Staal is echt duurzaam.
Wat is duurzaam ….
Onze overheid zet concrete stappen naar een duurzame samenleving en geeft zelf het goede voorbeeld: duurzaam inkopen. Regelmatig wordt de vraag gesteld in hoeverre een staalframe wel of niet past binnen het beleid van duurzaam inkopen. Het antwoord op deze vraag luidt “een casco van staalframe is uiterst duurzaam en past geheel binnen het cradle-to-cradle concept”. Dit betekent dat afgedankte staalframe casco’s na recycling weer opnieuw in de keten meedoen als grondstoffen voor een nieuwe generatie staal.
Circulaire economie
Binnen een circulaire economie wordt staal als basismateriaal voor bouwwerken steeds meer gezien als een middel om de doelstellingen van minder stikstofuitstoot te realiseren. Dat klinkt op het eerste gezicht wat vreemd, want staal moet nu eenmaal eerst gemaakt worden. Dat gebeurt nu nog vaak met fossiele brandstoffen maar zal weldra, zeker onder invloed van allerlei bewegingen in de samenleving sneller overgaan naar andere brandstoffen waaronder groene waterstof. Lees meer hierover onder. In nieuw staal zit reeds een groot aandeel schroot dat is oud staal. Dit aandeel wordt door nieuwe technieken steeds groter en er komt een moment dat schroot – reeds gemaakt staal – voor bijna 100% nieuw staal kan worden. Dan spreken we van een bijna gesloten cirkel, dus is circulair bouwen met staal geen vraag of het komt, maar wanneer. De transitie is reeds ingezet.
Wat is cradle to cradle (C2C);
Cradle to Cradle is een kijk op duurzaam ontwerpen, die in diverse literatuur naar voren is gebracht zoals in het boek Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things (2002) van William McDonough en Michael Braungart. Duurzame ontwikkeling is in 1987 door de commissie-Brundtland (in het Brundtland-rapport) gedefinieerd als de ontwikkeling waarbij de huidige generatie in haar noden voorziet, zonder de mogelijkheden daartoe voor de volgende generatie te beperken. Het streven van de cradle to cradle (C2C) visie gaat verder; het voorzien in onze eigen noden en de toekomstige generaties van meer mogelijkheden voorzien. Probeer in plaats van minder slecht, goed te zijn.
Diverse universiteiten hebben wereldwijd onderzoeksresultaten gepubliceerd, zij zetten allen hun visie uiteen door eerst het ontwerp van producten aan de orde te stellen, want Cradle to Cradle is alleen te realiseren als vanaf de concept- en ontwerpfase rekening wordt gehouden het bio- en technokringlopen door Design for reincarnation centraal te stellen en milieuaantasting door de ‘end-of-pipe’-techniek voorgoed uit te bannen.
De huidige methoden voor duurzame productontwikkeling, zoals o.a. een levenscyclusanalyse (LCA), richten zich op het beperken van de schadelijkheid van het product. Het product wordt hier gezien als de keten van ontstaan (winning van grondstoffen, productie), gebruik (energieverbruik en verbruik van hulpstoffen zoals waspoeder en benzine) en afdanking (hergebruik en stort). Het “minder slecht maken“ van het product bestaat uit het kiezen van schonere grondstoffen, het zuiniger maken van het product in gebruik, en het optimaliseren voor recycling. Dit kan, ondanks wat de term recycling doet vermoeden, gezien worden als ontwerpen van wieg tot graf. De centrale gedachte van de cradle to cradle (wieg tot wieg) filosofie, is dat alle gebruikte materialen na hun leven in het ene product, nuttig kunnen worden ingezet in een ander product. Het eerste verschil met conventioneel hergebruik is dat er geen kwaliteitsverlies is, en geen restproducten die alsnog gestort worden. Deze kringloop wordt bedoeld met het motto: waste equals food.
Staal is duurzaam!
- Staal is een natuurlijk materiaal. De grondstof, ijzer, is één van de meest voorkomende elementen op aarde en vormt ook de kern van onze blauwe planeet;
- Van staal wordt schroot gemaakt. Dit is gebruikt staal dat terug gesmolten wordt.
Levenscycles van staal
De staalindustrie produceert steeds duurzamer, 50 % minder energie nodig sinds de jaren ’60. Dit wordt mede gerealiseerd door het gebruik van een elektrische oven, door het hergebruik van energie en gassen waardoor er 50% minder CO2 uitstoot gerealiseerd wordt, er 90 % minder stofuitstoot teweeg gebracht wordt en er 50 % minder waterverbruik door de recyclage van water gerealiseerd wordt. Er wordt nu gewerkt naar het opwekken van energie middels waterstof. Daartoe het volgende bericht.
