Slimme, duurzame materialen in een gesloten kringloop
Slimme, duurzame materialen in een gesloten kringloop
Slimme, duurzame materialen in een gesloten kringloop
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>een</strong>hed<strong>een</strong><br />
: ton/ persoon‐jaar<br />
LLeuven Materials M t i l Research R h Centre C t<br />
Themasessie “Close the materials cycle”<br />
30 november 2010<br />
<strong>Slimme</strong>, <strong>duurzame</strong> <strong>materialen</strong> <strong>in</strong> <strong>een</strong> <strong>gesloten</strong> kr<strong>in</strong>gloop<br />
biotisch 6<br />
Karel Van Acker,<br />
coörd<strong>in</strong>ator K.U.Leuven Materials Research Centre<br />
Neanderthaler<br />
+0<br />
bron: Graedel / Br<strong>in</strong>gezu<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
Inleid<strong>in</strong>g<br />
excreta 0.8<br />
waste 0.1<br />
gemiddelde<br />
Europeaan<br />
abiotisch 50<br />
emissies<br />
water 10.0<br />
export 1.7<br />
biotisch 5.8<br />
lucht 14.7<br />
+10<br />
2<br />
1
Karel Van Acker/v101130<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
bron: Graedel, 2008<br />
Groeiende <strong>materialen</strong>behoefte<br />
Uitputt<strong>in</strong>g grondstoffen<br />
1000<br />
bron: Kircha<strong>in</strong> et al., Materials Science<br />
& Technology, 2004<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
1400 0<br />
1200<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
strontium<br />
arsenic<br />
antimony<br />
t<strong>in</strong><br />
lead<br />
copper<br />
thallium<br />
yttrium<br />
nickel<br />
strrontium<br />
silver<br />
arsenic a<br />
<strong>in</strong>dium<br />
anntimony<br />
gold<br />
t<strong>in</strong><br />
z<strong>in</strong>c<br />
lead<br />
boron<br />
selenium<br />
tantalum<br />
alum<strong>in</strong>ium<br />
rhenium<br />
PGM<br />
lithium<br />
chromium<br />
iod<strong>in</strong>e<br />
3<br />
4<br />
2
Karel Van Acker/v101130<br />
Diran Apelian, CR³<br />
Presentation, Leuven,<br />
2010<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
metalen<br />
5<br />
synthetische organische<br />
<strong>materialen</strong><br />
natuurlijke organische<br />
<strong>materialen</strong><br />
anorganische <strong>materialen</strong><br />
keramische <strong>materialen</strong><br />
6<br />
3
e‐<br />
action<br />
Duurzaam <strong>materialen</strong>beheer<br />
Milieuimpact Detoxificatie<br />
Grondstofuitputt<strong>in</strong>g<br />
Toenemende vraag<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
re‐<br />
design<br />
grondstoffen<br />
Dematerialiseren<br />
Herw<strong>in</strong>nen waarde<br />
re‐<br />
frame<br />
De <strong>materialen</strong>cyclus<br />
w<strong>in</strong>n<strong>in</strong>g<br />
productie<br />
BIOSFEER<br />
recyclage<br />
afvalverwerk<strong>in</strong>g TECHNOSFEER<br />
afval<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
afdank<strong>in</strong>g<br />
‐ materiaalsubstitutie<br />
‐ proces<strong>in</strong>tensificatie<br />
‐ materiaalefficiëntie<br />
‐ andere bus<strong>in</strong>essmodellen<br />
‐ hernieuwbare bronnen<br />
‐ <strong>gesloten</strong> kr<strong>in</strong>gen<br />
‐ landfill m<strong>in</strong><strong>in</strong>g<br />
gebruik<br />
7<br />
ENERGIE<br />
MATERIALEN<br />
8<br />
4
Karel Van Acker/v101130<br />
biosfeer<br />
primaire<br />
grondstof<br />
w<strong>in</strong>n<strong>in</strong>g<br />
sluiten kr<strong>in</strong>g<br />
productie<br />
recyclage<br />
afvalverwerk<strong>in</strong>g TECHNOSFEER<br />
afdank<strong>in</strong>g<br />
productie<br />
gebruik<br />
sluiten materiaalkr<strong>in</strong>gen (<strong>in</strong> de technosfeer)<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
secundaire<br />
grondstof<br />
re-eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>ng<br />
/ herconditioneren<br />
TECHNOSFEER<br />
gebruik<br />
gecontroleeerde<br />
biodegraddatie<br />
storten afval<br />
verbranden<br />
composteren<br />
9<br />
10<br />
5
primaire<br />
grondstof<br />
