Gangbare asfaltcentrales
Tot nu toe denkt men algemeen, als het over asfaltcentrales gaat, aan grote, centraal opgestelde inrichtingen.
Bedoeld wordt hier asfalt met bitumen als bindmiddel – bitumen is de zwaarste fractie van aardolie. Het andere asfalt, dat kolenteer bevat (en dat bij vergruizing Teerhouden Asfalt Granulaat oplevert) mag al lang niet meer gebruikt worden wegens zijn hoge gehalte aan Polycyclische Aromatische Koolwaterstoffen (PAK’s). TAG wordt gecomtroleerd verbrand. Zie https://www.bjmgerard.nl/juridisch-gedoe-rond-jansen-recycling-wordt-absurdistische-klucht/ .
Bitumen maakt slechts een klein deel uit van het totale mengsel. Verder zit er steenslag in, vulstoffen van allerlei aard, en een bepaald percentage met lucht gevulde ruimte. De receptuur van asfalt is een vak apart.
Asfalt is in principe een voor 100% te recyclen grondstof. Van dat ideaalbeeld bleef de sector lang weg omdat bitumen goedkoop en voldoende voorradig was.
De oudste asfaltcentrales zijn in principe dan ook primitieve machines. Je zet een grote gasvlam (directe verhitting) op het oude asfalt, dat wordt warm, je mengt dat met nieuwe bitumen en met andere grondstoffen, en het hete asfalt druipt eruit, een geïsoleerde vrachtauto in.
Bij deze schets moet bedacht worden dat de ene asfaltcentrale de andere niet is.
Dit simpele systeem liep door drie oorzaken tegen zijn grenzen op: milieu, klimaat en grondstoffen.
Met de reductie van het gebruik van fossiele olie neemt ook de beschikbaarheid van bitumen af. Daarnaast zijn ook de beschikbare voorraden zand en grint niet oneindig.
De kringloopgedachte betekende hier dat er een steeds hoger percentage oud asfalt gerecycled moest worden.
Nu bleek dat die recycling tot meer benzeen in de afgassen leidde. Dat blijkt te komen omdat de oude prut dicht op de vlam veel te heet is (benzeenvorming begint pas significant bij 170°C en dicht bij de vlam zit de temperatuur veel hoger). Bovendien stinken de centrales soms en komen er PAK’s uit. Gelijktijdig werd de Nederlandse benzeennorm in afgassen aangescherpt van 5 naar 1 mg/Nm3 in schoorsteengassen.
Met deze combinatie van milieuproblemen worstelen sommige bedrijven nog steeds.
Voor uitgebreidere beschrijving, zie https://www.bjmgerard.nl/asfaltcentrales-worden-mogelijk-schoner/ .
Tenslotte is er, vanwege de warmteopwekking met fossiele brandstof, een klimaatprobleem. Alle asfaltcentrales vallen onder het Europese ETS (Emission Trade System) en dat kost momenteel rond de €100 per ton CO2 . En dat wordt steeds verder aangescherpt.
Zie https://www.bjmgerard.nl/co2-prijs-onder-het-eu-ets-schiet-door-de-e50-per-ton/ .
Rijkswaterstaat (RWS)
Ondertussen zet RWS (goed voor 90km2 asfalt) flink druk op de sector met het programma ‘Koploperaanpak duurzame wegverharding’, waarmee RWS in 2030 klimaatneutraal en circulair wil zijn.
Ook concreet: er heeft een marktconsultatieprocedure plaatsgevonden waaraan 12 wegenbouwers deelnemen, waarvan er 6 een Milieu kosten Indicator (MKI) ingediend hebben.
De aanbesteding is inmiddels gestart voor één helft van de A2 tussen de knooppunten Oudenrijn en Everdingen, en voor één helft van de A12 tussen aansluiting Nieuwerbrug en knooppunt Oudenrijn. Eind 2024 moet het werk af zijn.
Verder heeft Rijkswaterstaat bij het Nationaal Groeifonds een aanvraag ingediend ad 50 miljoen om, samen met de branche, een eigen emissieloze asfaltcentrale te bouwen. Dd dit artikel is deze subsidie nog niet verstrekt.
