Logistiek van vezels in de papier- en kartonindustrie

Transcriptie

1 Logistiek van vezels in de papieren kartonindustrie Projectnaam en nummer: Logistiek van vezels in de papieren kartonindustrie, P4 Auteur(s): Publicatiedatum: Aantal pagina s: Datum experimenten: Locatie Experimenten: Marc Marsidi, Michiel Adriaanse - - nvt nvt Financier: Transitiehuis Energietransitie Papierketen Partners: Kenniscentrum Papier en Karton

2 Samenvatting Logistiek speelt een belangrijke rol bij het gebruik van vezelhoudende grondstoffen in de papieren kartonindustrie. Optimalisatie van de kosten en het energieverbruik van inzameling, vervoer en opslag van deze grondstoffen kunnen een significante invloed hebben op de totale kosten en duurzaamheid van het eindproduct, en daarmee op de concurrentiepositie. De mogelijke logistieke opties hangen af van het type vezelbron, nodige ontsluiting, sorteerstappen, duur van opslag, vervoerafstanden etc. Dit document geeft een overzicht van de verschillende kansen en bedreigingen op logistiek van vezelgrondstoffengebied voor de papieren kartonindustrie. Pagina 2 van 13

3 Inhoudsopgave 1 Achtergrond Inleiding Doel Afbakening Kansen en dreigingen in logistiek van houtvezels Inleiding Kansen en dreigingen in logistiek van alternatieve vezels Inleiding Hoge volumes en versnipperd Opslag van seizoensgebonden vezelbronnen Voorbewerking van alternatieve vezels Regelgeving omtrent gebruik van alternatieve vezelgrondstoffen Kansen en dreigingen in logistiek van papier voor recycling Inleiding Beschikbaarheid van bronnen voor papier voor recycling Compositie van papier voor recycling stromen Conclusie Bronnen Colofon Pagina 3 van 13

4 1 Achtergrond 1.1 Inleiding Logistiek van vezels in de papieren kartonindustrie Inzameling, transport en opslag (logistiek) van vezelgrondstoffen is een belangrijk onderdeel van de papieren kartonproductie, zowel op gebied van kosten en milieu-impact, als op gebied van beschikbaarheid van vezels. Slimme logistieke planning, energiezuinige voertuigen, samenwerking met milieubewuste partners en het beperken van het aantal transportkilometers dragen allen bij aan de verduurzaming van een eindproduct. De specifieke logistieke eisen per vezelbron in de papieren kartonindustrie zijn sterk verbonden met het type vezelbronnen, de benodigde sorteerstappen, eisen voor opslag, nodige ontsluiting van vezels, vervoerafstand etc. Deze eisen zullen in de toekomst veranderen doordat het gebruik van de klassieke houtvezel zal veranderen en nieuwe alternatieve vezelbronnen zullen worden ingezet. Door veranderingen in eisen aan het gebruik van de klassieke houtvezel (in maagdelijke vorm in de vorm van hout, cellulose of in secundaire vorm als papier voor recycling) en alternatieve vezels is het van belang in een vroeg stadium de mogelijke bijbehorende bedreigingen en kansen van deze veranderingen op de logistiek van vezels te identificeren. 1.2 Doel Het doel van dit rapport is: Het geven van een overzicht van de mogelijke kansen en bedreigingen voor de papieren kartonindustrie op gebied van de logistiek van vezelgrondstoffen 1.3 Afbakening Dit rapport richt zich uitsluitend op de logistiek (inzameling, transport, sortering en opslag) van papier voor recycling en alternatieve vezelgrondstoffen voor papieren kartonproductie. Wat niet of in slechts zeer beperkte mate wordt meegenomen zijn: Processen tijdens papieren kartonproductie zelf Processen van de verwerkende industrie Logistiek van andere grondstoffen dan vezels, zoals chemicaliën Logistiek van eindproducten Beschrijving van de economische haalbaarheid of milieu-impact van technologische opties ter verbetering van de logistiek van vezels Pagina 4 van 13