30-01-2020 12:11 | Door: Emma Rotman
Aanvankelijk wilde SSAB het productieproces in 2035 fossielvrij te maken. Door de energie die nodig is voor staal uit groene waterstof te halen in plaats van kolen, denkt het bedrijf dit doel echter tien jaar eerder te kunnen bereiken.
Groene waterstof
SSAB lanceerde in 2016 al het HYBRIT initiatief, in samenwerking met energieproducent Vattenfall en ijzerertsleverancier LKAB. HYBRIT staat voor Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology. Doel van het initiatief is het vervangen van kolen door groene waterstof, en het wordt gesteund door het Zweedse Energie Agentschap.
Het vervangen van kolen door elektriciteit en waterstof vereist zo’n 15 terawattuur aan duurzame elektriciteit per jaar. Dat is ongeveer een tiende van de jaarlijkse elektriciteitsproductie van Zweden. Vattenfall moet die energie gaan leveren uit wind en zon. De inzet van groene waterstof moet het mogelijk maken de schommelingen in het elektriciteitsaanbod op te vangen.
Lees ook: Wind, netwerk, opslag en visie zijn onmisbaar voor een groene waterstofeconomie. Nederland heeft het allemaal.
Proeffabriek
Momenteel bouwen de betrokken partijen een proeffabriek op de locatie van SSAB in het Zweedse Luleå. Deze moet komende zomer operationeel zijn. Op het terrein van LKAB, vlakbij de proeffabriek, komt een opslagfaciliteit voor waterstof die naar verwachting tussen 2022 en 2024 klaar is. Ook is SSAB van plan om in 2025 twee hoogovens te vervangen door elektrische vlamboogovens. Dat is een belangrijke stap om het ijzer dat in de HYBRIT proeffabriek gemaakt wordt, te verwerken tot staal.
“CO2 is altijd een onvermijdelijk bijproduct van staalproductie uit ijzererts geweest. Met de technologie van HYBRIT is de enige uitstoot straks water”, zegt CTO Martin Pei van SSAB. Het initiatief heeft de potentie om de totale CO2-uitstoot van Zweden met tien procent te verlagen. In 2045 wil SSAB als bedrijf volledig fossielvrij zijn.
HIsarna
SSAB is niet het enige bedrijf dat bezig is met verduurzaming van staalproductie. In IJmuiden werkte Tata Steel jaren aan de HIsarna-methode. Daarbij wordt de voorbewerking van ruwe grondstoffen overgeslagen. De traditionele hoogoven werd vervangen door een reactorvat of cycloonoven, waarin de onbewerkte kolen en ijzererts worden omgezet tot vloeibaar ijzer. De methode zorgt voor 50 procent minder CO2-uitstoot, bleek uit tests in 2018.
De technologie werd uitgeprobeerd in een proeffabriek in IJmuiden, maar Tata Steel besloot de nieuwe HIsarna-fabriek in India te bouwen. “Als we met HIsarna progressie blijven boeken, zullen we waarschijnlijk op alle productielocaties op de HIsarna technologie overschakelen”, aldus het bedrijf in het vakblad Process Control.
Chemie
Ook Duitsland, de grootste staalproducent van Europa, zet stappen om de staalproductie te verduurzamen. Siemens slaat de handen ineen met chemiebedrijven Evonik, Covestro en Linde om de CO2 uit de staalproductie opnieuw te gebruiken. Door middel van elektrolyse wordt de CO2 ontleed tot stoffen die de chemiebedrijven kunnen verwerken tot allerlei producten, zoals ethanol of polymeren.
Nevenproducten van het afval:
Restgassen worden opnieuw gebruikt om energie te produceren, Hoogovenslak; is een hoogwaardig minerale grondstof van het maken van cement; De betonindustrie spaart hiermede de winning van 4 ½ miljoen ton kalksteen en 350.000 ton steenkool uit. Ook de uitstoot van CO2 wordt met 2 miljoen ton vermindert.
