie. Een andere optie is het gebruik van biologisch afbreekbare plastics, oftewel biopolymeren. Zelf werk ik aan technologie om plasticafval in veel meer stromen te scheiden. Een afvalverwerker kan daarmee over vijf of tien jaar een distributiecentrum voor herwonnen hoogwaar dige grondstoffen worden. Er is echter een obstakel. De overheid beloont de plastic recycling nog steeds met een zogeheten gate fee per ton ingezameld en gerecycled mate riaal: a lles wat door de poort van de afvalverwer ker gaat, wordt beloond. Recyclingbedrijven zijn er dus bij gebaat om zoveel mogelijk plastic in te nemen en te verwerken, niet om te zorgen dat daar ook iets hoogwaardigs van is te maken. De overheid stimuleert zo in feite het downcyclen van plastic voor 150 miljoen euro per jaar. Dat moet dus anders. Koppel die gate fee niet aan wat er bij het bedrijf aan plastic in gaat, maar wat er aan productwaarde na het recyclen uitkomt. Dat stimuleert bedrijven om te innoveren, want het hoogwaardige product uit gerecycled plastic loont dan dubbel: het levert meer op aan de ‘gate’ én in de verkoop.
illustratie Joost Stokhof
PUNT
In Nederland gebruiken we per jaar voor 700 mil joen euro aan plastic in verpakkingen; dat is zo’n 40 euro per persoon. Tegelijkertijd weten we dat plastic in het milieu schadelijke gevolgen heeft en zijn we best actief om het gebruikte plastic netjes weg te doen. Een groot deel van het verpakkings plastic komt terug via statiegeld, wordt door gemeentes ingezameld of wordt via nascheiding alsnog uit het restafval geplukt. Daar investeren we veel geld en moeite in, maar vervolgens komt er bar weinig voor terug. Van die 40 euro per persoon blijft maar 1 à 2 euro waarde aan gerecyclede plastics over. Het probleem is dat plasticafval bestaat uit wel 250 verschillende polymeren. Die worden nu gescheiden in vier of vijf hoofd stromen, zoals polyethyleen en polypropyleen. Dat zijn allemaal mengsels met allerlei additie ven, verschillende kleuren en verschillende smelttrajecten. Van de korrels die na de recycling overblijven, kunnen we nog wel verkeerspaaltjes, tuin bankjes, jerrycans of kleerhangers maken, maar nooit meer hoog waardige artikelen zo als voedselverpakkin gen. Er is dus sprake van downcycling: het restproduct heeft een veel lagere waarde dan het origineel. We kunnen dat pro bleem op verschillende
augustus 2017 | de ingenieur 8 | 3
Veel ondernemers willen best aan de slag met de circulaire economie, maar het ontbreekt hen aan praktisch toepasbare kennis. Een centrum voor grondstoffenefficiency moet in die leemte voorzien, vindt Yasemin Cegerek, oud-Kamerlid en voormalig parlementair rapporteur circulaire economie.
‘CREËER EEN VRAAGBAAK VOOR HET MKB’
Yasemin Cegerek was tot voor kort Kamerlid voor de PvdA en parlementair rapporteur circulaire economie.
nen mkb’ers terecht met dit soort vragen wanneer ze met circulariteit aan de slag willen? In Duitsland heb ik kennis gemaakt met het Zentrum Resourceneffizienz, een gezamenlijk initiatief van het Federale Milieuministerie en de ingenieursvereniging VDI. Dat die laatste ermee aan slag is gegaan, ligt voor de hand. Kennis van ingenieurs is immers drin gend nodig om producten en processen anders te ontwerpen, en om energie en materialen te bespa ren. Die vereniging helpt bovendien om een inter disciplinaire aanpak te bevorderen. Ik pleit ervoor om ook in Nederland zo’n centrum voor grondstoffenefficiency op te richten. Primaire doel is het leveren van praktisch toepasbare kennis; een vraagbaak zijn voor de mkb-bedrijven die met circulariteit aan de slag willen. Het centrum is niet zozeer een onderzoeksinstituut, maar is er vooral om bestaande kennis te bundelen en praktijkvoorbeelden te verzamelen. Dat alles moet het centrum vervol gens toegankelijk maken, zodat het kan helpen de beweging naar de circulaire economie een extra impuls te geven. In navolging van het Duitse voorbeeld zou in Nederland het Koninklijk Instituut van Ingenieurs (KIVI) een duidelijke rol kunnen vervullen, als organisatie die alle disciplines kan aanspreken en die niet is gebonden aan een bepaald specifiek eigenbelang. De Nederlandse ingenieurs gemeenschap laat daar mee ook zien dat ze in de circulaire economie dé nieuwe grote opgave ziet en daarvoor haar vernuft en innovatieve vermo gen wil inzetten.
illustratie Joost Stokhof
PUNT
De circulaire economie heeft de toekomst; we kun nen simpelweg niet doorgaan met de wijze waarop we nu produceren en consumeren. Zeker niet als we beseffen dat de wereldbevolking zal toenemen tot zo’n 9 à 10 miljard mensen en een groot aantal van hen het volste recht heeft op economische groei, met de bijbehorende toename van gebruik van grondstoffen. De natuur en de aarde zijn echter niet onuitputtelijk. En wat geeft ons land het recht om 70 % van zijn grondstoffen uit het buitenland te halen, wanneer we de opkomende landen dezelfde rechten willen toekennen? De optelsom is dat dit eenvoudigweg niet houdbaar is. We hebben daarom dringend behoefte aan een drastische vermindering van het primaire grondstof fengebruik. We moeten af van de wegwerpcultuur. Zo’n circulaire economie biedt enorme kansen voor innovatie en verduurzaming, en is uiteindelijk ook goed voor ieders portemonnee. Want het uitgangs punt is dat we de waarde van een product zo lang mogelijk in stand houden, ook ver voorbij de directe gebruiksfase. Tijdens mijn rondgang langs bedrijven en koepelorganisaties heb ik gemerkt dat de wil er is, maar dat het vaak ontbreekt aan praktische kennis. Waar te beginnen? Welke samenwerkingsver banden zijn nodig? Wat is de slimste techniek om te gebruiken? Waar moeten de prioriteiten liggen? En vooral, waar kun
juni 2017 | de ingenieur 6 | 3
ONZE OPINIEMAKERS
JAN JONKER, HOOGLERAAR DUURZAAM ONDERNEMEN AAN DE RADBOUD UNIVERSITEIT:
‘Maak circulair eindelijk praktisch’ Een enorm hoog knuffelgehalte, maar praktisch nog ontzettend onderontwikkeld. Zo karakteriseert prof.dr. Jan Jonker de huidige stand van zaken rond de circulaire economie. ‘Wat er feitelijk gebeurt, staat ver af van wat er met de mond wordt beleden.’ De hoogleraar Duurzaam Ondernemen aan de Radbouduniversiteit geldt als een autoriteit op het gebied van de circulaire economie. Zo is hij een van de auteurs van het recent verschenen witboek Businessmodellen circulaire economie. Jonker oordeelt opmerkelijk positief over de beleidsdocumenten die onder Rutte II zijn verschenen. ‘Hou daar vooral aan vast. Maar kom nu met daden die invulling geven aan de plannen.’ Jonker heeft daarvoor een drietal aanbevelingen. Ten eerste: ‘Heb het lef een belastingsysteem in te voeren dat circulariteit bevordert. Ideeën hoe dat te doen zijn er genoeg; daar hoeft het niet aan te liggen.’
Als tweede pleit hij voor het benutten van het enorme inkoopvermogen van de overheid. ‘Werk stelselmatig met steeds hogere doelen. Dus eerst met 1 % circulair inkopen, dan opschalen naar 5 %, het jaar erop 15 % en zo verder zodat we in tien jaar tijd, zeg, 85 % bereiken. Door stelselmatig de doelen aan te scherpen, kunnen aanbieders erop inspelen. Eigenlijk is het simpel: de overheid moet zijn eigen huishouding circulair gaan organiseren. Dat kan in tien jaar tijd.’
Investeringsbank Wel heeft de overheid ook allerhande regels die vaak onbewust circulariteit tegenwerken. ‘Elke sector kent de voorbeelden wel. Maak een lijst van dat soort regelingen en zorg dat die stelselmatig worden aangepast of weggewerkt.’ Als derde pleit Jonker voor de vorming van een Nationale Investeringsbank voor de Circulaire Economie. ‘Er is een duidelijke investeringsvraag, maar het blijkt moeilijk die door bestaande kredietverstrekkers te laten financieren. Het is ook niet duidelijk aan wie je het geld moet lenen. Want wie is ‘de kringloop’? Degene die het initiatief neemt? En voor welke periode leen je geld uit? Meestal gaat het om zakelijk gezonde projecten, die ergens tussen de paar miljoen en enige tientallen miljoenen aan voorfinanciering nodig hebben om op gang te komen.’ Het motto bij dit alles moet zijn: hoe concreter hoe beter, benadrukt Jonker. ‘Bekijk per mate riaalstroom: hoe maken we die circulair? Is dat goed te organiseren en ook nog rendabel te maken? En wel zo dat we daarmee grote volumes bereiken, zoals we die nu al hebben voor bijvoorbeeld papier, glas en blik.’
Voer een belastingsysteem in dat circulariteit bevordert. Laat de overheid steeds meer circulair inkopen. Vorm een nationale bank die investeert in circulaire projecten.
14 | de ingenieur 2 | februari 2017
ONZE OPINIEMAKERS
MEINY PRINS, DIRECTEUR KLIMAATSYSTEEMONTWIKKELAAR PRIVA:
‘Verbieden kan positief uitpakken’ Zorg voor consistentie in het overheidsbeleid en onderschat niet hoeveel innovatie je met de juiste prikkels kunt losmaken, zegt Meiny Prins MSc, directeur van het familiebedrijf Priva, dat klimaatsystemen ontwikkelt voor kassen en gebouwen.
power staan, dat we het energiebedrijf van de omliggende steden zouden kunnen zijn. En het is op dit moment de meest schone bron op fossiel; heel efficiënt en de CO2 gebruiken we in de kas. Maar dan staat de regering vervolgens toe dat er nieuwe kolencentrales worden gebouwd. En omdat de kolen nu zo goedkoop zijn, is de business case voor de WKK weg. De overheid had moeten zeggen: we willen die kolen niet, want we gaan naar een duurzame energievoorziening.’