secundaire<br />
grondstof<br />
nieuw schroot<br />
productie<br />
TECHNOSFEER<br />
gebruik<br />
storten afval<br />
verbranden<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
nieuw schroot<br />
• gebruik productieresten/afval b<strong>in</strong>nen eigen bedrijf<br />
• gebruik productieresten/afval/overschotten andere bedrijven<br />
→ goed gekende gekende, “zuivere” zuivere stromen<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
11<br />
12<br />
6
Karel Van Acker/v101130<br />
primaire<br />
grondstof<br />
secundaire<br />
grondstof<br />
hergebruik<br />
productie<br />
TECHNOSFEER<br />
gebruik<br />
storten afval<br />
verbranden<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
13<br />
14<br />
7
• meest energie-efficiënte oploss<strong>in</strong>g<br />
kr<strong>in</strong>gloopcentra<br />
bron: koepel Vlaamse kr<strong>in</strong>gloopcentra<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
primaire<br />
grondstof<br />
hergebruik<br />
… maar ook tweedehandsmarkt<br />
re-eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>g / herconditioneren<br />
secundaire<br />
grondstof<br />
productie<br />
re-eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>ng<br />
/ herconditioneren<br />
TECHNOSFEER<br />
gebruik<br />
storten afval<br />
verbranden<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
15<br />
16<br />
8
e-eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>g / herconditioneren<br />
voorbeelden zijn: (kantoor)gebouwen, communicatiesystemen,<br />
vliegtuigen,…<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
primaire<br />
grondstof<br />
secundaire<br />
grondstof<br />
(chemical) leas<strong>in</strong>g<br />
productie<br />
re-eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>ng<br />
/ herconditioneren<br />
TECHNOSFEER<br />
en creatief hergebruik voorwerpen!<br />
gebruik<br />
storten afval<br />
verbranden<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
17<br />
18<br />
9
Karel Van Acker/v101130<br />
primaire<br />
grondstof<br />
bron: L<strong>in</strong>hard, Amsterdam<br />
secundaire<br />
grondstof<br />
ΔB, p<br />
ΔE <strong>in</strong><br />
leas<strong>in</strong>g<br />
recyclen<br />
productie<br />
re-eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>ng<br />
/ herconditioneren<br />
• CChemical<br />
leas<strong>in</strong>g<br />
– gebruik van solvent voor de<br />
verven van auto’s<br />
TECHNOSFEER<br />
gebruik<br />
storten afval<br />
verbranden<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
19<br />
20<br />
10
• complexe en gemengde stromen<br />
• energie-<strong>in</strong>put recyclageproces<br />
Wat met kwaliteit?<br />
Recyclen<br />
• ontwikkel<strong>in</strong>g naar meer effectieve<br />
recyclagetechnieken<br />
• Wat met kwaliteit? voorbeeld: recyclage PA66<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
primaire<br />
grondstof<br />
secundaire<br />
grondstof<br />
urban m<strong>in</strong><strong>in</strong>g<br />
productie<br />
re-eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>ng<br />
/ herconditioneren<br />
TECHNOSFEER<br />
bron: Dupont composite recycle technology<br />
gebruik<br />
storten afval<br />
verbranden<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
21<br />
22<br />
11
Karel Van Acker/v101130<br />
biosfeer<br />
primaire<br />
grondstof<br />
landfill m<strong>in</strong><strong>in</strong>g<br />
Bron ARC<br />
Valorisatie Afvalstoffen<br />
productie<br />
• gemengde stromen<br />
• lange termijn opslag<br />
• technologie-ontwikkel<strong>in</strong>g<br />
technologie ontwikkel<strong>in</strong>g<br />
om <strong>materialen</strong> en energie<br />
op <strong>duurzame</strong> (PPP)<br />
manier te recupereren uit<br />
stortplaatsen.<br />
sluiten materiaalkr<strong>in</strong>gen (<strong>in</strong> de technosfeer)<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
secundaire<br />
grondstof<br />
re-eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>ng<br />
/ herconditioneren<br />
TECHNOSFEER<br />
gebruik<br />