De CO2 emissie van staal is 480kg CO2 per ton ( 0,48 Ton) geproduceerd staal. Dit is de emissie die vrijkomt bij productie uit de grondstoffen, transport naar de bouwplaats, aanbrengen in het werk, sloop en afvalverwerking.Deze emissie van CO2 is de emissie behorend bij de materiaalenergie. Naast de materiaalenergie bestaat gebruiksenergie. Gebruiksenergie is de energie die het gebouw verbruikt voor verwarming, verlichting, apparatuur etc. Grofweg gesteld is de materiaalenergie over de levensduur ongeveer 10%-20% van het totaal en de gebruiksenergie 80%-90% van het totaal. Bron: stichting bouwenmetstaal
In een gemiddelde eengezinswoning ( de branche waarin ATLANTA MBS ook actief is) zit gemiddeld 7000 kg ( 7 ton) staal. Per woning is de uitstoot dan ca. 3360 kg Co2. ( 3.36 ton) Bij een traditionele woning ( kalkzandsteen binnenblad/ keramische gevelstenen buitenmuur, betonnen prefab dakelementen) is dat ca 10.0000 kg co2. ( 10 ton) Bron: BTG, Cascaderen in de houtsector, 3 januari 2014, o.b.v. 2-1-kap
Dit levert per woning een besparing op van ca. 6.640 kg ( 6,64 ton) Co2. Bij een stijgende productie van 100 woningen per jaar is de totale besparing 664.000 kg Co2 ( 664 ton). en dat zet zoden aan de dijk.
Er is echter nog meer impact op het beperken van CO2 uitstoot want bovenstaand staat nog los van de besparing die wordt gerealiseerd door de prefabbouwmethode. Hierdoor zijn er aanmerkelijk minder transport bewegingen van en naar de bouwplaats en door de veel kortere bouwtijd zijn er ook aanmerkelijk minder transportbewegingen van bouwpersoneel.
Afbraak van de staalstructuur- Recycleren
- Hersmelten > alle lange producten worden gemaakt uit gerecycleerd schroot! Men gebruikt hiervoor geen ertsen meer!
- 100% recycleerbaar zonder enige degradatie in kwaliteit. Staal heeft een gesloten kring!
- Eenvoudig te sorteren door zijn magnetische karakteristieken.
- De productie van staal kent een gunstig energieverbruik,
- Staal is 100% recyclebaar. En dat gebeurt ook met zo’n 95% van al het staal dat na demontage (sloop) vrijkomt. Naast recyclebaar is staal herbruikbaar: op een gelijkwaardig of hoger niveau dan het oorspronkelijk gebruik. Als onderdeel van een nieuwe constructie en of op ‘gebouwniveau’, als blijvende component van een constructie die zich opmaakt voor een ‘tweede leven’. Staalframe casco’s zijn dus voor 100% recyclebaar (hernieuwbaar) en dus een echt cradle-to-cradle product. Ook de verzinkte beschermlagen kunnen voor 100 % worden gerecycled. Het zink en het staal wordt in het recycle proces van elkaar gescheiden en als separate materialen wederom ingezet.
Staal verbruik je niet, je gebruikt ‘t ….
Van schroot is opnieuw staal te maken in alle gangbare staalkwaliteiten. Van ‘downcycling’ is geen sprake: het nieuwe staal behoudt zijn eigenschappen en blijft geschikt voor hoogwaardige toepassingen. Bij verzinkt staal wordt het zink eerst gescheiden van het staal en daarna gebruikt bij het maken van nieuw zink.
Bouwen met staal is materiaalarm bouwen. Voor elk constructiedeel wordt niet meer materiaal gebruikt dan nodig is voor de functie van dat constructiedeel. Door het gebruik van sterkere staalsoorten is de hoeveelheid materiaal per constructiedeel verder te beperken. Een statement welke wij in onze technische berekeningen meenemen. Door onderzoek is vast komen te staan dat het minimaliseren van gebruikte materialen geen aantasting van het geheel en de kwaliteit veroorzaakt, uiteraard dienen ten aanzien van de sterkte van de staalframecasco’s de hiervoor bekende normeringen toegepast te worden en dienen de staalframebouw producten hieraan te voldoen, iets wat wij onze eindafnemer waarborgen.
Staalframe casco’s hebben een lange economische levensduur;
· Een staalframebouw casco biedt ons oneindige mogelijkheden t.a.v. de verwerking in de toe te passen vormen. Gecompliceerde vormen zijn eenvoudiger met staalframe te engineeren dan met andere materialen, ook beter dan met hout. De staalframebouw casco’s zijn simpelweg vele malen sterker qua constructie dan andere toe te passen materialen.
· Een staalframebouw casco gaat erg lang mee. Voor het conserveren van het staal wordt een zinklaag in een fabriek onder beheersbare omstandigheden aangebracht. Algemeen wordt gesteld dat verzinkte staalframebouw casco’s een onderhoudsvrije levensduur van tenminste 100 jaar hebben; ze zitten ingepakt in de isolatielagen en beplatingen van het spouwblad. De door Senter Novem opgestelde criteria voor duurzaam inkopen van staal voorziet in een levensduur van 40 jaar. Deze criteria heeft SenterNovem opgesteld in opdracht van het ministerie van VROM.