5 2 Kansen en dreigingen in logistiek van houtvezels 2.1 Inleiding In Nederland is er nog één houtverwerkende papierfabrikant. De overige papierproducenten in Nederland gebruiken voornamelijk papier voor recycling als grondstof. De trends in logistiek van houtvezels zijn daarom op korte termijn van slechts beperkte invloed op de Nederlandse papieren kartonindustrie. Pagina 5 van 13

6 3 Kansen en dreigingen in logistiek van alternatieve vezels 3.1 Inleiding Alternatieve vezels worden tot dusver slechts in beperkte mate toegepast in de Nederlandse papieren kartonindustrie. Echter, de onderzoek naar de toepassing van alternatieve vezels in de papieren kartonindustrie neemt toe. Het gebruik van alternatieve vezelgrondstoffen kan interessant zijn vanuit een economisch (biorefinery, afnemen van reststromen die nu kostenposten vormen) en marketing oogpunt (visuele effecten van gebruik alternatieve vezels). Dit hoofdstuk bespreekt de logistieke kansen en dreigingen van het gebruik van alternatieve vezels. 3.2 Hoge volumes en versnipperd De materialen van alternatieve vezelbronnen hebben een groter volume per gewichtseenheid dan houtchips. Door deze volumes zijn de transportkosten hoog, waardoor de afstanden van de vezelbron tot de papierfabriek niet te ver gelegen mogen zijn. De bronnen voor alternatieve vezels zijn verder vaak versnipperd, en er ontbreekt bovendien vaak nog ontwikkelde transportinfrastructuur (Adriaanse en Morsink 2007). 3.3 Opslag van seizoensgebonden vezelbronnen Bepaalde type alternatieve vezelgrondstoffen zijn seizoensgebonden en kunnen daardoor niet in verse vorm continu ingezameld en geleverd worden. Voor dit type vezelgrondstoffen speelt opslag een belangrijke rol, aangezien de afbraak van celmateriaal zo lang mogelijk moet worden tegengegaan. De afbraak van celmateriaal vindt plaats onder invloed van enzymatische processen in het materiaal zelf en de inwerking van insecten, bacteriën en schimmels (KCPK 2012). Factoren die de snelheid van de afbraak bepalen zijn volgens Smakman (2012): Mate van enzymatische omzetting in het materiaal (denk aan rijping van fruit) Toegankelijkheid van het biologische materiaal voor externe inwerking (mede afhankelijk van de celstructuur) De vochtigheid van het materiaal De omgevingstemperatuur De zuurgraad De opslagmethode kan behalve de houdbaarheid verlengen ook neveneffecten hebben op het celmateriaal. De opslag- en verzamelplaats kan daarom ook worden gezien als een stap in de keten om de verschillende reststromen om te vormen tot hoogwaardig verwaardbare halffabricaten. Deze zouden in kunnen worden gezet voor een diversiteit van toepassingen (Smakman 2012). Voor papieren kartonproductie zou de opslagmethode positieve effecten kunnen hebben op de ontsluiting van de cellen. Het toepassen van inkuilen bijvoorbeeld kan behalve invloed op de houdbaarheid van het materiaal, ook invloed hebben op bijvoorbeeld de nodige energie voor bewerking van het materiaal later (refinen) 1. 1 Bij grasachtige reststromen lijkt dit positieve effecten te hebben. Voor houtachtige reststromen is dit effect wellicht minder sterk. De exacte voor- en nadelen van inkuilen moeten nog verder te worden onderzocht. Pagina 6 van 13