‘Weet je wat de belangrijkste aanjager is geweest van innovatie in de Nederlandse glastuinbouw? Het verbod van de overheid op het gebruik van methylbromide als grondontsmetter. De teelt moest toen los van de grond en dat heeft heel veel in gang gezet. We konden het water hergebruiken en de productie per vierkante meter schoot omhoog.’
Bladenafknipper Prins pleit al langer voor een nieuwe Nationale Investeringsbank. Waarom is die nodig? Ze licht het toe met een voorbeeld uit haar eigen bedrijf. ‘We hebben de robot Kompano ontwikkeld die helemaal zelfstandig bladeren kan afknippen van tomatenplanten; voor mensen echt geen fijne klus. Het liefst zouden we die robot als een soort uitzendkracht verhuren. Maar dat betekent dat die robots bij ons op de balans komen en dat we daar dus financiering voor moeten vinden. En dat valt niet mee.’ Ze ziet het als voorbeeld van waar de nieuwe economie botst met de oude. ‘De nieuwe economie is dat we diensten leveren: we knippen je tomatenbladeren, we zorgen voor het klimaat in je kas of gebouw. De hardware blijft dan van ons, wat betekent dat we ook goed moeten nadenken wat we met die apparaten doen als ze zijn versleten. Hoe zorgen we voor maximaal hergebruik? Dat wordt steeds gewoner in de circulaire economie. Nieuwe businessmodellen helpen ons om verantwoord met materiaal en natuurlijke bronnen om te gaan. Het gaat steeds meer om gebruik en niet om bezit. En daar zijn ook andere financieringsmogelijkheden voor nodig.’
Ga daar dus mee verder, adviseert ze. ‘Iets verbieden klinkt onaardig, maar kan wel enorme impact hebben. Dus leg vast: elke kas die nu wordt gebouwd, is een kas zonder gas. Dat kan natuurlijk alleen door een overheid met een duidelijke visie over waar het in de toekomst heen moet en die daar echt consistent aan werkt.’ Want het kan ook flink verkeerd gaan, zoals met de warmtekrachtkoppeling (WKK). ‘Hier in het Westland hebben we zo veel WKK-
Durf dingen te verbieden.
Heb als overheid voor een duide lijke visie en houd daaraan vast. Zorg voor financieringsmogelijk heden waar oude en nieuwe economie wringen.
16 | de ingenieur 2 | februari 2017
ONZE OPINIEMAKERS
5 ADVIEZEN VOOR EEN CIRCULAIRE ECONOMIE VAN EVA GLADEK, OPRICHTER EN CEO VAN METABOLIC
De ambitie van de overheid om het materiaalgebruik in 2030 met de helft te reduceren is goed, maar de vraag hoe dat te bereiken vergt veel meer analyse en nadenken dan de politiek gewoon is. Zo luidt de diagnose van Eva Gladek, oprichter en CEO van het circulaire ontwikkelbureau Metabolic. Het jonge bedrijf, met inmiddels zo’n twintig medewerkers, is een van de eerste in Nederland die zich helemaal toelegt op de circulaire economie. ‘We zijn heel datagedreven en doen veel onderzoek, maar als we iets een goed idee vinden, zorgen we ook dat het wordt uitgevoerd’, omschrijft Gladek de filosofie van haar bedrijf. Zo doet Metabolic analyses voor provincies, maakte het een ontwikkelingsplan voor de Amsterdamse wijk Buiksloterham en een masterplan voor Schoon Schip, een project met zelfvoorzienende drijvende woningen. Gladek vindt het mooi dat de overheid een rijksbreed programma Circulaire economie heeft gepubliceerd, maar hoe de doelstellingen daarvan zijn te bereiken, blijft nog vaag. Ze heeft daarvoor een aantal indringende adviezen.
1
aak helder hoe een M circulaire economie eruit moet zien
‘Je hoort afval te gebruiken als bron en moet samenwerken in de keten. Maar dat zegt nog niets over de eindtoestand en maakt het moeilijk om vooruitgang te meten.’ Als voorbeeld hoe het niet moet, noemt ze het te huur aanbieden van spijkerbroeken door Mud Jeans. ‘Dat klinkt mooi, maar bij spijkerbroeken pakt een goed afvalsysteem veel beter uit dan iedereen na een jaar zijn gebruikte jeans laten terugbezorgen.’ Ze heeft zelf een aantal criteria van circulariteit vastgesteld, zoals: materialen zo gebruiken dat hoogwaardig hergebruik mogelijk is, schaarse materialen niet in kringlopen brengen die lang duren, zorgen dat biodiversiteit en natuurlijk kapitaal worden versterkt, en zo meer. ‘Voor dat soort criteria kun je indicatoren vaststellen, en zo krijg je zicht op je bijdrage aan circulariteit.’
2
Zorg voor data over stofstromen
‘Er is een groot gebrek aan gegevens en transparantie. Als we meer informatie hebben over de impact van bepaalde materialen, dan kunnen we veel gerichter beslissingen nemen. Zonder data is wat we doen wellicht goed bedoeld, maar toch een slag in de lucht.’
3
Doe iets aan de vraag naar grondstoffen
‘Er is veel focus op hergebruik van afvalstromen, maar als je kijkt naar de totale grondstofhuishouding van de wereldeconomie, dan is wat er aan
18 | de ingenieur 2 | februari 2017
afval verdwijnt maar een heel dun lijntje aan het eind van de dikke balken van de grondstoffen die we gebruiken. Het is dus minstens zo belangrijk om de vraag naar materialen te reduceren. Dematerialiseren van onze economie hoort een prioriteit te zijn. Een van de manieren om dat praktisch te maken is dat er materiaalbudgetten komen, zodat bedrijven daar met hun product ontwikkeling op in kunnen spelen. Nu houden we daar helemaal geen rekening mee.’
4
Ontwikkel nieuwe financieringsmodellen
‘Een gebouw als grondstoffenbank klinkt prachtig. Maar voor de projectontwikkelaar staan de extra kosten om dat gebouw circulair te maken als een negatieve post op de balans. Pas na tien, twintig jaar, wanneer het eerste materiaal wordt hergebruikt, ziet hij iets van dat geld terug. Zorg dus voor een financieringsmodel om die eerste periode te overbruggen.’
5
Creëer een markt voor circulaire producten
‘De overheid stelt een hoge ambitie. Maar veel producten om dat mogelijk te maken, zijn er gewoonweg nog niet. Die moeten eerst worden ontwikkeld. En dat gebeurt alleen als er een markt voor is. Er is dus regulering nodig die partijen de circulaire kant op duwt, bijvoorbeeld door bij gronduitgifte circulariteit in de eisen op te nemen. Op dit ogenblik werken we met de gemeente Amsterdam aan indicatoren waarmee is te bepalen hoe circulair een bouwplan is. Op die manier creëer je een markt voor circulaire pro ducten.’
ONZE OPINIEMAKERS
GERALD SCHOTMAN, PRESIDENT KIVI:
‘Geef circulariteit de ruimte’ ‘Met de circulaire economie kunnen we een prachtig exportproduct ontwikkelen’, zegt ir. Gerald Schotman, president van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI). ‘Maar dan moet de overheid er wel regie op voeren.’ ‘Regie betekent heldere kaders neerzetten, zodat onderzoekers en bedrijven weten in welke richting ze moeten gaan’, verduidelijkt Schotman. ‘Stel een ambitieus doel: wij willen tot de wereldtop be horen van landen die hun steden circulair weten te maken. Het bedrijfsleven kan dan met het ontwikkelen van de circulaire economie nieuwe waarde creëren. Daar hoeft de overheid verder niet veel aan te doen.’ Wel ligt er nog een taak op het gebied van de kennisbasis, zegt Schotman. Die is volgens hem nu nog te veel opgedeeld in afzonderlijke segmenten. ‘Terwijl de winst hem juist zit in het gebruiken van bijvoorbeeld handige logistieke oplossingen om water ter plekke schoon te maken, zodat we kringlopen veel sneller en met minder energie- en materiaalgebruik rondkrijgen. Dat vereist kruisbestuiving; het zien van koppelkansen. Regie van de overheid is nodig om dat te bevorderen.’ Zo zou onderzoek alleen bepaalde financiering kunnen krijgen wanneer dat aantoonbaar bijdraagt aan circulariteit. ‘Dit soort prikkels van de overheid helpen onderzoekers te beseffen: op het gebied van
circulariteit kan ik scoren; hier ligt de toekomst.’ Daarnaast moet nieuwe bedrijvigheid de ruimte krijgen. ‘Circulariteit betekent ook het opeten van businessmodellen die zijn gebaseerd op de lineaire economie, bijvoorbeeld van bedrijven die aan het eind van een keten hun geld verdienen. De overheid zal verstoorders en baanbrekers dus een duwtje in de rug moeten geven.’ In de discussie over thema’s als de circulaire economie ontbreekt het volgens Schotman aan het besef dat het niet alleen gaat om technologie of economie, maar ook om sociale en politieke verandering. ‘Je kunt die niet los van elkaar zien. Stel dat iemand zijn gasten vertelt: ‘Het water waarmee ik straks koffie ga zetten, komt uit het toilet dat jullie net hebben gebruikt.’ Dan is duidelijk dat het niet alleen gaat om toepassing van prachtige filtratietechnieken met membranen, maar ook om persoonlijke voorkeuren en gewoontes. Als die niet mee veranderen, gaat die omslag naar een circulaire economie nooit lukken. Ook op dit terrein ligt een taak voor de overheid.’ Die verwevenheid van politiek en technologie heeft nog andere kant: zorg dat verwachtingen realistisch zijn. ‘Weet waar je het over hebt en stuur mensen niet op pad met valse beloften. Dan krijg je over twee of drie jaar een enorme frustratie omdat die beloften niet zijn waargemaakt en heb je het risico van een terugslag.’ Voor de KIVI-president betekent werken aan circulariteit een nieuwe invulling van de maatschappelijke rol van ingenieurs. ‘Ik merk het ook aan studenten die ik bij lezingen ontmoet. Voor hen is het doel waarvoor de technologie wordt gebruikt minstens zo belangrijk als het begrijpen en ontwikkelen van die technologie zelf. Opleidingen zouden daar beter op in moeten spelen.’
Stel een ambitieus doel op het ge bied van de circulaire economie.
Bevorder kruisbestuiving.
Besteed ook aandacht aan de s ociale en politieke verandering.
