Het einde van afval zoals we het kennen?

Afval is een wereldwijde uitdaging die om meerdere creatieve oplossingen vraagt. De hoeveelheid afval terugdringen, terwijl we circulariteit mogelijk maken aan de hand van innovatieve methoden, zou de verbeelding van consumenten, bedrijven en wereldwijde beleidsmakers moeten prikkelen.

Hoewel recycling momenteel slechts een klein deel uitmaakt van het hergebruik van afval, vinden innovators en marktleiders wereldwijd nieuwe manieren om afval om te zetten in duurzame materialen of brandstoffen. Lange tijd dachten we: “Het vuilnis van de één is de schat van de ander”, maar naarmate de afvalverwerkingsprocessen worden verbeterd, zien we in dat al het afval als schat kan worden beschouwd.

De groeiende vraag naar nieuwe oplossingen om de wereldeconomie aan te drijven, moet onze verwachtingen stimuleren. Door tal van opkomende technologieën moeten we niet slechts verwachten, maar ook eisen dat er oplossingen komen die de afvalverwerking versnellen.

Nog niet zo lang geleden leek het gebruik van afval als grondstof voor kwaliteitsproducten onhaalbaar. Dit staat nu op het punt te veranderen.

Hieronder laten we met vijf interessante scenario’s zien op welke manier het concept “afval” zoals wij dat kennen, snel aan het veranderen is.

 
1. Gebruikte frituurolie wordt hernieuwbare brandstof

Eeuwenlang is afval in de natuur gedumpt zonder dat er werd stilgestaan bij de mogelijkheid om het te gebruiken om onze emissies te beperken. Vandaag de dag zien we dat gebruikte frituurolie en -vetten worden omgevormd tot hoogwaardige hernieuwbare diesel en duurzame vliegtuigbrandstof, die conventionele brandstoffen kunnen vervangen zonder dat verbrandingsmotoren daarvoor aangepast hoeven te worden. Het kan zelfs worden gebruikt om hernieuwbare koolwaterstoffen te produceren voor de vervaardiging van hernieuwbare kunststoffen en chemicaliën. 

De laatste jaren hebben we gezien dat er meer wordt gedaan om huishoudelijk afval, frituurolie en dierlijke vetten om te zetten in schonere energie. Deze ontwikkeling is grotendeels te danken aan de pogingen van de vervoerssector om uitstoot terug te dringen. Deze sector was in 2019 goed voor bijna een kwart van de wereldwijde CO₂-uitstoot. Een andere stuwende kracht is de noodzaak om het gebruik van fossiele grondstoffen bij de productie van chemicaliën en polymeren te verminderen.

De race om uitstoot terug te dringen is terug te zien in de dagelijkse nieuwsberichten van over de hele wereld. Bedrijven, landelijke en lokale overheden en zelfs krijgsmachten omarmen de beschikbare technologieën om hun activiteiten aan te drijven.

Bournemouth, een badplaats aan de zuidkust van Engeland, kondigde onlangs aan dat de vuilniswagens van de gemeente zullen gaan rijden op Hydrotreated Vegetable Oil (HVO), een naam die wordt gebruikt voor bepaalde soorten hernieuwbare brandstoffen of geavanceerde biobrandstoffen.

“Dit is een belangrijke proef die ons helpt de afvalstrategie van de overheid, namelijk de belofte om tegen 2030 geen voedselafval meer naar de vuilstort te brengen, te realiseren. Dit doen we door gebruikte frituurolie te hergebruiken en om te zetten in HVO-brandstof die als alternatieve en milieuvriendelijke brandstof in onze voertuigen kan worden gebruikt,” aldus raadslid Mark Anderson.

De constante stroom van bedrijven die alternatieve methoden omarmen om wagenparken of fabrieken van energie te voorzien, moedigt bedrijven in de voedingsindustrie aan om hun afvalstroom te heroverwegen en gebruikte frituurolie te zien als een hulpbron in plaats van afval. Vorig jaar sloeg McDonalds in Nederland de handen ineen met Neste en logistiek bedrijf Havi om een circulair proces op te zetten waarbij gebruikte frituurolie bij restaurants wordt ingezameld en wordt omgezet in brandstof voor voertuigen voor voedselbezorging en afvalinzameling.

 
2. Ontwikkelingen in plasticrecycling maken nieuwe materialen van plastic afval

Plastic recycling is een gevestigde manier van afvalhergebruik, maar het proces is niet altijd efficiënt. De traditionele manier is mechanische recycling, waarbij kunststoffen worden vermalen of omgesmolten tot kleine vlokken of korrels die kunnen worden omgevormd tot nieuwe producten. Maar deze methode kan alleen worden gebruikt voor bepaalde soorten kunststoffen, terwijl andere momenteel op stortplaatsen terechtkomen of worden verbrand. Mechanische recycling is bovendien slechts een beperkt aantal keren mogelijk op hetzelfde stuk kunststof.

