Twee pilotfabrieken voor recycling aluminium en roestvast staal

“We willen twee prototype lijnen of fabrieken bouwen om met name gebruikt aluminium en roestvast staal te recyclen.” Dat stelt Peter Rem, hoogleraar van de groep Resources & Recycling aan de TU Delft.  De lijnen, die samen (inclusief onderzoek) zo’n 9 miljoen euro kosten, komen wellicht in respectievelijk Harderwijk (bij Reukema voor aluminium) en in Duitsland (rvs). Als NWO met een subsidie over de brug komt, kan het onderzoek eind van dit jaar starten. Met name zal ook onderzoek worden gedaan naar de effecten op industriële sectoren en de samenleving.

Door: Jelle Vaartjes

 


De groep aan de TU Delft lanceert allerlei innovatieve technieken op afvalstromen met als doel die stromen te recyclen.  Achtergrond daarvan is, dat recycling goedkoper moet worden. “In rijke landen kunnen we met subsidie tot een circulaire economie komen. In arme landen is dat niet het geval.” De TU-groep onderzoekt of uit grote bulk-afvalstromen, op een commerciële manier (zonder subsidie), interessante stoffen gewonnen kunnen worden.

Niet binnen Europa

Wat betreft metalen is het zo dat een groot deel nu nog niet binnen Europa wordt gerecycled. Zodra metaalafval verzameld is door kleine bedrijven en al vrij goed is voorgesorteerd, wordt het opgekocht door handelaren (zogenoemde traders). Die kijken dan wat de kwaliteit is en verschepen dat dan vaak naar landen als Turkije, China, India en Indonesië. Daar maken mensenhanden er nog zuiverdere stromen van. En tenslotte gaat het daar in smelters en worden er producten van gemaakt.

”Dat is een route die niet voor altijd zal werken”, zegt Rem. ”Er zitten natuurlijk wat nadelen aan de export van metaalafval. Het sorteren in die landen gebeurt met de hand en vindt over het algemeen onder erbarmelijke omstandigheden plaats. Als je daar beelden van ziet, dan begrijp je dat pas goed. Het zijn ook enorme transporten en het bezorgt Europa een slecht imago. Dit omdat we dingen maken die soms heel slecht te recyclen zijn, maar daar nu zelf niet achter komen. Het probleem wordt verplaatst naar een ander land.”
Om verschillende redenen is het zo dat mensen verwachten dat Europa uiteindelijk zelf zijn metalen zal gaan recyclen. Rem: “Voor staal doen we dat al voor een groot gedeelte. Voor een ander gedeelte gaat het naar Turkije. Export geldt ook voor veel gebruikte non-ferro metalen zoals aluminium, maar ook roestvast staal, koper en messing. Deze worden nog heel vaak getransporteerd naar lagelonenlanden om daar te sorteren en daar in de smelterij verder verwerkt te worden. Het idee is nu al een aantal jaren dat, als we echt nieuwe technologie zouden hebben, die metaalstromen in Europa zouden kunnen blijven.”
 

Reukema

Het concept-idee is van Reukema in Harderwijk, een grote partij in Nederland die veel in metaalscrap doet. “Wij zijn begonnen daar verder aan te werken, nu drie jaar geleden. We wilden weten of de tijd al rijp is voor zo’n innovatie en of er alternatieve technologieën te ontwikkelen zouden zijn.  In januari hebben we met een grotere groep van industrieën een voorstel ingediend bij NWO om te proberen een fabriek van de toekomst te ontwerpen. We noemen het een circular scrap facility. Doel is niet alleen om zo’n fabriek van de toekomst neer te zetten, maar ook bewust te worden van Europa’s gewijzigde rol.  Als zo’n enorme markt opeens verandert, heeft dat grote impact. Nu exporteren we scrap, maar als je een recyclingfabriek met heel veel geavanceerde technologie neer gaat zetten, dan verwacht je dat Nederland juist scrap gaat importeren. Dus dat is best wel een grote verandering.” Ook de transportstromen veranderen. ”Je zult dan dat scrap niet meer exporteren per schip naar Azië, maar je zal het waarschijnlijk per vrachtwagen naar Europese smelters gaan brengen.” Ook de hele manier van werken zal gaan veranderen. “Nu is het zo dat als een land denkt dat het in de verre toekomstproblemen zal hebben met bepaalde metalen, het zich vroegtijdig kan inkopen in mijnen die metalen winnen.