20 | de ingenieur 2 | februari 2017
KWALITEIT VAN KUNSTSTOFFEN MOET OMHOOG
BETER
HERGEBRUIK
14 | de ingenieur 3 | maart 2016
Het hergebruik van plastics groeit, maar de kwaliteit van het gerecyclede materiaal blijft achter. Techniekontwerpers proberen die impasse te doorbreken. ‘Kosten en kwaliteit zijn drastisch te verbeteren.’ tekst drs. Timo Können illustraties Ymke Pas
maart 2016 | de ingenieur 3 | 15
PLASTICRECYCLING
I
n 2014 recycleden Nederlandse huishou dens en bedrijven 50 % van hun plastic ver pakkingsafval. Dat mag een succes heten, zeker gezien het feit dat De Ingenieur in 2010 nog constateerde dat niet meer dan 10 % van het huishoudelijk plastic afval werd gescheiden. Bovendien lijkt de stijging verder door te zetten. Maar het is niet alles goud wat er blinkt. Zo is het zorgwekkend dat de sector nog altijd zwaar aan het subsidie-infuus ligt. ‘Het maken van een ton gerecycled plastic kost in Europa circa 3000 euro subsidie. Op de markt brengt dat plastic 800 à 900 euro op, tegenover 1300 tot 1400 euro voor een ton virgin plastics gemaakt uit olie. Ik denk dat negen van de tien burgers zich bedrogen zouden voelen als ze die cijfers horen’, zegt prof.dr. Peter Rem, hoogleraar Resources & Recycling aan de TU Delft. Een ander pijnpunt is de nog altijd matige kwali teit van het gerecyclede materiaal, waarvan bijna alleen simpele producten als bloempotten en bermpaaltjes zijn te maken. Dat komt door fouten bij het verwijderen van de plasticsoorten die ver ontreinigingen veroorzaken. Is die matige kwali teit erg, als het recyclaat toch wel z’n weg naar afnemers vindt? Rem en anderen in het veld vinden van wel: een hoogwaardiger product is nodig om de subsidiekloof te verkleinen en de recyclingeconomie verder te stimuleren. Boven dien lukt het met de huidige downcycling niet om hetzelfde materiaal telkens opnieuw te gebrui ken, wat wel nodig is als de wereld echt wil besparen op olie en CO2-uitstoot. Van de gewon nen olie verandert 5 % in plastics, en daarbij is de energie voor delving, raffinage en synthese niet meegeteld. Dat moet en kan beter, vindt Rem. ‘Met de juiste technologie en organisatie zijn kos ten en kwaliteit dramatisch te verbeteren.’
Het sorteren van huishoudelijk afvalplastic is het werk van machines met een lopende band, die de plastics met infraroodspectroscopie her kennen en ze vervolgens met behulp van luchtpistolen van de band schieten. Daarbij is het probleem – naast de vergissingen die het sys teem af en toe maakt – dat veel objecten uit meer dan één soort kunst stof bestaan. Zo is een shampooflesje meestal gemaakt van polyethy
‘Een ton gerecycled kunststof levert negenhonderd euro op en kost drieduizend euro subsidie’ leen (PE) en de dop van polypropyleen (PP). Het flesje komt met dop en al bij een van beide fracties terecht, die daarna wordt omgesmolten. Een gevolg is dat gerecycled PP ongeveer 5 % PE bevat. ‘Helaas gedraagt een vloeibare mix van PE en PP zich net als een mengsel van olie en water’, zegt dr.ir. Benny Luijsterburg, die aan de TU Eindhoven is gepromoveerd op onderzoek naar het verbeteren van gerecycled PP. ‘Het PE vormt bolletjes binnen de PP-massa. Na het afkoelen en stollen zijn de grensvlakken zwakke punten, waar de kunststof gemakkelijk breekt. Vervuiling door fragmenten van andere stoffen, zoals poly ethyleentereftalaat ofwel pet, maakt het nog erger. Dat resulteert in een erg bros materiaal.’ Brosheid is een specifiek PP-probleem, maar bij andere kunststoffen zijn insluitingen eveneens de oorzaak van kwali teitsverlies.
Kogelvrije vesten Luijsterburg vond er iets op. Door zijn extruder voor het smelten van het plastic (zie kader ‘Mechanisch smelten’) te voorzien van een dub bele in plaats van een enkele schroef en de vloeibare massa ook nog
Plasticrecycling in stappen 1 Plastic afval
camera
3A Extruderen
2A Voorsorteren met luchtpistool
3B Additieven toevoegen luchtpistool
2B Voorsorteren met magnetische dichtheidsscheiding
16 | de ingenieur 3 | maart 2016
3C Afbreken magneet
+
PLASTICRECYCLING
MECHANISCH SMELTEN Het proces van plasticrecycling lijkt wel een beetje op het omsmelten van metalen voorwerpen. De kunststofresten worden eerst op polymeersoort gesorteerd, tot snippers verkleind en schoongemaakt. Dan worden ze verhit tot een vloeibare massa, geschikt om nieuwe producten van te maken. Maar omdat de warmtegeleiding van plastics matig is, kan dat verhitten niet, zoals bij metaal, gebeuren in een keteltje met een vuur eronder of, moderner, met een elektrisch verwarmingselement. Plastics, nieuw of gebruikt, worden meestal omgesmolten in een extruder, een draaiende schroef in een nauwe behuizing die de stukjes langs elkaar wrijft. De temperatuur stijgt daarbij boven het smeltpunt, maar wordt ook weer niet zo hoog dat er chemische reacties optreden. Het vloeibare recyclaat wordt verder net zo behandeld als een hete massa maagdelijk plastic uit olie. Meestal betekent dat dat er eerst korrels van worden gemaakt, die later in de extruders van eindfabrikanten tot objecten worden omgesmolten. Dit mechanische proces werkt met elke soort plastic. Dat consumenten alleen verpakkingen bij het plastic afval mogen gooien en geen plastic producten, is alleen omdat het aantal kunststofsoorten anders te groot zou worden voor economisch rendabele verwerking. De verpakkingsmaterialen vormen nu eenmaal de grootste categorie binnen de kunststofproductie: wereldwijd tussen de 35 en 40 miljoen ton per
door een buis met obstakels (statische menger) te leiden, kon hij de PE-insluitingen aanzienlijk verkleinen. Ook het snel en onder een hoge druk afkoelen van de massa bleek het plastic sterker te maken. Na toevoeging van een filter om niet-vloeibare verontreinigingen als stukjes pet tegen te houden, onderwierp Luijsterburg het mate riaal aan verstrekking, een proces waarbij de nor maal chaotische kluwen van polymeren door uit rekken in één richting wordt georiënteerd. Dat wordt met virgin plastics gedaan om ze extra stijf te maken voor toepassingen als kogelvrije vesten, maar was met recyclaat nog niet geprobeerd. De kwaliteit bleek weinig onder te doen voor die van de bekende materialen. ‘Het is zonder meer geschikt om Samsonite-koffers van te maken’, aldus Luijsterburg.
Magneten Er zijn meer onderzoekers die met procesver beteringen bezig zijn. De oplossing van Rem van de TU Delft heet magnetische dichtheids scheiding (MDS), een nieuwe manier van sor teren die zorgt dat er van meet af aan minder vreemde stoffen in de plastics terechtkomen. De Rotterdamse spin-out Urban Mining Corp heeft inmiddels de eerste twee magnetische scheidingsinstallaties aan recyclers geleverd. ‘Het werkt met behulp van stromend water waar magnetische nano deeltjes in zitten’, legt Rem uit. ‘Grote magneten boven en onder de stroom oefenen via die deeltjes een opwaartse kracht op het water uit. Dat effect gaat tegen de zwaartekracht in en verlaagt dus het gewicht
jaar, rond 40 % van het totaal. Voor plastics die niet in het huishoudafval terechtkomen, bestaan er andere recycleroutes. Zo wint de industrie kunststoffen terug uit ontmantelde apparaten, waarvoor de kopers een verwijderingsbijdrage hebben betaald. Voor het milieu zit de grootste winst van mechanische recycling in het uitsparen van de forse hoeveelheid energie die het maken van nieuwe plastics op oliebasis kost. Het opvallendste nadeel is kwaliteitsverlies door de onvermijdelijke vervuiling van het materiaal. Dat nadeel ontbreekt bij chemische recycling, waarbij de polymeren worden afgebroken tot – makkelijk af te scheiden – grondstoffen. Maar dat afbreken kost meestal veel energie, mede hierdoor wordt chemische recycling nog nergens in de wereld commercieel toegepast. Het Eindhovense bedrijf Ioniqa heeft echter een energiezuinig proces ontwikkeld dat daar vanaf 2017 verandering in moet brengen.
van het water. Het magnetisch veld is hoogteafhankelijk, dus het gewicht ook. Mee stromende plasticsnippers kunnen we zo op dichtheid scheiden, want volgens de wet van Archimedes migreren die naar een hoogte waar hun gewicht gelijk is aan dat van hetzelfde volume water. De snippers worden vervolgens door vijf of zes openingen afge voerd op verschillende hoogten.’ In één stap vijf of zes fracties schei den is veel efficiënter dan infra roodscheiding, waarbij voor elke fractie afzonderlijk een machine nodig is. Maar Rem ziet magnetische scheiding eerder als complement van die laatste techniek dan als concur rent. ‘De methode is het best geschikt om voor te scheiden. Elke fractie gaat vervolgens ook door een infraroodschei der, die de resterende vervuiling eruit haalt. Dat levert een zeer zuiver product op. Samen met de machines voor kleursortering die inmiddels op de markt zijn, komt het ideaal om een wit sham pooflesje terug te recyclen naar een wit sham pooflesje dichtbij.’ Maar voorlopig staat nog iets anders dat witte shampooflesje in de weg. ‘Er zijn veel te veel ver maart 2016 | de ingenieur 3 | 17
PLASTICRECYCLING
Plasticfabricage De productie van plastic sinds 1950, wereldwijd en in Europa in miljarden kilo’s. 350 300 250 200 150
bron PlasticsEurope
100
wereld
50 0 1950
Europa 1960
1970
1980
1990
2000
2010 2020
Huishoudelijk plastic afval Gescheiden ingezameld in Nederland (kton). Totaal huishoudelijk plastic afval (geschat): 300 kton/jaar. 140 120 100
totaal thuis- en nascheiden
80 60
bron Afvalfonds
40 20 0 2008
Ook ir. Huub Meessen, CEO van de gloednieuwe recyclingfabriek QCP (Quality Circular Polymers) op industrieterrein Chemelot in Geleen, vindt dat de overheid meer moet sturen. ‘Voer een systeem van CO2-credits voor kunststoffen in dat recyclen beloont. En gun belas ting- of btw-voordelen aan bedrijven die recyclaat inzetten, zodat je de Unilevers en de Aldi’s meekrijgt.’ Niet dat QCP over een gebrek aan afnemers heeft te klagen. De fabriek, die in een recordtempo uit de grond is gestampt, levert momenteel 35 000 ton recyclaat per jaar. Dat moet uiteindelijk 100 000 ton worden. ‘Onze klanten zijn grote inter nationale bedrijven die duurzaamheid serieus nemen. Die lopen niet zomaar weg, omdat de olieprijs zakt. Maar voor de doelstellingen van het Circular Economy Package is veel meer nodig.’
