Longread: Duurzame innovaties die bijdragen aan een klimaatneutrale infrasector in Nederland

Het onderzoeksrapport ‘Op weg naar een klimaatneutrale infrasector in Nederland’ is in 2018 gepubliceerd. Het onderzoeksproject is een MVI-Energie project, onderdeel van de Topsector Energie brede ambitie om bij te dragen aan het versnellen van de transitie naar een duurzame energievoorziening, als onderdeel van de ontwikkeling richting een duurzame samenleving. Dit onderzoek leverde transitiescenario’s op voor de materiaalketens van de vier meest invloedrijke materialen voor de infrasector, namelijk beton, asfalt, staal, en brandstof. In deze ketens zijn verschillende scenario’s verkend, die een klimaatneutrale infrasector mogelijk kunnen maken.

Dit artikel gaat verder in op de duurzame innovaties en ontwikkelingen per keten, die bijdragen aan een klimaatneutrale infrasector in Nederland. Per keten worden innovaties en circulaire kansen uitgelicht die CO2 reduceren en de transitie naar een klimaatneutrale infra versnellen.

Beton

Uit het onderzoek blijkt dat met name de productie van cement de grootste CO2-uitstoot veroorzaakt als gevolg van betonproductie. 70 procent van de CO2-uitstoot die vrijkomt bij betonproductie wordt veroorzaakt door cement, melden SKAO en TU Delft in het onderzoek. De onderzoekers zien daarom kansen voor innovaties die de CO2-uitstoot van beton als gevolg van cementproductie verkleinen.

Innovatie
Nieuwe technologieën om CO2-uitstoot in de cementproductie te verminderen, bestaan vooral uit nieuwe cementtypen die zijn opgebouwd uit andere mineralen. Een voorbeeld daarvan is geopolymeer. Dit materiaal vervangt cement in beton door minerale reststoffen, alkaliën en gepatenteerde additieven en zou daarmee 80 procent minder CO2 opleveren. Zo wordt geopolymeer toegepast in de CO2-negatieve weg N211 tussen Den Haag en Poeldijk. De onderzoekers plaatsen wel een kanttekening bij het gebruik van cementvervangers: niet alle grondstoffen/mineralen van de nieuwe cementtypen zijn in grote getale aanwezig. Hoewel de onderzoekers de kans klein achten dat nieuwe cementtypen als geopolymeer de gehele stroom aan cement overnemen, zijn er wel voldoende kansen om met de nieuwe cementtypen CO2 te reduceren bij de productie van beton.

Circulaire kansen
Naast het vervangen van cement, zijn er volgens het onderzoek ook circulaire kansen voor beton, bijvoorbeeld om in de end-of-life fase van de betonketen cement terug te winnen. Een voorbeeld hiervan is de zogeheten ‘Smart Liberator’, een machine die cement terugwint uit oud beton. Het teruggewonnen cement kan vervolgens gebruikt worden als fundering onder wegen, maar ook voor het maken van nieuw beton.

Asfalt

Asfalt wordt hoofdzakelijk in de infrasector gebruikt. De meeste uitstoot wordt veroorzaakt in de asfaltproductie, die neemt 42 procent van de totale CO2-uitstoot voor zijn rekening. Daarnaast zorgt de overige productie, namelijk het bindmiddel bitumen in asfalt, voor 10 procent van de totale CO2-uitstoot.

Innovatie
De asfaltproductie veroorzaakt het grootste deel van de CO2-uitstoot door de verhitting die nodig is om de mineralen (zand, grind of steenslag), vulstoffen (vliegas of kalksteenmeel), bitumen en eventueel additieven te mengen. Om de bitumen beter te laten hechten in het asfaltmengsel, worden de mineralen en het bitumen in een traditioneel asfaltproductieproces verwarmd bij een temperatuur van rond de 180 graden Celsius. Op korte termijn zien de onderzoekers daarom kansen voor CO2-reductie in de asfaltketen door het materiaal te produceren bij lagere temperaturen. Zo test Rijkswaterstaat samen met BAM Wegen het zogeheten LEAB PA (lage temperatuur asfalt) in het Innovatietestcentrum (ITC). Het asfalt wordt geproduceerd bij een temperatuur van 110 graden Celsius. Dit leidt volgens Rijkswaterstaat tot energiebesparing en daarmee CO2-reductie. Daarnaast zou de lagere productietemperatuur ook een positief effect hebben op de levensduur van het asfalt.