De asfaltsector op zoek naar nieuwe wegen (letterlijk en figuurlijk)
Men mag dit alles toch wel een lichte uitdaging voor de sector noemen. Er loopt dan ook veel research in de sector.
In dit artikel worden niet alle ontwikkelingen genoemd.
De literatuur noemt in elk geval drie hoofdrichtingen waarin men het zoekt: de verbetering van het bedrijfsmodel centrale inrichting; decentrale (mobiele) inrichtingen; en bioasfalt.
Het verbeterde centrale bedrijfsmodel
Het centrale bedrijfsmodel kan op twee hoofdlijnen verbeterd worden: met een systeem van indirecte verhitting van het oude asfalt (het granulaat) en met een betere afgasbehandeling. Dat kan natuurlijk ook in combinatie.
Voor een systeem met indirecte verhitting kan het HERA-systeem van KWS model staan. De zwarte trommel met granulaat wordt niet meer met een lompe gasvlam verwarmd, maar indirect via een trommel om de trommel. Zoiets als au bain-marie.
Dat heeft voordelen op alle drie de vlakken: het verwarmt efficienter en bij lagere temperatuur, waardoor er fors op brandstof bespaard wordt; bij die lagere temperatuur komt veel minder benzeen vrij; en het asfalt wordt minder mishandeld, waardoor er netto meer bruikbaar asfalt over blijft. Het scheelt fors de goede kant op.
Voor nadere uitleg zie https://www.bjmgerard.nl/asfaltcentrales-worden-mogelijk-schoner/ of zie het persbericht https://www.volkerwessels.com/nl/nieuws/asfalt-voortaan-schoner-beter-en-goedkoper .
Dd 1 juli 2021 gebruikten slechts 2 van de 29 asfaltcentrales de indirecte techniek. De Vakgroep Bitumineuze Werken (VBW) van Bouwend Nederland beveelt aan dat alles omschakelt op indirect, maar zegt er achteraan dat dat een complete verbouwing van een centrale zou betekenen.
Het onderzoek waarop VBW zijn meningen baseert is te vinden op https://www.bouwendnederland.nl/actueel/nieuws/19495/onderzoek-benzeen-wijst-de-weg-naar-circulaire-asfaltproductie-binnen-uitstootnorm .
Mogelijk zijn sommige van de 27 centrales inmiddels aan dit ombouwtraject begonnen. Dat valt op dit moment niet te controleren.
De betere behandeling van de afgassen (met een koolfilter) verbetert alleen het milieuaspect. Dat is mooi voor de omgeving, maar het doet niets voor materiaalgebruik en klimaat. Het is een end of pipe-oplossing die vooral in combinatie met een bronaanpak zou kunnen werken.
De literatuur levert één melding van op substantiele schaal indirect elektrisch asfalt verhitten, namelijk een door de provincie Gelderland mogelijk gemaakt pilot voor een deel van het onderhoud aan de A348 tussen Arnhem en Dieren. Daarvoor heeft ARP Equipment voor Boskalis de machine Helice gebouwd die elektrisch opgewekte warmte via olie overdraagt op het asfalt ( https://www.arpequipment.nl/nieuws/ en https://www.arpequipment.nl/helice/ ). De capaciteit is 20ton/uur (bij 24/7 bedrijf 175.000 ton/jaar, maar dat is irreëel). De werkwijze is (afgezien van wat waterdamp uit het natte substraat) emissievrij op locatie en bespaart 40% energie. De emissie door de opwekking van de 60% overige stroom wordt niet gemeld.
Het decentrale bedrijfsmodel
Een tweede hoofdrichting is dat het asfalt in situ gerecycled wordt.
Op de afbeelding is KWS bezig in het Friese Ferwert. Er rijdt een Cold Asphalt Recycling Train over de weg, bestaande uit vrachtauto’s die cement en zand strooien, de eigenlijke recyclingsmachine die freest, schuimbitumen toevoegt en mengt, de asfaltspreidmachine die een laag op de ondergrond aanbrengt, en een wals die de vers gespreide laag op de gewenste wijze platrijdt. KWS schrijft er allerlei voordelen aan toe, waaronder een goede kwaliteit asfalt, emissieloosheid op locatie en 50% energiebesparing (alleen het schuimbitumen vraagt om verhitting).