thuisscheiden statiegeld 2010
nascheiden 2012
2014
pakkingsplastics, zo’n 250 soorten’, zegt Rem. Want weliswaar is het overal PE, PP en pet wat de klok slaat, maar het ene pet is het andere niet. De ketenlengte van de polymeren, de kristal structuur, dichtheid en toegevoegde stoffen kun nen sterk variëren. Dat kan de scheiding op poly meersoort in de war sturen, maar ook als dat goed gaat, komt er een janboel aan stoffen in het recyclaat terecht. Aangezien dat niet goed is voor de kwaliteit, pleit Rem ervoor het aantal soorten tot vijftig terug te brengen. ‘Dan is er nog ruim voldoende keus, ook volgens de industrie. Die is ook niet tegen standaardisering, maar heeft er zelf geen belang bij het initiatief te nemen. De Europese en Nederlandse overheid zijn gewend om de industrie te volgen en doen ook niets. Dat is jammer, want de recycle-economie heeft nu bij uitstek de kans om de sprong naar volwassenheid te maken.’ 18 | de ingenieur 3 | maart 2016
‘Ik denk dat negen van de tien burgers zich bedrogen zouden voelen als ze die cijfers horen’ Meessen doelt op het pakket dat eurocommissaris Frans Timmermans afgelopen december presenteerde. Het bevat onder meer de afspraak om in 2025 55 % van alle kunststoffen te recyclen. Meessen: ‘Een ambi tieuze doelstelling, voorzichtig gezegd. Het betekent dat er in Europa tien jaar lang elk jaar minstens tien fabrieken zo groot als QCP bij moe ten komen. En ook nog zes SUEZ-achtigen per jaar.’ SUEZ, het voorma lige SITA, heeft stevig in QCP geïnvesteerd en garandeert de fabriek een ononderbroken levering van gebruikt PE en PP. Dat kan het doen, omdat het onder meer in Rotterdam een grote sorteerfaciliteit voor huishoudelijk plastic afval heeft, de enige in zijn soort in ons land. Het meeste Nederlandse plastic afval wordt overigens nog altijd in Duits land gesorteerd, waarna terug in Nederland een legioen van meren deels kleine recyclingbedrijven zich erover ontfermt.
Additieven Het voorbeeld van QCP laat zien dat er ook een chemische route naar beter recyclaat bestaat. Voordat Meessen het bedrijf met twee collega’s oprichtte, was hij vicepresident Europa van het Saudische Sabic. Die petrochemische wortels vindt hij een belangrijk voordeel. ‘We begrij pen onze klanten en spreken hun taal. Ze willen plastic dat gemakke lijk de gebruikelijke korrels uit olie kan vervangen. Het moet een hoge, constante kwaliteit hebben en mag niet stinken.’
PLASTICRECYCLING
Verwerking van gebruikt plastic recyclen
Europese Unie (+2*)
Nederland
verbranden
storten
totaal
25832 kt
totaal
852 kt
verpakkingen
15949 kt
verpakkingen**
477 kt
bouw
1458 kt
bouw
66 kt
auto-industrie
1256 kt
auto-industrie
31 kt
elektrische/ elektronische apparaten
1291 kt
elektrische/ elektronische apparaten
50 kt
anders
4521 kt
anders
0%
20%
40%
60%
80%
100%
185 kt 0%
20%
40%
60%
80%
100%
*Noorwegen en Zwitserland **Door een andere rekenmethode komt de recycling van Nederlandse verpakkingen niet helemaal op 50 %
Het afval dat samengeperst tot balen bij de fabriek arriveert, is door SUEZ al gesorteerd en ontdaan van ongewenste plastics. Vervolgens versnippert, wast en zuivert QCP het materiaal zoals andere recyclers dat ook doen, alleen een stuk intensiever. In de fabriekshal staat er een indrukwekkende cascade van apparatuur voor opgesteld. Daarna gaan de snippers door een tandem van extruders: de eerste dient om er een vloeibare massa van te maken, de tweede om er chemicaliën aan toe te voegen. Vooral met die laatste stap onderscheidt het bedrijf zich van de concurrentie. Meessen: ‘In feite is het misleidend om QCP een recy cler te noemen. We zijn een compounder, een bedrijf dat kunststoffen met additieven verbetert en op smaak maakt voor zijn klanten. De integratie van recyclen en additieven toevoegen heeft veel voordelen. Het scheelt energie en kosten om een stof als talk direct aan het meng sel toe te voegen. Het voorkomt ook dat de polymeren door herhaald opsmelten korter worden.’ De additieven die QCP gebruikt, zijn niet nieuw; het geheim van de smid is de receptuur die ze combineert. Waar dienen de additieven zoal voor? ‘Bij PE gaat het vooral om antioxidanten, die voorkomen dat het plastic door reacties met zuurstof achteruitgaat. Voor PP is het een heel arsenaal: peroxides om de vloei te verbeteren, modifiers om mechanische eigenschappen als taaiheid en stijfheid te veranderen,
bron PlasticsEurope
per industrie in 2014
dispersiemiddelen die de overgebleven PE-inslui tingen beter verdelen, en compatibilizers die hun hechting binnen de PP-massa verbeteren. Voor de auto-industrie voegen we talk toe, die de vormvastheid verbetert.’ Een inpandig laborato rium controleert de kwaliteit van het product, net als in de petrochemie. Wat leveren al die maatregelen op? Trots: ‘We hebben valproeven gedaan met flessen van QCP-recyclaat, gevuld met water. Ze bleven heel bij een hoogte van 2,10 m, ver boven de standaard van 1,20 m. Identieke flessen uit virgin polymeer braken wel bij 2,10 m.’ Additievenleveranciers en extruderbouwers springen graag in op de speciale behoeften van het bedrijf, zegt Meessen. Wat onderscheidt de extruders van QCP dan eigenlijk van die in de (petro)chemie? ‘Vooral het fijnmazige filter om de laatste verontreinigingen, zoals stukjes pet, uit de smelt te halen.’ Dat die filters bij QCP renderen, lijkt een extra lichtpunt voor de recyclingsector. En de toekomst van QCP zelf? Meessen wil
Techniek
Luijsterburg
MDS/Urban Mining Corp
QCP
Ioniqa
Bedoeld voor plasticsoort
polypropyleen, andere in principe mogelijk.
alle
polypropyleen, polyethyleen
pet, andere in principe mogelijk.
Invloed op verontreinigingen in gerecycled plastic
Vermindert kwaliteitsverlies Vermindert hoeveelheid verontreinigingen door de door het plastic beter te mengen en te filtreren. plasticsoorten beter te scheiden.
Vermindert hoeveelheid verontreinigingen en kwaliteitsverlies door extra was- en zuiveringsstappen en door het filtreren en het toevoegen van additieven.
Scheidt verontreinigingen af door de plasticpolymeren op te knippen tot monomeren.
Technieken die het gerecycled plastic verbeteren door de invloed van verontreinigingen tegen te gaan.
maart 2016 | de ingenieur 3 | 19
PLASTICRECYCLING
UIT DE VIEZE VUILNISZAK ‘Zelf scheiden van plastic wordt onnodig’, kopten de kranten naar aanleiding van onderzoek naar het nascheiden van kunststof afval dat bij het gewone huisvuil zit, iets dat in Nederland steeds meer gebeurt. Het onderzoek onder leiding van dr. Ulphard Thoden van Velzen van de Wageningen Universiteit wees uit dat het zo verkregen recyclaat aan dezelfde kwaliteitsnormen voldoet als recyclaat uit door de consument verzameld plastic afval. Een voordeel van nascheiden is dat er geen afzonderlijk transport van plastic afval nodig is, zodat er brandstof en CO2-uitstoot is uit te sparen. Is het dus al tijd om Plastic Heroes op te doeken? Dat gaat wat snel. Nascheiden heeft ook nadelen, zoals dat de machines niet al het plastic uit het afval halen. En het uitsparen van transportbewegingen is volgens prof.dr. Peter Rem van de TU Delft ook met scheiding thuis mogelijk. ‘In de gemeente Amsterdam loopt nu een proef waarbij huishoudens nog maar één kliko gebruiken. Daarin kunnen ze zakken kwijt met gft-, plastic- en restafval, allemaal met een eigen kleur. Voor
Nederlands plastic afval Samenstelling van het gescheiden ingezamelde verpakkingsplastic, 2010-2013.
samen met SUEZ onderzoeken of de bouw van meerdere fabrieken in Europa haalbaar is. Voor andere werelddelen is het plan de technolo gie in licentie te geven.
Afbreken
21,4 % pet bron Wageningen UR Food & Biobased Research
de gebruikers spaart het ruimte, terwijl het het ook nog gemakkelijk maakt verschillende typen plastics van elkaar te scheiden.’ Op de kwaliteit van de nagescheiden kunststoffen valt echter wel iets af te dingen. ‘Dat spul komt hier de fabriek niet in’, zegt ir. Huub Meessen van recyclebedrijf QCP in Geleen. ‘Het stinkt geweldig en is niet goed schoon te krijgen, mede doordat organische resten het materiaal binnen zijn gedrongen. Dat het aan dezelfde normen voldoet, zal best waar zijn, maar die normen zijn dan ook oud en moeten nodig strenger worden.’ Nascheiding lijkt kortom vooral geschikt als aanvulling op thuis scheiden. Het zo gebruiken is ook onderzoeker Thoden van Velzens aanbeveling.