Circulaire kansen
Volgens de onderzoekers zijn er ook circulaire kansen: recycling van asfalt biedt mogelijkheden voor flinke CO2-reductie in de asfaltketen. De verwachting is dat asfalt tot 95 procent kan worden gerecycled op voorwaarde dat er genoeg secundair asfalt aanwezig is. Strukton Civiel heeft onlangs bewezen dat het mogelijk is om asfalt te produceren dat voor 97 procent bestaat uit hergebruikte grondstoffen. Het zogeheten Greenfalt is gemaakt van hergebruikt asfalt en gerecycled ballastmateriaal afkomstig uit spoorwegen. De hergebruikte grondstoffen zijn verwerkt in alle lagen van de asfaltweg, van onder- tot deklaag. Volgens Strukton Civiel is de kwaliteit van Greenfalt gelijk aan ‘nieuw’ asfalt. Naast de besparing van natuurlijke grondstoffen, zou gebruik van dit asfalt meer CO2-uitstoot besparen door minder transport van nieuwe grondstoffen. Doordat Greenfalt gebruikmaakt van oud asfalt en oud ballastgrind, worden deze grondstoffen niet afgevoerd als afvalstoffen.

Brandstof

Volgens de onderzoekers veroorzaken brandstof- en energiegebruik in de infrasector veel CO2-uitstoot, omdat veel van de gebruikte brandstof nog afkomstig is uit fossiele bronnen. In het onderzoeksrapport ‘Op weg naar een klimaatneutrale infra’ maken de onderzoekers onderscheid in categorieën waarin energie en brandstof worden verbruikt. De categorieën zijn transport over water, transport over land en het gebruik van bouw- en sloopmaterieel. Daarbij verwijzen de onderzoekers naar de ambities van het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (IenW) om de kansen voor de duurzame brandstoftransitie uit te lichten.

Innovatie
Het ministerie van IenW streeft naar een CO2-reductie van 60 procent voor het transport over land in 2050, meldt het ministerie in het rapport ‘Een duurzame brandstofvisie met LEF’. De CO2-reductiedoelstelling geldt voor al het wegvervoer, inclusief zwaar wegtransport dat in de infrasector plaatsvindt. Hiervoor zijn duurzame innovaties op het gebied van brandstof en energie noodzakelijk. IenW zet vooral in op elektrisch rijden met batterijen, omdat dit volgens de bronnen van het ministerie de meest efficiënte manier is van aandrijving van transport over land. Daarnaast kan de CO2-uitstoot van wegtransport dankzij elektrisch rijden naar 0 worden gebracht.

Voor zwaar wegvervoer zijn volledig elektrische voertuigen nog volop in ontwikkeling. Zo heeft KWS een primeur met de eerste volledig elektrische vrachtwagen. De wegenbouwer wil de elektrische vrachtwagen inzetten op projecten om bulkgoederen en materialen, zoals zand en stenen, af te voeren, aan te voeren en te verplaatsen. Ook voor elektrische werktuigen op de bouwplaats wordt er nog volop ontwikkeld. In dit artikel beschrijft SKAO de verschillende kansen voor elektrificatie op de bouwplaats.

Naast elektrisch rijden, ziet IenW ook kansen voor alternatieve brandstoffen als biodiesel, biogas, LNG (Liquified Natural Gas), CNG (Compressed Natural Gas) en hybriden. Een voorbeeld van biodiesel dat nu wordt gebruikt om de CO2-uitstoot als gevolg van fossiele brandstoffen te verkleinen, is HVO (hydrotreated Vegetable Oil). Deze biobrandstof bestaat uit plantaardige olie, zoals oud frituurvet en levert een CO2-besparing van 17 procent per jaar.

Staal

In de staalketen wordt de grootste hoeveelheid CO2-uitstoot veroorzaakt tijdens de staalproductiefase. De staalproductie neemt 70 procent van de totale CO2-uitstoot voor zijn rekening. Over het einde van de levensduur van staalproducten is weinig bekend, stellen de onderzoekers. Wel is bekend dat vrijwel al het staal in de bouw wordt hergebruikt als bouwcomponent (bijvoorbeeld als balk of kolom) of gerecycled (omgesmolten) tot nieuw staal.

Innovatie en circulaire kansen
Om zoveel mogelijk CO2-emissies in de staalketen te besparen, liggen de grootste kansen op nieuwe productiemethoden. Een voorbeeld in de praktijk laat staalconcern Tata Steel zien met het HIsarna-project. Deze nieuwe technologie maakt het mogelijk om tot 50 procent CO2 te besparen in de staalproductiefase.

Bent u bezig met een CO2-reducerende en/of circulaire innovatie die bijdraagt aan een klimaatneutrale infrasector? Wij zijn benieuwd! We horen het graag via [email protected]

Meer informatie over het onderzoeksproject ‘Op weg naar een klimaatneutrale infrasector in Nederland’ vindt u hier.