Recycling in de metaalindustrie

We leven in een tijd van wereldwijde opwarming. Industrieën en overheden doen hun best om uitstoot van broeikasgassen te verminderen en om efficiencyslagen te slaan. In dit nummer kijken we naar één aspect de efficiëntieslag: recycling in de metaalindustrie.

Door Matthijs Schornagel

Afbeelding 1 - Uitstoot door productie van basismaterialen ten opzichte van het totaal in 1995 en 2015. Bron: IRP (2020). Resource Efficiency and Climate Change: Material Efficiency Strategies for a Low-Carbon Future. Hertwich, E., Lifset, R., Pauliuk, S., Heeren, N. A report of the International Resource Panel. United Nations Environment Programme, Nairobi, Kenya.


Metalen zijn een essentieel onderdeel van de moderne wereld. Tegelijkertijd bedreigt de productie van metalen het welzijn van onze planeet. Die gaat immers gepaard met aanzienlijke uitstoot van broeikasgassen. Hoewel een wereld zonder metaal ondenkbaar is is er een efficiëntieslag nodig in de productie en het gebruik van metaal om de doelstellingen van het Parijs Akkoord te halen.

Afbeeldingen 1 en 2 illustreren de omvang van de uitdaging. In de twintig jaar sinds 1995 is de uitstoot van broeikasgassen bij de productie van basismaterialen meer dan verdubbeld van 5 Gigaton naar 11,5 Gigaton. Metalen waren in 2015 goed voor 4,8 van die 11,5 gigaton en dat aandeel is in de jaren erna alleen nog maar gestegen. En dit alles is ondanks enorme verbeteringen in het productieproces. De productie van staal vergt tegenwoordig maar liefst 60% minder energie dan 60 jaar geleden, maar de vraag naar staal is zo enorm dat de extra productie alsnog tot een aanzienlijke toename van de CO2 uitstoot leidt.


Afbeelding 2 - Staalproductie en energieverbruik sinds 1960. Bron: STEEL - THE PERMANENT MATERIAL IN THE CIRCULAR ECONOMY; World Steel Association.


Hoewel de productie van metaal zelf veel energie kost zullen metalen een hoofdrol spelen in de overgang van een fossiele naar een duurzame economie. Om ervoor te zorgen dat de uitstoot van extra metaalproductie niet zo’n grote tol eist dat de klimaatdoelen niet worden behaald zal recycling een grote rol moeten spelen. Hierbij moeten we overigens wel meteen opmerken dat de vraag naar metaal hoe dan ook te groot is om die enkel met recycling te kunnen vervullen. Primaire productie blijft noodzakelijk.

Toenemende vraag

De nieuwe duurzame infrastructuur heeft veel metaal nodig. Denk bijvoorbeeld aan al het koper voor nieuwe elektriciteitsnetwerken, lood en lithium voor alle batterijen en neodymium voor windturbines. De toenemende vraag naar deze metalen verbleekt echter vergeleken met de vraag naar staal en aluminium.

Dat komt vooral door de omvang van duurzame energie installaties. Denk aan een zonnepark. Met de huidige stand van de technologie zijn er 3000 zonnepanelen nodig om 1 MegaWatt elektriciteit op te wekken en daar is een zonnepark ter grote van ongeveer 2500 voetbalvelden voor nodig. De frames van al deze zonnepanelen zijn van aluminium. U zult begrijpen dat er in een dergelijk park vele malen meer metaal zit dan een fossiele energiecentrale met dezelfde capaciteit.

Bij windenergie zien we een vergelijkbaar verhaal, alleen speelt staal daarin de hoofdrol. Hoewel de wieken van moderne windmolens uit plexiglas en hout bestaan zijn de torens helemaal van staal en bij offshore windparken zijn de stalen structuren vaak nog veel groter dan die op land.

Een rapport van de Wereldbank voorspelt dat de vraag naar basismetalen zoals aluminium, en staal enorm zal groeien als gevolg van de wereldwijde energietransitie. Hoe groot de vraag precies zal zijn hangt af van de klimaatdoelstellingen.