De door Staalframebouw-Nederland geselecteerde producenten produceren haar stalen frame’s op een milieu verantwoorde wijze. Hierbij selecteert Staalframebouw-Nederland bij haar leveranciers ook in hoeverre deze leverancier/producent de nadruk op energiebesparing in het productieproces doorvoert.
Energie besparing die bijvoorbeeld gerealiseerd kan worden door de toepassing van CNC gestuurde productiemachines. De profielen worden zonder lassen samengesteld toto frames, ze worden geschroefd. Dit bespaart extra energie. Dit is in onze ogen duurzaam ondernemen.
Zink is milieuvriendelijk ….
Deze kop is nog niet voor iedereen in Nederland een vanzelfsprekendheid. Zink is immers een zwaar metaal en met de toepassing in de staalframebouw productie wordt hier en daar met een zorgelijke blik bekeken. Regenwater komt in contact met het zink en verdwijnt vervolgens in riool, sloot, berm of trottoir. Dat kan niet goed zijn, toch? Dit was het algemene beeld een jaar of tien geleden. Maar inmiddels ligt er zoveel bewijs op tafel dat de ingesleten mening ernstig moet worden bijgesteld.
Dat kan niet goed zijn, toch? Dit was het algemene beeld een jaar of tien geleden. Maar inmiddels ligt er zoveel bewijs op tafel dat de ingesleten mening ernstig moet worden bijgesteld.
Zink is een essentieel metaal. Planten, dieren maar ook de mens kunnen niet zonder. Zink komt van nature in forse hoeveelheden voor in de natuur. En dat is maar goed ook! De mens voegt zink toe aan de natuurlijke concentraties door toepassing in de landbouw (veevoeder), verkeer (verzinkte vangrail) en door toepassing van bouw metalen. De grote vraag is of deze toevoegingen het milieu schaden. Moeten we deze diffuse verontreiniging niet gewoon bij de bron aanpakken en betere alternatieve materialen toepassen?
De laatste tien jaar heeft nationaal en internationaal onderzoek uitgewezen dat zinkemissies zeker geen milieuprobleem vormen. Niet alleen draagt deze bron minder dan 10 procent bij aan de totale emissies, maar (belangrijker) we zijn ook genuanceerder over de impact gaan denken. Voor de mens zijn de zinkemissies helemaal geen probleem. We moeten eerder oppassen geen zinktekort op te lopen. Voor plant en dier is er geen probleem zolang je maar binnen de grenzen blijft. Dan hebben we het dus over metingen en normen. In Nederland wordt de huidige norm op sommige plekken overschreden. Daar horen ook plekken bij waar de mens nauwelijks iets toevoegt, maar de natuur zoveel zink circuleert dat alleen daardoor de norm wordt overschreden.
Dat vereist een herbezinning over de norm, en daar wordt hard aan gewerkt. Daarnaast moet bij de metingen het begrip bio beschikbaarheid worden toegepast. Je moet in de sloot niet totale hoeveelheden zink meten, maar slechts de niet-gebonden, beschikbare, hoeveelheid. Deze inzichten zijn overigens geen uitvindingen van de industrie ze zijn aangedragen door de wetenschap en verankerd in regelgeving.
Bij sommige (lagere) overheden overheerst nog de overtuiging dat zink vermeden moet worden vanwege het oude denken over zinkemissies. Sommigen propageren de toepassing van alternatieve materialen. Bedacht moet echter worden dat alle materialen die in contact komen met hemelwater uitlogen. Ook pvc, hout en riet! De vraag is of uitloging leidt tot milieuschade. Het is daarom noodzakelijk dat de centrale overheid duidelijkheid verschaft op basis van de laatste inzichten. Daarmee komt een einde aan lokale ontmoediging en willekeur. Maar er is meer. Milieu is meer dan emissies. Zink is een materiaal dat na een lange levensduur (75 jaar) gerecycled wordt en zonder verlies van eigenschappen opnieuw in de keten komt. Deze eindeloze recycling past prachtig in de Cradle-to-Cradle gedachte die door velen terecht wordt gepropageerd. Hoewel de mondiale zinkvoorraad zo’n 700 jaar bedraagt, is gebruikt zink een belangrijke bron voor bouwzink. Van gewalst zink wordt meer dan 96 procent hergebruikt. Door deze recycling is de energiebalans (CO2) per strekkende meter zink veel beter (tot een factor tien) dan die van alternatieve materialen. Uit milieuoogpunt (klimaat) zou het juist zijn ook deze aspecten in de beoordeling mee te nemen.