7 De opslagmethode van alternatieve vezelgrondstoffen, of de voorbewerking van de alternatieve vezelgrondstoffen bij inzameling ervan, kan een belangrijke rol spelen in het optimaal gebruiken van deze vezels in de papieren kartonfabrieken. Dit is een technologische uitdaging die bovendien van invloed is op de ecologische en economische impact van het gebruik van alternatieve vezels. 3.4 Voorbewerking van alternatieve vezels Met betrekking tot industriële toepassing van alternatieve vezelbronnen zoals agro- en tuinbouwrestromen, is het van belang om te bepalen wat de optimale wijze is van verkleinen en reinigen/sorteren 2. Mogelijk kan zelfs de refiningstap gedaan worden vlak na het verzamelen van het materiaal in de glastuinbouw. Dit is een technologische uitdaging die van invloed is op de ecologische en economische impact van het gebruik van alternatieve vezels. 3.5 Regelgeving omtrent gebruik van alternatieve vezelgrondstoffen Bij het identificeren van mogelijke bruikbare alternatieve vezels voor papieren kartonproductie, moet rekening worden gehouden met relevante regelgeving. Een voorbeeld is het gebruik van tomatenstengels. Doordat het stengelmateriaal een reststroom is uit de glastuinbouw, bestaat de kans dat het niet gebruikt mag worden als grondstof (KCPK 2012), doordat het gezien wordt als afvalstroom en daarom aan de wetten rondom afval moet voldoen 3. 2 Het stengelmateriaal kan bijvoorbeeld kunststoftouwtjes, klipjes, metalen ringetjes etc. bevatten. 3 Volgens Smakman (2012) zijn binnen de lidstaten van de Europese Unie door de Europese Commissie een lijst met afvalstoffen aangenomen, de zgn. EURAL-lijst. Voor alle afval van plantaardige weefsels is de code van toepassing. Volgens de Wet Milieubeheer wordt onder een afvalstof verstaan: Elke stof of voorwerp waarvan de houder zich ontdoet, voornemens is zich te ontdoen of zich moet ontdoen. Verder geeft Smakman (2012) aan dat over het algemeen reststoffen afkomstig van agrarische bedrijven, vrijgesteld zijn van de status afvalstof. In specifieke gevallen waarin niet volledig duidelijk is of dit voor een bepaalde reststroom van toepassing is kan gebruik gemaakt worden op de mogelijkheid om deze stroom te laten aanmerken als bijproduct of einde-afval materiaal (Smakman 2012). Pagina 7 van 13

8 4 Kansen en dreigingen in logistiek van papier voor recycling 4.1 Inleiding Papier voor recycling is de belangrijkste vezelbron voor de Nederlandse papieren kartonindustrie. De prijzen van papier voor recycling stijgen soms door trends zoals de opkomende vraag naar papier voor recycling vanuit andere landen. Om gebruik van papier voor recycling toch economisch aantrekkelijk te houden, moet deze grondstof zo efficiënt mogelijk worden verzameld en ingezet. 4.2 Beschikbaarheid van bronnen voor papier voor recycling Hoewel het percentage papier voor recycling dat in Nederland wordt gerecycled (ten opzichte van nieuw op de markt gebracht papier) al reeds erg hoog ligt, gaat er nog steeds een significant deel van bruikbare vezels verloren via de stroom huishoudelijk restafval (HRA). In Nederland wordt nog ongeveer 500 kton per jaar aan papier en karton weggegooid via het restafval van huishoudens. Ongeveer de helft van deze vezels zou geschikt kunnen zijn wanneer zij niet vervuild zijn. Voor papier voor recyclinginzameling is daarom het van belang dat consumenten het papier dat geschikt is voor hergebruik niet met het restafval weggooien. Vermenging met ander afval leidt tot vervuiling van het papier voor recycling (door contact met bijvoorbeeld restinhoud van ketchupflessen etc. of met etensresten). Dit paper is daarna niet meer schikt voor gebruik in de papieren kartonindustrie (PRN 2012). Een potentieel interessante bron voor verse vezels zijn drankkartons, omdat het vaak van hoogwaardige vezels wordt gemaakt. Verder is het in Nederland een significante stroom. Voor 2011 was dit bijvoorbeeld 70 kton (PRN 2013). Een deel van de drankenkartons wordt reeds ingezameld. 4. Van de gescheiden drankenkartons werd het karton (78%) gerecycled en het aluminium/kunststof deel (22%) ingezet als subcoal in een cementoven (Corsten et al. 2010). Voor de overige drankenkartons wordt onderzocht hoe deze ingezameld kunnen worden. Verschillende inzamelingsmethodes voor drankenkartonnen worden gedurende 2013 onderzocht in testgemeentes. Hieruit moet blijken welke inzamelingmethode de beste verhouding geeft tussen kosten voor het inzamelingssysteem en de marktprijs voor de papier voor recycling stroom. 4.3 Compositie van papier voor recycling stromen Vervuilingen in de papier voor recyclingstroom verstoren het papierrecyclingproces, hebben een negatieve invloed op de mogelijke toepassingen van het nieuwe papier of karton (zoals voedselcontact) en gaan gepaard met onnodige milieubelasting. De belangrijkste vervuilende materialen zijn: plastic folie, plastic tassen, drankenkartons, diepvriesverpakkingen en vervuilde (pizza)dozen (PRN 2009). Voor de vervuillingen in de papier voor recycling stroom zijn van 4 De mogelijkheid tot inzamelen van drankenkartons wordt reeds aangeboden in een klein aantal gemeenten (minder dan 30). In 2008 bijvoorbeeld werd ongeveer 3 kton drankenkartons gescheiden ingezameld. Pagina 8 van 13