Dit is waar chemische recycling om de hoek komt kijken.

Chemische recycling maakt het recyclen van tot nu toe lastig te recyclen plastic mogelijk door de moleculaire structuur van het materiaal af te breken. De resulterende oliën kunnen, door verdere raffinage, worden opgewaardeerd tot grondstof voor nieuwe, hoogwaardige kunststofproducten. In tegenstelling tot mechanische recycling, die beperkte toepassingen kent, creëert chemische recycling in wezen geheel nieuwe kunststoffen, die onbeperkt in alle toepassingen kunnen worden gebruikt.

“We willen niet concurreren met mechanische recycling,” zegt Outi Teräs, hoofd van de afdeling Technology Commercialization of Chemical Recycling bij Neste. “We willen het juist aanvullen.”

Dit betekent dat, hoewel mechanische recycling een belangrijke rol blijft spelen, het algehele recyclingpercentage kan worden verhoogd door plastic dat momenteel op vuilstortplaatsen of in verbrandingsovens terechtkomt chemisch te recyclen.

We willen niet concurreren met mechanische recycling. We willen het juist aanvullen.

Er zijn nog steeds vele uitdagingen die moeten worden overwonnen voordat chemisch recyclen op grote schaal kan worden ingezet. Hoewel de technologieën al worden ontwikkeld, moeten regelgeving en normen ook worden aangepast om chemische recycling op grote schaal mogelijk te maken. Als wat vroeger als “afval” beschouwd werd, nu een waardevolle hulpbron wordt, zijn er nieuwe manieren nodig om na te denken over de waardeketen en het vrije verkeer van goederen en kwaliteitsnormen.

Chemische recycling maakt het recyclen van tot nu toe lastig te recyclen plastic mogelijk door de moleculaire structuur van het materiaal af te breken.

Teräs is optimistisch over de toekomst van plastic recycling.

“Neste heeft zich ten doel gesteld om in 2030 de capaciteit te hebben om meer dan een miljoen ton plastic afval per jaar te verwerken en terug te brengen in de circulaire economie als nieuwe polymeren en chemicaliën." Neste is al begonnen met het raffineren van vloeibaar gemaakt plastic afval op industriële schaal.

Regeringen over de hele wereld hebben inmiddels aandacht voor de mogelijkheden van chemische recycling. Onlangs nog kondigde de regering van Singapore aan dat zij van plan is haar chemische recyclingindustrie te ontwikkelen. Volgens Grace Fu, de minister van Duurzaamheid en Milieu, is het nationale doel om een totaal recyclingpercentage van 70 procent te bereiken en het afval dat naar de Semakau stortplaats wordt gestuurd, tegen 2030 met 30 procent per hoofd van de bevolking per dag te verminderen.

“Chemisch recyclen kan ons helpen de kringloop van plastic afval in Singapore te sluiten, omdat je er vervuild plastic afval mee kunt behandelen dat niet mechanisch kan worden gerecycled. Er worden waardevollere producten van gemaakt, zoals pyrolyse-olie, waarmee vervolgens nieuwe plastic producten kunnen worden geproduceerd,” aldus de Minister.

 
3. Huishoudelijk afval wordt vliegtuigbrandstof

De Wereldbank schat dat de wereldwijde hoeveelheid huishoudelijk afval zal toenemen van 2,01 miljard ton in 2016 tot 3,40 miljard ton in 2050. Momenteel belandt het grootste deel van dit afval nog steeds op stortplaatsen en wordt slechts een vijfde gerecycled. Toekomstige recyclingmethoden moeten niet alleen de toenemende hoeveelheid afval kunnen verwerken, maar ook de hoeveelheid die wordt gerecycled kunnen vergroten.

Een veelbelovend ontwikkelingsgebied is de verwerking van huishoudelijk afval tot chemische producten zoals ethanol of vliegtuigbrandstof.

“Brandstoffen gebaseerd op huishoudelijk afval zijn geen science fiction, maar een duurzame en schaalbare manier om vliegtuigen en andere voertuigen aan te drijven,” vertelt Virpi Kröger, hoofd van de afdeling Initiative, Municipal Solid Waste bij Neste.