Als de wereld zich enkel aan het 2 graden scenario van de Parijs Akkoorden houdt zal de vraag naar aluminium door de energiesector toenemen van 100 miljoen ton tussen nu en 2050 naar 200 miljoen ton. En in ambitieuzere scenario’s kan die vraag nog veel verder oplopen (Zie afbeeldingen 2 en 3). Een tweede ontwikkeling die veel extra vraag naar aluminium zal opleveren is de verduurzaming van producten die nu nog van plastic worden gemaakt. Tech bedrijven zoals Apple maken de casings van hun producten steeds vaker van (gerecycled) aluminium en ook producenten van water en frisdrank kijken naar het aluminium blik als een potentiële vervanger van de PET-fles. Deze fabrikanten achten dit een noodzakelijke ommezwaai, omdat het plastic in hun huidige producten vaak in een minderwaardige vorm terugkeert. Er is niet zozeer sprake van recycling als van downcycling. Uiteindelijk komt het plastic toch op de stort of in de verbrandingsoven terecht. Aluminium moet dit veranderen. Als de vraag naar metaal zo ontzettend stijgt omdat de circulariteit ons moet behoeden voor een hoop extra uitstoot van broeikasgassen dan moeten we ook echt alles recyclen. Ondanks verduurzaming blijft het primaire productieproces van aluminium en staal blijft een van de meest koolstof intensieve industrieën ter wereld. Het mag niet zo zijn dat de beoogde reductie van broeikasgasuitstoot ongedaan wordt gemaakt doordat inefficiënte recycling de productie van primair metaal onnodig opstuwt. Daar is in het 2 graden scenario van de Parijs Akkoorden gewoon geen ruimte voor.


Afbeelding 3 - Vraag naar metaal vanuit energiesector. Bron: Minerals for Climate Action; The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition. Daniela La Porta and Kirsten Hund et al. A report by The World Bank (Washington DC, 2020).


Afbeelding 4 - Vraag naar metaal vanuit energiesector. Bron: Minerals for Climate Action; The Mineral Intensity of the Clean Energy Transition. Daniela La Porta and Kirsten Hund et al. A report by The World Bank (Washington DC, 2020).

Blik op recycling

De vraag naar metaal neemt dus toe en tegelijkertijd moet dat metaal zo duurzaam mogelijk worden geproduceerd. Recycling is daarom noodzakelijk. Recycling van aluminium kost immers maar een fractie van de energie die nodig is voor primaire productie. Tegenwoordig is dat tussen 5 en 10 procent.

Metalen zijn bovendien heel erg geschikt voor recycling. In tegenstelling tot veel andere materialen kun je metalen eigenlijk eindeloos recyclen. In theorie zouden we metalen zoals aluminium en staal dus volledig kunnen recyclen, maar doen we dat in werkelijkheid ook?

Bierbrouwerij Coors introduceerde al in 1959 het eerste aluminium blik. Recycling was vanaf het begin het doel. Coors wist namelijk dat het alle blikken voor de volle 100% kon recyclen en dat zou enorm schelen in de productiekosten. Dat viel helaas een beetje tegen.

Recycling van aluminium blikjes is vandaag de dag big business, maar het is niet per se het succesverhaal waar producenten en overheden graag mee dwepen.

Ja, een gebruikt blik kan binnen twee maanden weer als nieuw in de winkel liggen. Ja, het merendeel van de blikken wordt ook daadwerkelijk gerecycled. Zo recyclen we in Europa gemiddeld 75% van al onze aluminium blikken. Toch is dit lang niet goed genoeg.

Die 75% lijkt heel indrukwekkend als je het vergelijkt met de recycling van andere materialen zoals plastic of hout, maar het is teleurstellend als je bedenkt dat metaal zo goed en zo makkelijk is te recyclen dat een blik van staal of aluminium volledig en zonder enig kwaliteitsverlies gerecycled kan worden. Bovendien kan dit ook nog eens op een rendabele manier. Dat zijn dingen waar de plastic branche enkel van kan dromen.

Als we die gegevens even in het achterhoofd houden en de getallen nu eens omdraaien dan moeten we concluderen dat Europa bij iedere gebruikscyclus van een aluminium blik maar liefst 25% verliest.  En dan doen Europese landen het nog relatief goed. In de Verenigde Staten gaat zeker 45% van het aluminium uit blik verloren.

Als we uitzoomen blijkt dat de situatie op het gebied van blikjes emblematisch is voor de hele aluminiumsector. Dankzij recycling is 75% van al het aluminium dat ooit is gemaakt nog in gebruik. Dat betekent echter dat een kwart verloren is gegaan. Oftewel, van de 65 miljoen ton aluminium die we in 2019 produceerden zal 16,25 miljoen ton verdwijnen, tenzij we recycling serieuzer gaan nemen.