9 belang: de mate waarin het papier voor recyclen wordt ingezameld en de manier van sortering terwijl het materiaal nog droog is(droge sortering). Gescheiden verzameling van papier voor recycling (aan de bron) is de wettelijke norm in Nederland. Wanneer de stromen toch co-mingled worden ingezameld om later te sorteren, moet volgens de richtlijn de alternatieve wijze dezelfde kwaliteit stromen papier voor recycling en andere materialen kunnen leveren als bij het scheiden aan de bron. Ook volgens de Europese afvalrichtlijn moet papier gescheiden worden ingezameld. Europese lidstaten die dit nog niet doen hebben tot 2015 de tijd om hun collectiesysteem hieraan te laten voldoen (Europese Commissie 2008). Scheiding aan de bron in heel Europa zou een kans kunnen betekenen om de kwaliteit van papier voor recycling stromen in heel Europa te verhogen, met minder problemen tot gevolg bij de papieren kartonfabrieken. De formulering in de Europese afvalrichtlijn die luidt dat landen hun collectiesysteem gescheiden moeten inzamelen wanneer dit technisch en economisch praktisch uitvoerbaar is (Europese Commissie 2008), zorgt echter voor een eventuele mogelijkheid dat landen niet gescheiden hun papier voor recyclen inzamelen. Door betere droge sortering (sortering voordat het papier voor recyclen wordt vervezeld in water in de papier- of kartonfabriek) na inzameling, wordt de impact en de kosten van de papieren kartonproductieketen op het milieu verminderd. Minder energie voor transport is nodig doordat minder gewicht van ongewenste elementen (plastic, metaal etc.) moet worden vervoerd. Verder is minder energie tijdens het papierproductieproces nodig voor het verwijderen van schadelijke stoffen. Tenslotte zullen minder problemen tijdens het productieproces voorkomen door ongewenste stoffen (Escabasse J-Y, et al. 2011). In plaats van het richten op het verder verbeteren van sorteertechnologieën om het verwijderen van ongewenste elementen tijdens droge sortering te verbeteren, kan ook een ketenaanpak worden gebruikt om deze elementen efficiënter te verwijderen. Papieren flyers en tijdschriften in plastic verpakkingen vormen bijvoorbeeld een probleem bij het droge sorteren, doordat zij vaak door de machine worden gezien als plastic en daarom in hun geheel als reject uitgesorteerd bij de papiermakers terecht komen. Daar vormen zij een probleem tijdens de stofvoorbereiding en zorgen voor meer vezelverlies. Pagina 9 van 13