gecontroleeerde<br />
biodegraddatie<br />
storten afval<br />
verbranden<br />
composteren<br />
23<br />
24<br />
12
w<strong>in</strong>n<strong>in</strong>g i i<br />
recycl<strong>in</strong>g<br />
waste recovery<br />
production<br />
TECHNOSFEER<br />
End-of-Life<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
sluiten kr<strong>in</strong>gen <strong>in</strong> de biosfeer<br />
use<br />
End-of-Life<br />
TECHNOSPHERE<br />
BIOSFEER<br />
production<br />
regeneration ti<br />
harvest<strong>in</strong>g<br />
MANUFACTURE BIODEGRADE<br />
RECOLLECTION<br />
COTTON<br />
Hoe ver staat de recyclage (per materiaalfamilie)<br />
COMPOST<br />
25<br />
26<br />
13
Karel Van Acker/v101130<br />
• 1,2 miljard GSMs verkocht/jaar ∼84kton<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
bron: M. Aschby 2009<br />
27<br />
recyclage potentieel<br />
± 40 kton/jaar (2006)<br />
<strong>in</strong>gezameld niet <strong>in</strong>gezameld<br />
Rec 2nd<br />
ycle life<br />
? lade<br />
effectieve recyclage<br />
< 1 kton (2006)<br />
?vast ? vast<br />
afval<br />
28<br />
14
afval<br />
• productie p<br />
•werf<br />
• sloop<br />
selectieve sloop gewenst:<br />
• metaal, behang kan eruit worden gehaald<br />
• stenen en tegels zijn probleem<br />
• cellenbeton (samen gestort) mag niet<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
Voorbeeld: Gips<br />
reductie<br />
drogen<br />
vermalen<br />
recyclage l<br />
± 15 Mton gipsplaat <strong>in</strong> de<br />
afvalberg wereldwijd per<br />
jaar… = 40000 ton/dag!<br />
29<br />
bron: M. Aschby 2009<br />
30<br />
15
laagwaardige<br />
producten<br />
koud / warm<br />
persen<br />
gemengde kunststof‐ kunststof<br />
producten mogelijk<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
Recyclage kunststoffen<br />
MECHANISCHE<br />
RECYCLAGE<br />
sorteren<br />
verkle<strong>in</strong>en<br />
mechanisch<br />
scheiden<br />
smelten<br />
filtreren<br />
spuitgieten<br />
hoogwaardige<br />
producten<br />
chemisch<br />
oplossen<br />
Besluiten<br />
FEEDSTOCK<br />
RECYCLAGE<br />
conditioneren<br />
niet‐gesorteerde<br />
stromen<br />
vergass<strong>in</strong>g pyrolyse<br />
H 2 + CO olie<br />
synthese<br />
thermische<br />
valorisatie<br />
• Materialen recycleren kan op veel plaatsen <strong>in</strong> de<br />
materiaalkr<strong>in</strong>g<br />
• Energiebehoefte g om <strong>materialen</strong> te recycleren y hangen g<br />
af van waar <strong>in</strong> de materiaalkr<strong>in</strong>g wordt gerecycleerd,<br />
welk materiaal wordt gerecycleerd en de zuiverheid<br />
van het materiaal<br />
• In de meeste gevallen is er downcycl<strong>in</strong>g, maar<br />
kwaliteitsverlies hoeft niet per se<br />
• Beter anticiperen op recyclage door design for<br />
recycl<strong>in</strong>g, y g aangepaste g logistiek,… g<br />
• … er is nog veel onbenut potentieel<br />
31<br />
32<br />
16
Meer weten?<br />
• Materiaalonderzoek aan de K.U.Leuven<br />
www.leuvenmrc.be<br />
• Vlaams Transitienetwerk duurzaam <strong>materialen</strong>beheer<br />
www.plan-c.eu<br />
• SMaRT-Pro 2 kennisplatform (valorisatie hoge T residuen)<br />
http://smartpro2.eu/<br />
• CR² Center for Resource Recycl<strong>in</strong>g and Recovery<br />
http://www.wpi.edu/academics/Research/CR3/<strong>in</strong>dex.html<br />
• Materialenbibliotheek<br />
www.materio.be<br />
• EFRO project opportuniteitsscan <strong>duurzame</strong> materiaal<strong>in</strong>novaties<br />
www.openraam.eu<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
Prof. Dr. ir. Karel Van Acker<br />
K.U.Leuven Research & Development<br />
c/o department MTM<br />
Kasteelpark Arenberg 44<br />
BE-3001 Leuven<br />
tel. +32 16 321271<br />
e-mail: Karel.VanAcker@lrd.kuleuven.be<br />
Karel Van Acker/v101130<br />
contact: t t www.leuvenmrc.be<br />
l b<br />
Prof. Dr. ir. Ignaas Verpoest<br />
chairman Leuven MRC<br />
department MTM<br />
Kasteelpark Arenberg 44<br />
BE-3001 Leuven<br />
+32 16 321306<br />
ignaas.verpoest@mtm.kuleuven.be<br />
33<br />
34<br />
17
Change language