De koudasfalttrein van KWS ( https://www.volkerwessels.com/nl/nieuws/kws-maakt-eerste-meters-met-innovatieve-koud-asfaltrecyclingtrein )
Ook Dura Vermeer onderzoekt de Asphalt Recycling Train. Chris van de Pol heeft er aan de TU Twente zijn bachelor thesis over geschreven ‘ Heating of porous asphalt for in-situ recycling, 11 nov 2019’ ( https://essay.utwente.nl/80291/1/Pol-Chris-van-de.pdf ).
Zijn treintje is niet ‘Cold’ als bij KWS, maar werkt met hete stoom om het oude asfalt los te maken en af te schrapen (70°C0 en om het te verjongen en te spreiden (tot 130°C, hetgeen oververhitte stoom betekent).
Een variant is bijvoorbeeld de opknapbeurt voor de Oude Postbaan in Geleen door wegenbouwbedrijf Kurvers, een demonstratieproject in samenwerking met het Asfalt Kenniscentrum. Ie https://www.cobouw.nl/313723/koude-asfaltrecycling-maakt-hoogwaardig-hergebruik-freesmateriaal-mogelijk , maar dat zit achter de betaalmuur. De bovenlaag is nog klassiek, maar de onderlaag komt uit gebroken en gezeefd freesasfalt uit dezelfde gemeente.
De technologie leverde ten opzichte van een traditionele aanpak een besparing op van 100% op stortkosten, 90% grondstoffen, 60% CO2-uitstoot en 10% op de totale kosten. Die besparing heeft Kurvers niet zelf gemeten, maar heeft hij overgenomen van de fabrikant van de machine KMA 240i, Wirtgen.
Het is interessant om even bij Wirtgen te kijken ( https://www.wirtgen-group.com/ocs/en-us/wirtgen/kma-240i-18863-p/#technologies ).
De constructie is verplaatsbaar naar een locatie nabij het werk aan de weg. Het geheel produceert koud asfalt, waarvan alleen de 2% schuimbitumen in het mengsel verhit moet zijn geweest (tot 180°C). Het koude asfalt wordt op trucks geladen en op de gebruikelijke wijze uitgereden.
De machine haalt 265 ton/uur.
Emissieloos is het geheel niet, want het draait op een zware dieselmotor en ook de aan- en afrijdende vrachtauto’s en spreidwerktuigen hebben meestal nog een dieselmotor, hoewel ook dat verbetert. Maar de toxische emissies zijn wel een stuk minder en bovendien op locatie tijdelijk.
Lignine-asfalt
Rijkswaterstaat wil niet alleen van emissies af, maar ook van de grondstof bitumen. De rol van bitumen als bindmiddel wordt overgenomen door plantaardige producten. Bijkomend voordeel is dat de plantaardige producten in het asfalt langdurig koolstof uit de atmosfeer houden.
In praktijk is het materiaal lignine (dat is hout minus cellulose en hemicellulose waarna je ongeveer 1/3de overhoudt), zie https://www.bjmgerard.nl/toveren-met-hout/ ). Dat komt in grote hoeveelheden vrij bij bijvoorbeeld de papierproductie en bij bioraffinage. Ondanks de nodige pogingen heeft men tot nu toe nog geen levensvatbare toepassing voor dit materiaal kunnen vinden, hetgeen een Amerikaan tot de verzuchting gebracht heeft ‘You can make everything out of lignine, except money’. Mogelijk verandert dat nu.
(Mixes sugers komen uit de hemicellulose, high purity glucose uit de cellulose)
Het onderzoek naar lignine in asfalt was ondergebracht in het Chaplin-programma (liep van 1 jan 2020-31 aug 2021 o.l.v. prof. Junginger van de Universiteit van Utrecht). Het eindverslag is te downloaden op https://biobaseddelta.nl/focus-themas/projecten/chaplin/ .
Het is voor Nederlandse omstandigheden mogelijk gebleken om max. 50% van nieuw bindmiddel te vervangen door lignine, en daarmee CO2-besparingen van 35-70% voor toplagen en 25-50% voor onderlagen in vergelijking met conventioneel asfalt te behalen. De range in deze getallen hangt ervan af hoe de lignine, voorafgaand aan de bijmenging, geproduceerd wordt.