Dit om afhankelijkheid en risico’s te beperken. Maar als metalen worden recycled, is dat probleem er veel minder en worden mijnen minder belangrijk.” Kortom: de rol van partijen verandert, waarbij de mens met andere ogen naar ontwikkelingen gaat kijken en wellicht anders gaat ontwerpen, waarbij sectoren die klein zijn groot zullen worden en sectoren die groot zijn wellicht wel klein zullen worden. “Dat is een hele leuke ontwikkeling. NWO noemt die projecten Crossoverprojecten.”

NWO

Dit jaar start NWO met stimuleren van het Crossover programma.  Rem: “Wij hebben een flink aantal bedrijven als supporters gevonden. Dat zijn smelters, maar ook bedrijven die metalen sorteren en partijen die hoogwaardige apparatuur leveren om bijvoorbeeld scrap te analyseren. Samen hebben wij aan NWO voorgesteld om twee proeflijnen te bouwen, één in Harderwijk bij Reukema (voor de recycling van aluminium) en één in Duitsland (roestvast staal). Daarnaast willen we onderzoeken hoe de innovatie zal gaan werken in de praktijk. NWO heeft ons voorlopig, in de eerste fase, support toegezegd. Momenteel schrijven we een voorstel voor de tweede fase, waarvan we verwachten dat het een serieuze kans maakt gehonoreerd te worden door NWO.  Het is gewoon een kansrijk concept waarbij de industrie echt wezenlijk gaat veranderen.” Belangrijk neveneffect zal zijn dat er banen bij komen. “We hebben dat effect al eens uitgerekend. Werkgelegenheid is één van de allerbelangrijkste verschillen tussen mijnbouw en recycling. Een mijnbedrijf kan rekenen op 500.000 euro omzet per medewerker. Bij een recyclingbedrijf is dat 80.000 euro. Dit betekent veel meer  werkgelegenheid bij dezelfde hoeveelheid metaal die er omgaat.” Er is een voorlopige aanvraag ingediend bij NWO; in mei volgt een definitief voorstel. ”Dan hopen we natuurlijk dat NWO het goedkeurt. Om zo’n fabriek in prototype te ontwerpen en te bouwen hebben we proeflijnen nodig, maar we willen ook onderzoeken wat dat voor logistieke consequenties heeft. Betreft het naast aluminium ook andere metalen? “Alle non-ferro metalen, en ook andere waardevolle scrapstromen, maar aluminium is wel ontzettend belangrijk. Aluminium en rvs zijn twee hele grote stromen.”

Legeringen

Rem bevestigt dat het natuurlijk vrij ingewikkeld is om te recyclen aluminiumstromen uit elkaar te halen, want er zijn allerlei soorten legeringen. Is dat geen probleem? “Het punt is dat we verschillende legeringen voor tal van toepassingen maken. Al die legeringen komen in mengsels samen in de ’end of life’ stroom. We moeten die op de een of andere manier uit elkaar zien te plukken, althans als je het mengsel niet gaat verhandelen.” Hoe denken jullie dat probleem op te lossen? “Dan kom je aan de technologische kant van het verhaal.”, zegt Rem. “Dat is een belangrijk stuk van het onderzoek. Maar waar het ook om gaat, is, dat het project niet puur technologisch is. Techniek is een belangrijke component, maar wat wij ook graag willen onderzoeken is welke gevolgen het recyclen heeft op onze samenleving. Het gaat daarbij om welke gevolgen het heeft voor sectoren zoals de high tech materials industrie, de logistiek, de chemische industrie, de smelters, maar ook de recycling industrie.”