Deze feiten schreeuwen om een renaissance van het imago van zink. Moet zink dan maar ongebreideld worden toegepast? Nee, natuurlijk niet. Er zijn situaties waar het hemelwater via grote oppervlaktes in kwetsbare sloten, vijvers en grond komt. In die gevallen kan coating of filtratie de oplossing bieden. Die technieken zijn beschikbaar. Als er vervolgens nog steeds zorgen blijven is het antwoord simpel: geen zink toepassen. Dit zijn echter de spreekwoordelijke uitzonderingen op de regel. De stelling dat zink een milieuvriendelijk materiaal is, blijft dus door de feiten recht overeind. Het is de hoogste tijd dat deze erkenning wordt verankerd in heldere regelgeving.
Feit: een verzinkt staalframecasco ( 175 gr/ m2) verliest geen zink doordat het zit opgepakt binnen het gebouw.
Michael Braungart, de bedenker van het Cradle-toCradle concept heeft onlangs een lans gebroken voor zink. Hij is van mening dat zink uitstekend te recyclen is zonder risico’s voor het milieu.
Naast de vele positieve duurzaamheidaspecten van staal, beschikken de staalframebouwcasco’s in het algemeen nog over een aantal andere goede eigenschappen;
Staalframecasco’s zijn en blijven maatvast.
Een staalframebouw casco wordt millimeter exact geproduceerd. Doordat het opgepakt zit binnen het gebouw en aan de buitenzijde altijd wordt voorzien van een dikke isolatielaag zal er weinig warmteverschil optreden, waardoor het staal niet zal krimpen of uitzetten. Hierdoor blijven ook de erop aangebrachtte beplatingen zonder naden of scheuren.
Ongevoelig voor vocht?
Binnendringen van vocht dient, zoals bij alle gevelbouwmaterialen te worden voorkomen. Mocht er onverhoopt toch vocht binnendringend zal dat bij het staalframe onmiddellijk in de binnen-beplating zichtbaar zijn waardoor er adequaat kan worden opgetreden. Bij b.v. Hout zal zullen eerst de houten balken verzadigen (dat is in de natuur ook hun taak) en pas in een veel later stadium dit doorgeven aan de beplating. De houten balken zijn dan inmiddels door rot en schimmels aangetast en zullen moeten worden vervangen (bij dragende balken is dat natuurlijk dramatisch). De zinklaag op het staal beschermt het staal zelfs bij veel vochtophoping, waardoor staalframeprofielen nooit hoeven worden vervangen.
Staalframecasco’s zijn eenvoudig te plaatsen.
Het monteren van een staalframecasco is een redelijk eenvoudige klus. Het verdwijnen van vakkrachten uit de bouw wordt gecompenseerd door een eenvoudiger pre-fab bouwsysteem.
Staalframebouw casco’s kennen praktisch geen beperkingen.
Door de komst van de laatste schakel: de CNC-vloerenrollvormer is het systeem compleet. Een gebouw kan nu geheel in een CAD (BIM)-achtige omgeveing worden geengineerd. Met een 3D viewer is het gebouw vollidig te doorwandelen en dus te controleren.
Staalframebouw casco’s zijn veelal voordeliger.
Een staalframebouw casco is, alles alle parameters één op één worden vergeleken niet duurder dan een andere bouwsysteem, zeker wanneer zaken als levensduur, flexibiliteit, bouwtijd, beheerskosten, energiebesparing en restwaarde worden meegenomen in het prijsvergelijk. Het heeft alleen nog wat last van de “onbekendheid”. Zodra een groter deel van Nederland overtuigd raakt van dit bouwsysteem zullen er meer aanbieders komen en zal de prijs voor het casco verder dalen.
Waterstof
Bij de productie van staal komt veel waterstof vrij. Anno nu wordt er een doorbraak voorspeld van waterstof als brandstof voor voertuigen en verwarmingssystemen. Particulieren en bedrijven ontvangen subsidie wanneer ze overgaan tot aanschaf van een waterstof aangedreven auto. In een brandstofcel wordt waterstof met zuurstof samegebracht er daardoor ontstaat electrische energie die gebruikt wordt om een electrische motor te voeden.
Bron: Mast Services Nederland BV en Staalframebouw-nederland.nl