20,2 % anders 4,2 % polystyreen 2,2 % pvc 17,5 % polypropyleen 34,4 % polyethyleen
Met al die bewerkelijke technieken om de gevolgen van vervuiling voor het recyclaat te minimaliseren, ligt het voor de hand te denken: was het maar mogelijk om de ongewenste stoffen domweg af te schei den. De Eindhovense start-up Ioniqa, winnaar van de Herman Wijffels Innovatieprijs 2015, heeft voor pet een proces ontwikkeld dat precies dat presteert. De techniek breekt de pet-polymeren af tot de oorspron kelijke grondstoffen, waarvan vervolgens dus weer opnieuw pet is te maken. Een filmpje op de bedrijfswebsite brengt het nogal dramatisch in beeld: iemand giet een bruine vloeistof in een bekerglas met daarin stukjes van plastic tassen, fleecetruien, flessen en dergelijke. Het sta peltje zakt vervolgens in elkaar en lijkt als sneeuw voor de zon weg te smelten. Niet zichtbaar in het filmpje is dat de vervuilende stoffen door het verdwijnen van de polymerenspaghetti hun houvast verlie
Hergebruikt plastic
bron Wageningen UR Food & Biobased Research
Producten die zijn gemaakt van gerecycled plastic uit een Nederlandse gemeente (Landgraaf) met een efficiënt gescheiden inzamelsysteem in 2013, in kilo’s per inwoner.
1,28 1,13 1,03 steigerplanken
20 | de ingenieur 3 | maart 2016
afvoerpijpen
rijplaten
0,84
0,75
0,58
pallets
bouwemmers
speeltoestellen
0,
pet-
PLASTICRECYCLING
zen, waarna ze door de bruine vloeistof worden opgenomen. Ioniqa heeft in een financierings ronde vijf miljoen euro opgehaald om in Nederland – misschien net als QCP op Cheme lot – een proeffabriek te bouwen, die vanaf 2017 de vrijgemaakte monomeren moet terugleveren aan pet-producenten. ‘Ons proces maakt het mogelijk pet te recyclen zonder kwaliteitsver lies’, stelt Tonnis Hooghoudt, CEO en oprichter van Ioniqa. ‘De basis is een aan de TU Eindhoven ontwikkelde katalysator die de pet-polyme ren in stukjes knipt.’ De vloeistof in het filmpje is een ionische vloeistof (vloeibaar zout), die als oplosmiddel dient. De bruine kleur is ontstaan doordat de katalysatormoleculen zijn vastgemaakt aan magnetische nanodeeltjes ijzeroxide – soortgelijke als Rem van de TU Delft voor een geheel ander doel gebruikt. ‘De verontreinigende stoffen die bij de
‘Het materiaal is sterk genoeg voor Samsonite-koffers’ pet-afbraak loskomen, hechten zich losjes aan de ijzerdeeltjes waar de katalysator al stevig aan vastzit. Met een magneet kunnen we na de reactie dus zowel de katalysator terugwinnen als de verontreinigingen uit de oplossing halen. Nadat we die laatste hebben afgewassen, kun nen we de deeltjes met katalysator opnieuw gebruiken.’ Het proces, dat nu werkt in een reactor van 100 l, levert een kristal lijne grondstof op die volgens Hooghoudt even zuiver uit tests komt als dezelfde stof uit olie. De proeffabriek moet een reactor van 10 000 l krijgen, dus Ioniqa is hard aan het werk om het proces op te schalen.
50
0,46
0,37
0,37
verkeersafscheiders schalen
bloempotten
0,20
0,20
rolkernen
oeverbeschoeiing
0,20
Het product wordt in elk geval niet duurder dan dat uit olie. Voor pet-producen ten zal de stabiele prijs een voordeel zijn, plus de vermin derde afhankelijkheid van de oliebedrijven.’ Met een aangepaste katalysator is hetzelfde proces volgens Hooghoudt ook bruik baar voor andere plastics en biomaterialen. Maar dat is nog ver weg; voorlopig is alle inspanning gericht op de pet-fabriek. Uit milieuoogpunt is de kanttekening te maken dat de Ioniqa-methode weliswaar de energie van de olieraffinage uit spaart, maar niet die van de polymerisatie, die de afnemer immers opnieuw moet uitvoeren. Daar staat tegenover dat de methode zelf bij kamer temperatuur en atmosferische druk werkt en weinig energie vraagt. De geïnterviewden in dit artikel vinden in meer derheid dat de overheid meer moet doen om de plasticrecycling vooruit te helpen, maar geloven tegelijk niet werkelijk dat dat ook gaat gebeuren – ondanks de ambitieuze doelstellingen van het Circular Economy Package. De sector zal dus allicht moeten doorgaan zichzelf aan de haren omhoog te trekken, een langdurig proces waarbij elke technische verbetering net dat beslissende zetje kan geven. De besproken vernieuwingen zijn stuk voor stuk kandidaat om dat te doen. Ze grijpen allemaal op verschillende punten in het recyclingproces in en zijn dan ook eerder als complementair te zien dan als alternatieven die elkaar uitsluiten. |
0,18
pet-strapping
kabelomhulling
tuinmeubelen
0,16
kratten
0,14 0,09 0,09
pet-fleece
boombekisting
0,05 0,05 0,05
afvalcontainers
non-foodflacons
petflessen apparatuurbehuizing
maart 2016 | de ingenieur 3 | 21
HOE KUNNEN WE CO2 HERGEBRUIKEN?
KOOLSTOF
WORDT GRONDSTOF Willen we de klimaatdoelen van Parijs halen, dan moeten we iets met CO2. Ondergronds opslaan is een mogelijkheid, maar koolstofdioxide is ook als grondstof in te zetten. Vooral voor grootproducenten als de staalindustrie is dat een aanlokkelijk perspectief. tekst drs. Timo Kรถnnen
12 | de ingenieur 5 | mei 2017
O
p papier is het simpel. Wil je geen uitstoot van CO2, produceer dan alle energie met zon, wind, aardwarmte en waterkracht, en je bent klaar. Punt is alleen: zo snel gaat dat allemaal niet. Ook zijn er gerede twijfels of we het met alleen die bronnen wel redden. Kernenergie dan? Dat levert veel op, maar het lukt nu al nauwelijks nieuwe cen trales op tijd en binnen budget klaar te krijgen, nog los van het nucleaire afval. Er is een andere optie: doe iets met het CO2 dat nu wordt uitgestoten, met name bij inten sieve bronnen als elektriciteitscentrales en de energie-intensieve industrie. Dat kan door het koolstofdioxide ondergronds op te slaan. Punt is alleen: dat kost ook weer energie en uiteindelijk is het niet meer dan een vorm van afvalverwer king. Veel aantrekkelijker is dan het idee om het CO2 te gebruiken als grondstof voor brandstof fen of chemicaliën. Nieuw is dat idee niet. Fabrieken maken er al een handvol producten van, zoals bakpoeder en ureum voor kunstmest. Omdat de processen daarvoor eenvoudig zijn en geen hoge eisen aan de zuiverheid stellen, kunnen de rookgassen van een energiecentrale of staalbedrijf simpel weg per pijpleiding naar de fabriek worden gevoerd. Punt is alleen: de markt voor deze producten is verzadigd. Daarvoor valt dus niet meer CO2 om te zetten dan nu al gebeurt. Dat het maar om een paar stoffen gaat, is ook niet zo vreemd. Als eindresultaat van energieleverende processen zoals verbranding is CO2 een typisch afvalmole cuul met een lage inwendige energie, oftewel: de bindingen tussen de atomen zijn sterk. Het
molecuul reageert pas als er weer genoeg energie aan wordt toe gevoerd om die bindingen te verbreken. Om dan met concurrerende producten te komen, blijkt geen sinecure. Er is nog een belangrijk argument waarom er nu een push is om te zoeken naar nuttig gebruik van CO2: het is een van de manieren om overtollige stroom in energierijke producten om te zetten. De ver wachting is dat er bij grootschalige toepassing van wind en zon peri odes zullen zijn waarin er veel meer stroom wordt geproduceerd dan op dat moment nodig is en de prijs van elektriciteit dus heel erg laag is. Een van de manieren om dat overschot nuttig aan te wenden, is om die CO2-moleculen ermee op te breken en er bijvoorbeeld brand stoffen van te maken. Vanwege de lage elektriciteitsprijzen kunnen die dan concurreren met op olieproducten gebaseerde chemie. Maar ook daar past de kanttekening dat als apparatuur alleen kan draaien wanneer er een stroomoverschot is, je niet uit de kosten komt. Vooral ingegeven door de klimaatdiscussie wordt er inmiddels hard gewerkt aan gebruik van CO2. Willen we dat niet uitstoten, laten we er dan maar nuttige producten van proberen te maken. Met name bij de staalindustrie, wereldwijd verantwoordelijk voor 7 % van de totale CO2-uitstoot, lopen verschillende projecten. Bijkomend voordeel is dat de hoogovens niet alleen CO2 produceren, maar ook het meer energierijke CO. En bij de energiebedrijven en de cement industrie met veel CO2-uitstoot wordt eveneens gewerkt aan her gebruik van de rookgassen. Reden genoeg om eens op zoek te gaan naar de pioniersprojecten. mei 2017 | de ingenieur 5 | 13
foto Swerea
HERGEBRUIK CO2
METHANOL UIT CO Tata Steel en ECN zijn met enkele andere partners het proefproject FReSMe begonnen: From Residual Steel gases to Methanol. Dat moet de rookgassen afkomstig van een staalfabriek in het Zweedse Luleå gaan omzetten in methanol. De Zweedse reder Stena wil die methanol vervolgens als brandstof voor een van zijn schepen gebruiken. Afgezien van wat restjes bestaan die rookgassen voor een kwart uit CO2, voor een kwart uit CO en voor de helft uit stikstof (N2). FReSMe, dat 11,5 miljoen euro subsidie krijgt van het Europese onderzoeksprogramma Horizon 2020, richt zich specifiek op het CO – waar nog energie in zit – en niet op het energetisch vrijwel uitgeputte CO2. Milieuwinst is er dan echter nog steeds, aangezien staalfabrikanten het CO anders alsnog in CO2 omzetten door het te verbranden voor elektriciteits- of warmteproductie. Het door Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) ontwikkelde SEWGS-proces (Sorption Enhanced Water-Gas Shift) neemt de eerste omzettingsstappen voor z’n rekening. SEWGS (spreek uit ‘sieweks’) combineert de hoogovengassen bij een temperatuur rond 400 °C met stoom, zodat de zogenoemde water-gas-shift-reactie op gang komt: CO + H2O ↔ CO2 + H2. Die evenwichtsreactie loopt voortdurend heen en weer, waardoor de concentratie van de vier stoffen constant blijft. ‘Van links naar rechts wordt de energie uit het CO door het H2 overgenomen’, zegt dr.ir. Jaap Vente, innovatiemanager bij ECN. ‘Dat waterstofgas is een chemische bouwsteen waarmee van alles is te maken. Het mooie is dat we twee vliegen in één klap kunnen slaan door de reactie te combineren met het afvangen van het CO2.’ Niet alleen komt die stof daardoor niet meer in de lucht, ook verstoort het afvoeren van CO2 en H2 het concentratie-evenwicht. Het mengsel streeft ernaar het evenwicht te herstellen door extra CO2 en H2 te vormen, en dat verhoogt de opbrengst. Voor het afvangen gebruikt SEWGS een kleiachtig materiaal, hydrotalciet, in de vorm van pillen waar het gasmengsel langs stroomt. Is de klei verzadigd, dan wordt stoom door de reactor gepompt om het CO2 los te maken en af te voeren voor opslag. Die afwisseling van adsorptie en desorptie is kenmerkend voor CO2-afvanginstallaties en vraagt altijd een flinke hoeveelheid warmte. Dat is de belangrijkste reden waarom zulke installaties niet populair
14 | de ingenieur 5 | mei 2017
Bij het Zweedse onderzoeksinstituut Swerea in Luleå komen proeven met de omzetting van hoogovengas in de brandstof methanol.