Wat zijn nu de technologische doorbraken? “Als je in de literatuur kijkt dan zie je dat heel veel onderzoek is verricht aan het kunnen identificeren van de legering van een stukje scrap. Sommige mensen zien het ook heel goed al met het blote oog. Als je die een stukje scrap in hun hand geeft, dan zien ze aan de vorm, kleur en textuur dat het een bepaald type alloy is. Zelfs al ben je geen specialist, kun je heel goed zien of iets een ‘cast alu’ is of een ‘wrought alu’. Cast alu is heel stijf, heel star en bros. Het is nooit gebogen, voortgekomen uit het gieten. Giet alu is zo bros dat het kan breken maar niet buigen. Wrought aluminium is een heel andere groep van legeringen. Het komt bijvoorbeeld voor als plaatmateriaal dat je kunt buigen.  Je kunt dingen zien door puur naar een object te kijken. Maar er zijn ook sensoren die het materiaal analyseren. Zo’n fabrieksproces genereert veel nieuwe inzichten/informatie over dat scrap. Het ontwerp dat wij voor ogen hebben bevat veel sensoren maar minstens zo belangrijk is de informatieverwerking. We werken samen met de UVA, en de onderzoekers daar zijn ontzettend goed in het verwerken van grote hoeveelheden informatie en bepalen waar de relevante info zit.”

6 miljoen

Hoeveel gaat het onderzoek kosten? “We denken ongeveer 6 miljoen euro. Dat zou deels van NWO moeten komen, deels van de gezamenlijke universiteiten van Amsterdam, Rotterdam, Leiden en Delft en deels van bedrijven die meewerken. “ Levert de verkoop van recyclede metalen nog wat op? “Bij metalen is het zo dat je altijd de marktprijs betaalt. Het is niet zo dat het proces de prijs bepaalt, maar de marktprijs bepaalt wat de bedrijven ervoor krijgen. Maar als het proces heel goedkoop is, dan krijgen uiteindelijk degenen die de scrap verzamelen, de kleine partijen, een betere prijs voor het materiaal.” Is de verleiding dan niet groot om maagdelijke grondstof te nemen, in plaats van recycled materiaal? “Het hangt af van waar je zit. Als je voor je CO2 moet betalen, moet concurreren met partijen die niet voor CO2 betalen, dan is het toch voordeliger om te recyclen. Het kan goed betekenen dat partijen die nu in Europa zitten, dat nu als voordeel zien.”

Als NWO positief besluit, kan in december worden begonnen met het ontwerp van de pilotfabrieken. Er wordt dus niet meteen gestart met de bouw. “We starten eerst met het onderzoek aan de universiteit”, zegt Rem. “Het vijfjarig project zit zodanig in elkaar, dat stukje bij beetje wordt gewerkt naar de realisatie van prototype lijnen. Als deelnemers tot de conclusie komen dat het kan, wordt het toegepast.  Een belangrijke component daarbij is de bepaling van de kwaliteit. Het is heel geavanceerd. Als je iets verhandelt, moet je goed weten wat. Als je iets naar een smelter stuurt, moet je heel precies weten wat je doet. Als het eenmaal in de smelt zit, kun je niet veel meer veranderen.” Rem verwacht dat de eerste proefversies er over anderhalf jaar zijn. “Je moet dan denken aan lijnen van vijftig meter lang.” Overigens gaat het daarbij niet alleen om aluminium en rvs, hoewel die de grote bulk omvatten. Je moet dan ook denken aan bijvoorbeeld elektriciteitsdraad. ”Sommige soorten draad bevatten veel koper, andere aluminium.” Als het een succes is, komt er dan een grote fabriek? “Ik denk het wel, en het gaat dan de hele wereld over. Maar de bemoeienis van de universiteit houdt dan wel op.”