Neste’s luchtvaartgrondstofplatform onderzoekt momenteel de mogelijkheden om huishoudelijk afval als grondstof te gebruiken door naar partners te zoeken. Kröger somt op naar welk type expertise ze op zoek zijn: "We moeten samenwerken met afvalbeheer, afvalsorteer- en verwerkingsinstallaties, aanbieders van afvalraffinagetechnologie en andere commerciële spelers."

Huishoudelijk afval kan ofwel worden gesorteerd in componenten die afzonderlijk kunnen worden gerecycleerd (zoals organische materialen of kunststoffen), ofwel collectief worden verwerkt. Enkele van de methoden waarmee huishoudelijk afval op grote schaal kan worden verwerkt, zijn vergassing (waarbij voorbehandeld afval bij hoge temperaturen wordt afgebroken om te worden omgezet in brandstoffen en chemicaliën) of fermentatie van cellulosehoudend materiaal tot ethanol dat verder kan worden verwerkt tot vliegtuigbrandstof.

 
4. CO₂ wordt afgevangen en omgezet in brandstoffen en materialen

Het terugdringen van de wereldwijde CO₂-uitstoot is een van de belangrijkste strategieën om de klimaatcrisis te lijf te gaan. Momenteel draagt de CO₂ die vrijkomt bij industriële processen voor een groot deel bij aan de wereldwijde CO₂-niveaus. Maar deze CO₂-emissies kunnen worden afgevangen en via elektrochemische processen worden omgezet in nieuwe materialen, waardoor van een probleem een oplossing wordt gemaakt.

Het omzetten van CO₂ in nieuwe producten wordt ook wel koolstofafvang en -benutting genoemd.

Power-to-X maakt de productie van hernieuwbare waterstof en het omzetten van CO₂ in brandstoffen, chemicaliën en materialen mogelijk. Dit wordt gedaan met behulp van hernieuwbare elektriciteit.

"Deze technologieën zijn vooral interessant in toepassingen waar het directe gebruik van elektriciteit een uitdaging vormt, zoals in de luchtvaart, of in toepassingen in de kunststof- en chemische industrie die de vastlegging van koolstof in duurzame en recycleerbare materialen mogelijk maken", zegt Suvi Kurkijärvi, Business Development Manager for Innovation, Renewable Hydrogen and Power-to-X bij Neste.

De belangrijkste technologieën voor de productie van hernieuwbare waterstof en de combinatie ervan met afgevangen CO₂  om brandstoffen en materialen te produceren, zijn al beschikbaar. Het samenbrengen ervan op industriële wijze is het huidige aandachtspunt van het ontwikkelingswerk op dit gebied. Tenslotte is het, zoals Kurkijärvi opmerkt, "de grootste uitdaging om het economisch levensvatbaar te maken". Verwacht wordt echter dat de kosten zullen dalen naarmate het aanbod van duurzame elektriciteit toeneemt en de technologieën opschalen.

Wereldwijd zijn er al verschillende projecten die de mogelijkheden van het afvangen en hergebruiken van CO₂ laten zien. De EU heeft een waterstofstrategie die oplossingen stimuleert die gebruik maken van koolstofarme waterstof, en Kurkijärvi denkt dat dit de eerste stap is naar meer belangstelling voor Power-to-X-oplossingen die gebruik maken van zowel waterstof als CO₂.

 
5. Circulaire processen zullen de ontwikkeling van nieuwe regelgeving rond afval stimuleren

Alle bovengenoemde oplossingen, met name de oplossingen die zich momenteel in de vroege stadia van ontwikkeling of testen bevinden - zoals de verwerking van huishoudelijk afval of de omzetting van CO₂ in brandstof - vereisen dat we anders gaan denken over afval.

Hoewel het kostbaar kan zijn om nieuwe circulaire processen op grote schaal te implementeren, is een verandering in beleid en regelgeving rond afval nodig. Zo kunnen we van kleine lokale demonstraties van nieuwe afvaltoepassingen overstappen op grootschalige circulaire processen.

Wanneer ze zien dat het technologisch mogelijk is, zullen de beleidsmakers er rekening mee houden en er stimuleringsmaatregelen voor ontwikkelen.

Om beleidsveranderingen aan te moedigen, zullen demonstraties van nieuwe recyclingsgebieden op kleinere schaal een voorbeeldfunctie vervullen om te laten zien wat er in de toekomst mogelijk is.

Kurkijärvi: “Wanneer ze zien dat het technologisch mogelijk is, zullen de beleidsmakers er rekening mee houden en er stimuleringsmaatregelen voor ontwikkelen.”

En met nieuwe stimuleringsmaatregelen kan veel van ons toekomstige afval mogelijk gebruikt worden om nieuwe producten te ontwikkelen.