zijn bij e igenaren van kolen- en gascentrales: er gaan algauw tientallen procenten van de net opgewekte energie in zitten. ‘Bij SEWGS valt de warmtebehoefte echter relatief mee, omdat er maar weinig stoom nodig is om het CO2 te verdrijven’, zegt Vente. Op die manier heeft ECN dus een proces bedacht om waterstof te produceren. Om vervolgens methanol (CH3OH) te produceren, worden het CO2 en de H2 uit de SEWGS-reactor gecombineerd met extra w aterstof. Die waterstof wordt gemaakt door elektrolyse: tussen twee elektrodes in water loopt een elektrische stroom, waardoor er aan de ene elektrode zuurstof ontstaat en aan de andere waterstof. Het proces om methanol te maken, is afkomstig van het IJslandse bedrijf Carbon Recycling International (CRI). Over hoe dat proces precies in zijn werk gaat, wil CRI weinig loslaten, behalve dat de energie ervoor eveneens uit het stopcontact komt. Het is dus mogelijk om alle in de methanol opgenomen energie uit wind- en zonnestroom te laten komen. Los van de vraag hoe groot de markt voor CO2-neutrale methanol is, verschilt ook de hoeveelheid uitstoot die er uiteindelijk mee wordt bespaard van geval tot geval, zo benadrukt Vente. ‘Het hangt af van veel factoren, die we nog in detail moeten onderzoeken. Ik sluit dan ook niet uit dat voor het t erugdringen van de CO2-uitstoot opslag in de bodem toch een beter idee blijkt. Dat is in het algemeen gewoon de meest effectieve en betaalbare manier om van het CO2 af te komen.’
HERGEBRUIK CO2
VAN CO2 NAAR SYNGAS
foto ThyssenKrupp
Het maken van syngas staat centraal in het project Carbon2Chem dat staalfabrikant ThyssenKrupp en chemieconcern Bayer samen met z eventien andere bedrijven en onderzoeks instellingen zijn begonnen, met 60 miljoen euro subsidie van de Duitse overheid. Net als bij FReSMe (zie ‘Methanol uit CO’) en Steelanol (zie ‘Biobrandstof uit CO’) gaat het om fabricage van brandstoffen en chemicaliën, vooral voor plastics, uit hoogovengassen. De Duitsers willen het de chemische bedrijven echter gemakkelijk maken door die gassen eerst grondig voor te bewerken. Na toevoeging van waterstof voeren ze met behulp van elektro katalyse de reactie H2 + CO2 à CO + H2O uit. Het zo ontstane en het al aanwezige CO worden dan met nog meer H2 samengevoegd tot syngas,
een mengsel dat fabrikanten graag gebruiken als basis voor allerlei stoffen. Elektrokatalyse betekent dat de energie voor de reactie wordt geleverd met elektriciteit, en dat er voor de reactie een katalysator nodig is. Die toegevoerde energie komt, los van verliezen, in de uiteindelijke producten terecht. Het voordeel van deze aanpak is dat hij goed aansluit op bestaande processen. Nadeel vormen de geweldige hoeveelheden waterstof die het plan vraagt. Het idee is die waterstof grotendeels uit aardgas te maken door elektrokatalyse van methaan, waarbij de wind als energiebron dient. Dat aardgas een fossiele brandstof is, hoeft daarbij geen bezwaar te zijn: de bij de katalyse vrijkomende koolstof kan kolen voor de hoogovens vervangen, waardoor de CO2-balans op nul uitkomt. Het aantal van vierhonderd nieuwe wind turbines dat nodig is, vormt een lastiger obstakel. En de chemische routes om plastics en brandstoffen uit syngas te maken, zijn complex, met veel tussen stappen waarbij onvermijdelijk energie verloren gaat. Zeker bij het produceren van brandstoffen maakt dat het lastig om prijstechnisch te concurreren met eenvoudiger processen. Ook het relatief prille ontwikkelingsstadium van de benodigde elektrokatalytische technologie helpt niet.
Het hoogovencomplex van ThyssenKrupp gaat van hoogovengas syngas maken, dat een grondstof is voor allerlei producten.
mei 2017 | de ingenieur 5 | 15
HERGEBRUIK CO2
BIOBRANDSTOF UIT CO
foto ArcelorMittal
‘Over een paar maanden begint de bouw van Steelanol, onze fabriek bij de hoogovens van ArcelorMittal in Gent, die 65 000 ton ethanol per jaar moet produceren. Het terrein is al opgehoogd en gelijkgemaakt’, zegt dr.ir. Wim Van der Stricht, technologiestrateeg van ArcelorMittal. Steelanol is een biotechnologisch project: microben van het Amerikaanse bedrijf LanzaTech zullen de omzettingen uitvoeren. ‘Hun technologie was het verst gevorderd en leek ons het meest veelbelovend’, verklaart Van der Stricht die keuze. LanzaTechs fermentatieproces beleefde zijn eerste pilot al in 2008 en functioneert inmiddels in een aantal fabrieken, onder meer in China. Het bedrijf kweekte zijn microben uit stammen die op de bodem van oceanen leven, waar ze zich voeden met de koolstofrijke gassen en warmte uit heetwaterbronnen. De gecultiveerde variant zet het CO uit de hoogovengassen om in ethanol (C2H5OH) en CO2. Het maken van ethanol op deze manier scheelt 87 % in de CO2-uitstoot vergeleken met directe productie uit fossiele brandstoffen, zegt Van der Stricht. ‘Dat staat gelijk aan 1 tot 2 % van onze totale uitstoot.’ Die indirecte besparing gaat er nog van uit dat het CO2 dat de microben produceren ver-
GAAT CO2-GEBRUIK ECHT HELPEN?
16 | de ingenieur 5 | mei 2017
nog in de kinderschoenen staan. Daaraan publieke middelen besteden die zijn bedoeld voor het terugdringen van het CO2 in de a tmosfeer is in feite betalen voor vertraging.’
100
Gigaton CO2 per jaar
bestaand beleid
80 0 60
aangekondigd beleid
40 20 0
Piek in 2020 - 2030 snelle emissiereductie
koolstof neutraal
geen of negatieve emissies 2°-doelstelling
-20 2000
2020
2040
2060
2080
2100
De CO2-uitstoot zonder extra klimaatbeleid (grijs), met aange kondigd beleid (paars) en om de 2°-doelstelling te halen (groen).
bron Tavoni/Nature Climate Change
Niet iedereen is ervan overtuigd dat al die aandacht voor CO2-omzetting zo’n goed idee is. Zo ziet prof.dr. Ernst Worrell, hoogleraar Energie, Materialen en Milieu van de Universiteit Utrecht, er weinig in. ‘Het wordt nu gehypet als een panacee, terwijl de potentie voorlopig klein is’, zegt hij. ‘Omdat er zoveel energie bij moet, zijn alleen speciale, dure chemicaliën waar beperkt vraag naar is winstgevend te produceren. Ook valt te bezien of de elektriciteit tijdens productiepieken wel echt zo goedkoop wordt. Er zijn namelijk meer ontwikkelingen gaande die daarop inspringen, zoals huishoudens met slimme wasmachines die aangaan op een moment dat de stroom onder een bepaalde prijs zakt.’ Mocht een individueel bedrijf CO2-omzetting als een goede oplossing zien, dan kan het daar natuurlijk voor kiezen, vindt Worrell. ‘Maar het is geen alternatief voor opslag, een techniek die we al goed in de vingers hebben. In Parijs is afgesproken dat de netto uitstoot in 2050 nul moet zijn. Als omzetting daaraan ooit een merkbare bijdrage kan leveren, is het pas over decennia, aangezien de benodigde katalyse-oplossingen
HERGEBRUIK CO2
Bij de staalfabriek van ArcelorMittal in Gent gaat LanzaTech hoogovengas biologisch omzetten in de biobrandstof ethanol.
foto Carbon Engineering
volgens ‘gewoon’ de atmosfeer in gaat. ArcelorMittal is echter in gesprek met bedrijven die het CO2 kunnen hergebruiken of opslaan. ‘Met zo’n afnemer erbij komt de besparing in uitstoot in totaal op 10 % uit, wat voor een staalfabriek heel veel is.’ En komt het project ook uit de kosten? Het Europese onderzoeks programma Horizon 2020 heeft een subsidie van 10,2 miljoen euro ter beschikking gesteld, maar dat is niet veel vergeleken met de geraamde 120 miljoen euro aan bouwkosten. Van der Stricht: ‘We zijn blij dat de EU na overleg met ons heeft besloten onze ethanol het predicaat biobrandstof te verlenen. Daardoor profiteren we van de doelstelling in allerlei landen om in ecobenzine een bepaald percentage – nu 10 % – biobrandstof bij te mengen. Steelanol heeft dat nodig om zichzelf terug te verdienen.’ Lukt dat, dan is het de bedoeling dat er zusterfabrieken komen bij hoogovens van ArcelorMittal in andere landen. En zo niet, dan heeft ArcelorMittal nog een tweede ijzer in het vuur met het samenwerkingsproject Steel2Chemicals. De bedoeling daarvan is om CO van ArcelorMittal per pijpleiding van Gent naar Terneuzen te brengen, waar Dow Chemical het met eigen overtollig H2 kan combineren tot syngas (zie ook ‘Van CO2 naar syngas’). Daaruit zijn vervolgens de grondstoffen te produceren voor bijvoorbeeld het maken van plastics.