De milieuwinst in de zin van toxiciteit was er wel, maar was een stuk kleiner. Om ARBO-redenen verdienen toxische emissies meer aandacht (er is alleen gekeken naar formaldehyde en dat bleef binnen de geoorloofde grens). Benzeen lijkt een beheersbaar probleem, maar dat is nog niet goed onderzocht.
Het spul bleek goed verwerkbaar, zolang de temperatuur onder de geadviseerde 150°C bleef – vanaf 170°C verbrandt de lignine.
Het lignine-asfalt gedraagt zich niet significant anders dan bitumenasfalt.
Het bleek onmogelijk om alle bitumen door alleen maar lignine te vervangen, en het bleek ten tijde van de studie wat duurder.
Nader onderzoek is nodig. Er liggen al wel een stel proefvakken.
De vervolgactiviteiten zijn waren tot eind 2023 ondergebracht in de (in Bergen op Zoom gevestigde) stichting Circular Biobased Delta (CBBD). Die houdt er eind 2023 wegens geldgebrek mee op (o.a. omdat de provincie Noord-Brabant stopt met subsidiëren). Inmiddels heeft Rijkswaterstaat de vervolgactiviteiten op het Chaplin-programma overgenomen onder de nieuwe naam CIRCUROAD ( https://circularbiobaseddelta.nl/nieuws/rijkswaterstaat-nieuwe-host-ketensamenwerking-100-fossielvrij-asfalt/ ).
Het vervolg moet blijken.
De Asfalt Centrale Eindhoven van KWS Infra
Ik heb hierover op deze site al veel geschreven en dat ga ik niet opnieuw doen. Zie https://www.bjmgerard.nl/asfaltcentrales-worden-mogelijk-schoner/ en dan verder terug.
Het is een ouderwetse centrale met een open gasvlam die veel moeite heeft met het zodanig inregelen van deze primitieve opzet dat men binnen de benzeen- en PAK-normen blijft.
De centrale draait veel minder dan fulltime.
ACE valt, als alle asfaltcentrales, onder het Emission Trade System (ETS) van de Europese Unie. Elke geloosde ton CO2 kost het bedrijf momenteel een kleine 100€. De verslaglegging in de Emissieregistratie ( https://www.emissieregistratie.nl/data/bedrijfsrapporten , zoek op KWS Eindhoven) is zeer onvolledig, maar bedroeg in het laatste gepubliceerde jaar 2005 grofweg 3500 ton.
Onduidelijk is waarom ACE zijn recente cijfers niet aan de Emissieregistratie geeft.
De technische en politieke trends lijken ongunstig voor ACE.
Een emissieloze centrale met de bij ACE bestaande techniek, zoals Rijkswaterstaat (RWS) wil, lijkt onmogelijk. De gemeente zou zich, vanuit haar positie als klant, bij RWS aan kunnen sluiten en op termijn emissieloosheid eisen. Dat zou passen in de klimaatambitie van de gemeente.
Nu zou KWS Infra kunnen besluiten om de ACE technisch op te waarderen tot een verbeterd centraal model (bijvoorbeeld in de geest van Boskalis, indirecte elektrische warmteproductie met warmteoverdracht via olieleidingen). Dat zou een complete verbouwing vragen.
Maar dan rijst de vraag in hoeverre er in de toekomst überhaupt nog vraag is naar centrale locaties. KWS Infra werkt zelf al met een Asphalt Recycle Train.
Tenslotte is de vraag in hoeverre een moeilijk regelbare inrichting met een open gasvlam ligninehoudend asfalt kan verwerken, waarvoor de adviestemperatuur maximaal 150°C is.
Men zou op het idee kunnen komen (maar dat is speculatief) dat KWS Infra geen toekomst ziet voor ACE en zijn tijd wil uitzitten met lapmiddelen om aan de wet te voldoen.
Ik ben een groot voorstander van de recyclingbusiness en ik vind dat deze steun verdient, ook als het om asfalt gaat. Als er goede argumenten zijn om in Eindhoven, aan de Huiskesstraat, een asfaltcentrale in stand te houden, is dat een belangrijk gegeven.
Maar dan wel een centrale die aan de eisen van nu en straks voldoet – niet alleen op milieugebied, maar ook op het gebied van circulariteit en klimaat.
KWS heeft hier wat uit te leggen.