Op het gebied van staal zien we een iets rooskleuriger verhaal. Aangezien staal vooral in grotere producten is verwerkt en omdat het magnetisch is zijn we er beter in om het te verzamelen en te recyclen. Wereldwijd komt 85% van al het staal weer terug in productie. Staal uit hele grote dingen zoals schepen en auto’s wordt voor bijna 100% gerecycled. Dat uit machinerie voor 90% en uit elektrische en huishoudelijke apparaten voor 50%. Toch is 85% recycling ook voor staal nog niet goed genoeg. In absolute zin komt dit toch nog neer op een jaarlijks verlies van ruim 280 miljoen ton. Het is van groot belang dat dit verlies verdwijnt en dat kan met slimmer design en beter beleid.


 

Slimmer design en beter beleid

Bij recycling heeft metaal een belangrijk voordeel ten opzichte van allerlei andere materialen zoals plastic. Het is vaak rendabel. Zeker wanneer de prijzen van primair metaal hoog zijn. Zo lang gerecycled metaal relatief goedkoop blijft ten opzichte van primair metaal geeft dat de sector een impuls om zoveel mogelijk te recyclen. Toch is dit op zichzelf blijkbaar niet genoeg om alles te recyclen.

Het merendeel van al het metaal komt terecht in de bouw, vervoermiddelen en consumentengoederen zoals blikjes en witgoed. In deze drie sectoren valt volgens een rapport van de Verenigde Naties (IRP 2020, Resource efficiency and climate change) dan ook het meest te winnen.

Aan de vraagzijde kan men materiaalgebruik verlagen met behulp van betere designs die minder materiaal nodig hebben, makkelijker zijn te onderhouden een langere levensduur hebben en uiteindelijk ook weer te recyclen zijn. Men verwacht dat de grootste winsten aanvankelijk op dit vlak zullen worden behaald. Deze strategieën zijn minder afhankelijk van grote technologische doorbraken en vereisen minder grootschalige investeringen in productieprocessen dan aan de productiezijde.

Daarnaast kunnen overheden ingrijpen met een zogenaamd Green Public Procurement programma (GPP). Overheden met een GPP kopen alleen maar producten van duurzame producenten. Het effect hiervan is vaak wisselend en hangt af van de omvang van de publieke sector. In Westerse landen is die vaak niet groot genoeg om hele markten te bewegen. Toch heeft het wel degelijk waarde. GPP is buitengewoon effectief in het stimuleren van nieuwe, maar aanvankelijk onrendabele technologieën.

Overheden kunnen ook doelstellingen aan industrieën opleggen om te verduurzamen. Japan is hier een goed voorbeeld van. Om de recycling van auto’s te verbeteren stelde de Japanse overheid een aantal eisen. Tussen 2005 en 2015 moesten fabrikanten het gebruik van gerecycled materiaal geleidelijk opvoeren van 30% naar 70%. Hiervoor bracht de overheid 21 fabrikanten en recyclers bij elkaar in twee consortia die met elkaar moesten concurreren. Één werd geleid door Toyota de ander door Nissan. De combinatie van competitie, samenwerking en regeldruk werkten uitstekend en zorgden ervoor dat naast het metaal zelfs de recycling van automobile shredder residue (een combinatie van restjes rubber, plastic, glas, textiel en schuim) winstgevend werd.

Bij consumentenproducten speelt overheidsbeleid ook een grote rol. Overheden moeten burgers stimuleren om gebruikte producten in te leveren voor recycling om te voorkomen. Met name als het gaat om kleinere gebruiksvoorwerpen. Dit brengt ons terug bij de aluminium blikjes.

Eerder lazen we dat 75% van alle blikjes in de EU worden gerecycled, maar als we kijken naar de cijfers van verschillende lidstaten zien we dat een aantal overheden nog veel kunnen doen. Landen die statiegeld op blik hebben gezet zien een recycling graad van ongeveer 90% terwijl getallen uit  landen zonder statiegeld variëren van 66% (Frankrijk) tot 43% (Portugal). Dit laat zien dat burgers vaak nog net een beetje stimulans missen om hun gebruikte producten te recyclen, maar het laat ook zien dat de benodigde stimulans heel klein kan zijn.

Al met al kunnen we stellen dat het goed gaat met de recycling van metaal, maar dat het nóg beter moet. Gelukkig zien we ook dat het met bestaande kennis en bestaande middelen ook al een stuk beter kan worden.