CO2 UIT DE LUCHT Veel projecten voor hergebruik van CO2 gaan uit van rookgassen met een hoge concentratie CO en/of CO2. Intussen komen er regelmatig start-ups in het nieuws met technieken om CO2 uit de atmosfeer te filteren. Wat voor rol zullen die spelen? Je zou denken dat met een concentratie van slechts 400 deeltjes per miljoen, oftewel 0,04 %, het afvangen uit de lucht veel duurder is dan bij een industriële bron met veel hogere concentraties. Ir. Paul O’Connor, oprichter en directeur van het Hoevelakense bedrijf Antecy, heeft daar echter iets op bedacht: integratie van een eigen proces voor CO2-vangst met door anderen gebouwde elektrolyse- installaties die er brandstof van maken. ‘Bij het maken van waterstof en methanol met elektrolyse komt warmte vrij. Die wordt meestal weggegooid, omdat de temperatuur laag is. Ons CAIR-proces – Carbon from AIR – gebruikt die warmte als energiebron voor het afvangen van CO2.’ De chemicus, die ooit bij AkzoNobel aan katalysatoren voor olie werkte, heeft zo zijn eigen ideeën over het binden van het CO2. Bijna alle commercieel verkrijgbare installaties gebruiken daarvoor ammoniak achtige stoffen, de zogeheten amines. ‘Die zijn aan een vaste drager gehecht, waar de lucht of het gasmengsel langs wordt geleid. Maar behalve dat het dure stoffen zijn, hebben amines het probleem dat ze geleidelijk uit elkaar vallen of loslaten en als verontreiniging in het milieu terechtkomen.’ Volgens O’Connor is het onschadelijke zout kaliumcarbonaat (K2CO3) veel geschikter. ‘Die stof is goedkoop en gaat niet kapot. Mede doordat we een goede drager hebben gevonden, esorptiestap gaat de CO2-adsorptie heel snel. De daaropvolgende d
Het Canadese bedrijf Carbon Engineering gaat met deze installatie CO2 uit de lucht halen.
werkt met stoom bij rond 70 °C, terwijl dat bij amines 130 °C is.’ Dankzij die temperatuurverlaging is het mogelijk de afvalwarmte van de elektrolyseprocessen te gebruiken. Maar scheelt dat ook genoeg? ‘In 2015 hebben we met Shell een haalbaarheidsstudie uitgevoerd. Daar kwam uit dat het proces winstgevend is mits de prijs van duurzame elektriciteit tot een bepaald niveau daalt. Vorig jaar dachten we nog dat dat punt pas rond 2025 zou zijn bereikt, maar het is veel sneller gegaan: nieuwe zonne-energieprojecten in het Midden-Oosten leveren al voor die prijs.’ Inmiddels is Antecy door het Japanse conglomeraat Mitsubishi Hitachi Power Systems benaderd om samen een modelfabriek te bouwen. ‘Er zijn echter nog wel wat tussenliggende ontwikkelingsstappen te doen. Daarvoor houden we nu een investeringsronde.’
mei 2017 | de ingenieur 5 | 17
HERGEBRUIK CO2
OPSLAG IS ONMISBAAR De trend van de afgelopen jaren is echter juist een verlies van enthousiasme voor opslag, waardoor wereldwijd verscheidene projecten zijn afgeblazen. Terwijl in Nederland maatschappelijk protest tegen de geplande opslag bij Barendrecht een grote rol speelde, wijst het Global Carbon Capture and Storage Institute (GCCSI) als belangrijkste algemene oorzaak de economische crisis en de nasleep daarvan aan. Desondanks verwacht dit instituut dat er aan het eind van dit jaar 21 grootschalige opslagprojecten operationeel zijn; meer dan een verdubbeling ten opzichte van 2010. Hun gezamenlijke capaciteit is 40 miljoen ton CO2 per jaar, wat dan weer slechts 1 % is van wat volgens IEA uiteindelijk nodig is om beneden een temperatuur
stijging van 2 °C te blijven. Voor na 2017 staan er weinig nieuwe projecten op de rol. Het Nederlandse demonstratie project ROAD (Rotterdam Opslag en Afvang Demonstratieproject) is bedoeld om de uitstoot van de in 2015 geopende kolencentrales op de Maasvlakte op te slaan in een leeg gasveld in de Noordzee. Hiervan is de financiering echter nog altijd niet rond. Het Rotterdamse havenbedrijf heeft de hoop op het slagen van dit project min of meer opge geven. Het gaat nu de raffinaderijen in het gebied aanbieden om de door hen geproduceerde CO2 in het gasveld op te slaan. Maar ook dat zal een project van lange adem worden, zo verwacht het haven bedrijf.
foto Fluor
Hoewel de wereld hard werkt aan milieuvriendelijke manieren om energie en producten te fabriceren, zal die omschakeling nog veel tijd vergen. Ondertussen vragen de klimaatakkoorden van Parijs om nul netto uitstoot na 2050 en een beperking van de opwarming van de aarde tot 2 °C en nog liever tot 1,5 °C. Om die doelstellingen te halen, moet er op grote schaal CO2 worden op geslagen in de bodem van land en zee, vindt het International Energy Agency (IEA). Het haalt daarbij het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) aan, dat berekende dat zonder opslag de kosten van de benodigde emissiereductie meer dan verdubbelen. Hergebruik van CO2 is dus geen alternatief voor opslag, hoogstens een aanvulling.
Deze installatie in Alberta, Canada, verzamelt het CO2 dat vrijkomt bij de verwerking van oliezanden.
18 | de ingenieur 5 | mei 2017
HERGEBRUIK CO2
Komt er voldoende CO2-arme elektriciteit beschikbaar, dan is de lage energiewaarde van CO2 niet per se een probleem. Met dat uitgangspunt is vorig jaar het onderzoekscentrum Chemical Building Blocks Consortium (CBBC) opgericht, een samenwerking van Nederlandse universiteiten en bedrijven voor het maken van milieuvriendelijke basischemicaliën. ‘We maken die stoffen door het activeren van kleine moleculen, waaronder CO2’, zegt wetenschappelijk directeur prof.dr.ir. Bert Weckhuysen. Het werk voor CBBC sluit aan bij Weckhuysens hoogleraarschap Anorganische Chemie en Katalyse aan de Universiteit Utrecht. Twee reacties die zijn vakgroep onderzoekt, zijn het splitsen van water om H2 te maken en de reactie van CO2 met H2 tot methaan (CH4). ‘Beide doen we zowel elektro- als fotokatalytisch. Dat laatste is wat planten doen, met licht als energiebron. De weg naar commerciële toepassing daarvan is nog wel een stuk langer dan bij de elektro katalyse.’ Het Amsterdamse chemische technologiebedrijf Avantium, bekend van de ontwikkeling van biogebaseerde frisdrankflessen voor Coca-Cola, gaat CO2 ook chemisch omzetten, onder meer in glycolzuur, een ingrediënt van huidcrèmes. Het bedrijf doet dat met elektrochemische ‘cellen’, vierkante metalen modules van 1 m breed en 10 cm dik. ‘We zitten nog in het teststadium’, zegt technologiestrateeg prof.dr. Gert-Jan Gruter. ‘Maar ik verwacht dat er binnen drie jaar een geoptimaliseerde CO2-cel is en dat de technologie binnen tien jaar op grote schaal wordt toegepast.’ Begin dit jaar sloeg Avantium een grote slag met de overname van het Amerikaanse bedrijf Liquid Light, toonaangevend in de elektrokata lyse van CO2 en in het bezit van een grote patentenportefeuille. Dat bedrijf wordt nu fysiek van de VS naar het Amsterdamse Science Park
foto Avantium
GRONDSTOF VOOR DE CHEMIE
Het Amsterdamse bedrijf Avantium gebruikt dit soort ‘cellen’ om CO2 chemisch om te zetten in glycolzuur, dat wordt gebruikt in huidcrèmes.
getransplanteerd, om daar als Avantium-afdeling verder te gaan. Gruter: ‘Liquid Light heeft zeven jaar lang alle mogelijkheden bekeken en een heel efficiënt proces ontworpen. Met hun kennis erbij zijn we in één klap een paar jaar verder.’ Die efficiëntie helpt om het schrikbeeld te verjagen van een fabriek die voort durend uit moet omdat de stroom te duur is. ‘We denken dat de apparatuur 80 % van de tijd zal kunnen draaien.’ De cellen ‘lusten’ overigens niet alleen de rookgassen van een staalbedrijf, maar ook die van een elektriciteitscentrale of cementfabriek. Avantium, dat ruim 2 miljoen euro Nederlandse subsidie ontving voor zijn elektrochemieproject, wil eerst zelf glycolzuur gaan maken om dan later de technologie aan anderen in licentie te geven. Glycolzuur is als typisch hoogwaardig nicheproduct gekozen om mee te starten, maar Gruter verwacht snel daarna over te kunnen stappen op goedkopere producten in grotere hoeveelheden. ‘Het reactorconcept is heel flexibel’, legt de technologiestrateeg uit. ‘Opschalen gaat eenvoudig door extra cellen parallel te schakelen. Verbeteringen doorvoeren kan door telkens één reactor onder handen te nemen, terwijl de rest van de installatie doorwerkt. Op den duur moet een efficiëntie van rond 90 % haalbaar zijn. We verwachten dat tegen die tijd ook de bulkchemie (die in enorme volumes basisstoffen produceert – red.) de cellen gaat gebruiken. En dat zal een substantiële CO2-reductie opleveren.’ |
mei 2017 | de ingenieur 5 | 19
De testopstelling van de techniek Autogenerative High Pressure Digestion, waarmee uit rioolslib groen gas is te maken.
GROEN GAS WINNEN UIT AFVALSTOFFEN
Slib wordt hip Uit rioolslib en keukenafval is jaarlijks tot 10 miljard kuub groen gas met aardgaskwaliteit te produceren, stelt Kirsten Zagt. ‘Maar dan moeten energiebedrijven en waterschappen wel uit hun tradionele rollen stappen.’ Op Ameland komt het eerste demonstratieproject met zijn nieuwe vergistingstechnologie. tekst drs. Angèle Steentjes foto’s Bareau
O
p een mooie pinksterdag in 1995 begon het verhaal van ir. Kirsten Zagt. Hij werkte toen bij een ingenieurs bureau en was verantwoordelijk voor het ontwerp en de opstart van rioolzuiveringsinstallaties. Vlak voor een lang weekend nam hij een monster van het rioolslib, deed het in een PETfles en zette die in de kast om hem later te onderzoeken. ‘Toen ik dinsdag
op kantoor terugkwam, was de fles geëxplodeerd’, vertelt Zagt. ‘Om zo’n fles te laten knallen, heb je minstens een druk van 16 bar nodig. Als procestechnoloog dacht ik direct: hoe kan dat? En vervolgens: kunnen wij daar iets mee?’ Ondertussen is het 22 jaar later en weet Zagt wat er dat pinksterweekend gebeurde. Met die kennis heeft hij nu de technologie Autogenerative High
Pressure Digestion (AHPD) gerealiseerd. Hiermee is het mogelijk uit rioolslib groen gas te maken.
Duurzame mogelijkheden Voor Zagt was direct duidelijk dat de bacteriën in het slib verantwoordelijk waren voor het opbouwen van de druk in die PET-fles, 22 jaar geleden. Binnen de reguliere waterzuivering wordt het opbouwen van druk actief oktober 2017 | de ingenieur 10 | 21
voorkomen door het toevoegen van zuurstof, waarmee de organische afvalstroom wordt verbrandt en CO2 vrijkomt. Zagt: ‘Het is niet algemeen bekend dat waterzuiveringsinstallaties forse – legale – producenten zijn van CO2.’ Voeg je geen zuurstof toe, zo ontdekte Zagt, en zit het slib in een afgesloten vat, dan bouwen bacteriën de hoge druk op die verantwoordelijk was voor de ontploffende PET-fles. ‘Deze druk wordt veroorzaakt door de productie van bio methaan (‘groen gas’ – red.). Tegelijkertijd verdwijnt uit dat gas het vrijgekomen CO2 doordat het onder druk oplost in het water. Dit gebeurt allemaal zonder energie aan het proces toe te voegen.’
‘Je slaat met de AHPDtechnologie groene stroom op in groen gas’ Zagt realiseerde zich direct dat dit proces interessante duurzame mogelijkheden bood mits hij het kon beheersen en economisch rendabel kon maken. Hij besloot voor zichzelf te beginnen en richtte in 2007 het bedrijf Bareau op. Met een gewonnen prijsvraag, subsidies, commerciële R&D-opdrachten en ondersteuning van de universiteiten in Wageningen, Delft en Groningen is nu een goed werkend prototype gerealiseerd. Op dit moment worden de voorbereidingen getroffen om de AHPD-technologie op te schalen in een demonstratieproject op Ameland.
Schuimkraag Het verschil met ‘gewone’ biovergisting, zo benadrukt Zagt, is dat AHPD geen biogas produceert, maar gas met de kwaliteit van aardgas. Het nadeel van biogas is dat het ‘vervuild’ is met CO2. ‘En CO2 uit biogas halen is net zo duur als goud uit zeewater filteren.’ Zagt vergelijkt zijn gistingsproces met wat er gebeurt bij het brouwen van bier. ‘Haal je de druk af van het vergiste rioolwater met de daarin 22 | de ingenieur 10 | oktober 2017
opgeloste CO2 en schenk je het uit, dan is het geel en heeft het een schuimkraag. Maar het ruikt wel heel anders dan bier.’ Het zou nog mooier zijn als het opgeloste CO2 ook is om te zetten in groen gas. Zagt kende een studie uit 1926 waarin stond dat anaerobe bacteriën graag waterstof eten en daarbij opgeloste CO2 omzetten in methaan. De moeite waard om uit te proberen. De afgelopen twee jaar is deze optie met succes getest in EnTranCE, een experimenteerterrein voor energietransitie van de Rijksuniversiteit Groningen en de Hanzehogeschool. Het opgeloste CO2 werd inderdaad efficiënt in groen gas omgezet, waardoor de totale productie van methaan verdubbelde bij de AHPD. De waterstof wil Zagt verkrijgen via zon- en windenergie. ‘Met de AHPD-technologie sla je dan in feite groene stroom op in groen gas.’
Procestechnoloog Kirsten Zagt met zijn schuimende ‘rioolbier’: vergist rioolwater waar CO2 in is opgelost.
Martinus voorziet echter dat grootschalige toepassing van AHPD de nodige tijd zal gaan kosten. ‘Het betekent kostbare vervanging van bestaande rioolzuiveringsinstallaties en dat gaat niet zomaar.’ Zagt is daar optimistischer over. De meeste zuiveringsinstallaties zijn gebouwd tussen 1985 en 2005; de eerste vervangingen zijn nu gepland. ‘Voor die vervanging is door alle waterschappen geld gereserveerd. Ze kunnen dat ook inzetten voor AHPD-technologie. Gebeurt dit in heel het land, dan kan er jaarlijks 3 tot 10 miljard kuub groen gas worden geproduceerd en verdient men de installaties in zeven jaar terug.’
Forse stap
Een veelbelovende technologie, zo oordeelt dr. Gerard Martinus, projectleider energietransitie bij GasTerra. ‘Andere vergisters pro duceren 60 % methaan en 40 % CO2. Bij AHPD is de verhouding 90 % methaan en 10 % CO2.’ GasTerra, handelaar in gas, investeert in het onderzoek naar AHPD, want het bedrijf is naarstig op zoek naar nieuwe gasbronnen.
Kostbare vervanging Afval van de horeca en van het groeiend aantal bierbrouwerijen is ook in te zetten voor de productie van groen gas. Dat lieten Koen Gerlsma BEc en Dennis Riemeijer BEc zien in hun afstudeerproject voor de Hanzehogeschool naar de economische mogelijkheden om horeca- en bierafval in groen gas om te zetten met AHPD.
De grootste hobbel bij het invoeren van AHPD is volgens Zagt van organisatorische aard. Tuinafval is bijvoorbeeld niet geschikt voor deze vergister en keukenafval wel, maar deze afval stromen zijn niet altijd gescheiden. Daarnaast moeten zuiveringsbeheerders en energie bedrijven samenwerken voor deze groengas productie. Die twee partijen hebben echter niet eerder met elkaar te maken gehad en hun culturen verschillen nogal. De ingenieurs uit de gas industrie denken commercieel en richten zich veelal op grote projecten. Bij de rioolzuivering heerst een ambtelijke cultuur, zijn de projecten kleiner en staan de biologie en milieutechniek centraal. Bareau heeft daarom besloten een joint venture te realiseren waaraan ook deze economische spelers deelnemen. ‘Beide groepen hebben baat bij de AHPD-technologie’, zegt Zagt. ‘Rioolzuivering hoeft niet langer een kostenpost te zijn voor een waterschap, maar wordt een mogelijkheid om inkomsten te verwerven. Energiebedrijven hebben dubbel voordeel: ze hebben een opslagmogelijkheid voor hun zon- en windenergie en kunnen gas blijven verhandelen.’ De demo op Ameland gaat over veel meer dan alleen het verder testen van de technologie, aldus Zagt. ‘Even belangrijk is of energiebedrijven en het waterschap uit hun traditionele rollen kunnen stappen en op een nieuwe manier kunnen samenwerken. Alleen dan is het mogelijk om een forse stap te realiseren in de noodzakelijke energietransitie.’ | oktober 2017 | de ingenieur 10 | 23
foto Think Wonen
Impressie van de circulaire woning.
Recyclebare fabriekswoningen Wie een circulaire woning uit de fabriek wil hebben, kan er een krijgen. Dat is de belofte van Mark Spee, directeur van Think Wonen. ‘We ontwerpen vanuit hergebruik.’
steen mooi en het is een prima warmtebuffer.’ Bakstenen gaan ook ein deloos lang mee, als er maar geen specie op wordt gesmeerd. Die gebruikt Spee dan ook niet. ‘We stapelen de stenen met een kliksysteem, zodat ze volledig demontabel zijn.’
Vermindering van bouwafval is geen overbodige luxe. ‘De bouw levert zo’n 40 % van het totale afval in ons land. 40 %! Daar mag best wat van af’, vindt Spee. Het casco van zijn woningen bestaat uit een stalen frame met een betonnen vloer. Beide materialen zijn goed te recyclen, maar eigenlijk wil Spee dat niet. ‘Bij circulair bouwen moet je ook kijken naar de hoeveelheid arbeid die in een constructie zit. Het zou het mooiste zijn als we dat casco kunnen hergebruiken, want dat gaat al gauw tweehonderd jaar mee.’ Voorlopig nog toekomstmuziek, maar onzinnig is die gedachte zeker niet. De meeste woningen in Nederland hebben min of meer dezelfde beukmaat, dus her gebruik moet kunnen. ‘Woningcorporaties met een groot woningbestand zouden in staat moeten zijn om casco’s die vrijkomen, te matchen met casco’s die nodig zijn. Die casco’s krijgen daarmee ook een aantrekkelijke restwaarde.’
De binnenwanden zijn van geperst houtvezel. ‘Dat heeft prima isole rende eigenschappen en is ook weer direct te hergebruiken.’ De afwer king van wanden is nog wel een punt. ‘Stucwerk, verf, gipsplaten – uit oogpunt van hergebruik is dat allemaal uit den boze.’ Spee wil daarom verder met de afwerkingsplaten die ir. Jan Engels, voormalig bestuur der van DHL, ontwikkelde op basis van magnesiumoxide. ‘Die platen
Skelet Het stalen skelet van Think Wonen is naar vier kanten uit te bouwen. Verder zijn er twee aan elkaar te koppelen. ‘Dat geeft genoeg mogelijk heden voor variaties in de afmetingen.’ Voor de buitengevel van zijn circulaire woning heeft Spee uitdrukkelijk ook baksteen in zijn cata logus. ‘Circulair moet samengaan met comfort, dat staat voor mij voorop. Veel mensen vinden bak
‘We stapelen de stenen met een demontabel kliksysteem’ zijn keihard en superglad. Dus als je daar behang of verf op smeert, dan kun je dat er weer probleemloos van afschrapen.’ Think Wonen bouwt in de fabriek complete verdiepingen, inclusief de installaties. ‘Het enige wat we op de bouwplaats doen, is funderen, ver diepingen plaatsen en uiteindelijke de afwerking. Op bouwrijpe grond is de woning in twee weken sleutelklaar.’ In het dak zijn de zonnepanelen geïntegreerd; voor de verwarming gebruikt Spee bij voorkeur infraroodpanelen. ‘Je kunt daar gericht mee verwarmen. Ze gaan ongeveer net zo lang mee als de zonnepane len.’ Spee stipt daarmee een ander ontwerpprincipe van circulaire bou wen aan: stem de levensduur van de onderdelen op elkaar af. ‘Ik kom nu nog wel woningen tegen waarvan de dakbedekking na tien jaar moet worden vervangen, terwijl de zonnepanelen die erop liggen min stens twintig jaar mee gaan. Superonhandig.’(FB) december 2016 | de ingenieur 12 | 19