10 5 Conclusie Het overzicht van kansen en bedreigingen voor de papieren kartonindustrie op gebied van logistiek van vezels, worden kaart gebracht met behulp van de STEEP factoren (Sociaaldemografisch-cultureel, Technologisch, Economisch, Ecologisch, Politiek-juridisch). Sociaal-demografischcultureel Milieubewustzijn: Het zo efficient mogelijk toepassen van materialen wordt steeds belangrijker gevonden. Met betrekking tot bijvoorbeeld gebruik van reststromen, betekent dit nieuwe type vezels voor de papieren kartonindustrie beschikbaar worden. Deze gaan gepaard met hun eigen logistieke aspecten. Milieubewustzijn: Een deel van de bruikbare vezels van papier voor recycling gaat verloren via huishoudelijk restafval. Dit deel zou kunnen worden verminderd door betere voorlichting of door de inzamelingsmethode aan te passen. Technologisch Opslag: De seizoensgebonden alternatieve vezels moeten langdurig kunnen worden opgeslagen zonder dat het celmateriaal negatief wordt beïnvloedt. Tegelijk kan opslag een kans betekenen voor het ontsluiten van het vezelmateriaal en voor het bevorderen van bioraffinage. Sorteermethoden: De ontwikkeling van betere sorteertechnologie kan oudpapierhandelaren helpen de ongewenste elementen uit de papier voor recyclingstroom te verwijderen. Dit zou energie besparen in het transport en bij het papieren kartonproductieproces. Economisch Inzameling en verwerking: Alternatieve vezelbronnen zijn soms sterk verspreid en de infrastructuur is nog niet geoptimaliseerd. Verder is het materiaal minder compact dan hout. Dit heeft een sterke invloed op de kosteneffectiviteit van het gebruik van dergelijke alternatieve vezels. Stappen zoals sorteren of bewerken van het vezelmateriaal kan eventueel ook reeds bij het inzamelen gebeuren in plaats van later in de papieren kartonfabrieken. Ketensamenwerking: Door samenwerking tussen verschillende actoren in de papieren kartonketens, kunnen producten dusdanig worden ontwikkeld dat ze makkelijker te recyclen zijn. Dit zou een economisch aantrekkelijk alternatief kunnen zijn tot het ontwikkelen van end-of-pipe oplossingen zoals het ontwikkelen van nieuwe sorteertechnologie. Ecologisch Energiebesparing: Het beter sorteren aan de bron bij inzameling van oud papier zou energie besparen in het transport en bij het papieren kartonproductieproces. De impact van verschillende opslagmethodes op de benodigde energie voor ontsluiting van alternatieve vezelbronnen zoals agrarische reststromen, moet nader worden onderzocht. Ook moet de inzameling van zulke alternatieve vezelbronnen zo Pagina 10 van 13

11 efficiënt mogelijk gebeuren, om zodoende de transportkosten en energieverbruik te minimaliseren. Materiaalbesparing: Door minder bruikbare vezels te verliezen via huishoudelijk restafval kan de materiaalefficiëntie van de totale papieren kartonketen worden verhoogd. Het toepassen van reststromen uit de agrarische sector, glastuinbouw en andere sectoren die potentiele bruikbare vezels bevatten, leidt ook tot een hogere materiaalefficiëntie. Politiek-juridisch Wetgeving: Het gebruik van reststromen is gebonden aan wetgeving. Het moet worden onderzocht wat voor status de reststromen hebben en wat dit betekent voor de logistiek en het gebruik ervan. Inzameling van papier voor recycling: Gescheiden inzameling van papier voor recycling is in Nederland de norm en staat ook in de Europese afvalrichtlijn aangegeven. De lidstaten die dit nog niet hebben, moeten aan deze gescheiden inzameling voldoen tegen Er staat echter een formulering in deze afvalrichtlijn die lidstaten misschien de kans geeft om toch een systeem van gemengde (glas, plastic, papier etc.) inzameling te blijven gebruiken. Pagina 11 van 13

12 6 Bronnen Adriaanse, M. en H. Morsink (2007), Non-wood fibre for papermaking - KCPK CEPI (), Position of the European pulp and paper industry on the use of biomass for energy and biofuels CEPI (2011), Key Statistics 2011 CEPI (2011a), Paper Recycling Monitoring report 2011 CEPI (2011b), Sustainability report COST (2010), The future of paper recycling in Europe Corsten M., Worrell, E., van Duin, A. en M. Rouw (2010), SAVING MATERIALS - Een verkenning van de Potentiële Bijdrage van Duurzaam Afval en Recyclingbeleid aan Broeikasgasemissiereductie in Nederland Escabasse, J-Y., Blasius, K., en E. Bobu (2011), SORT-IT Europese Commissie (2008), Directive 2008/98/EC of the European Parliament and of the Council KCPK (2012), Interne notulen stengelonderzoek Keijsers, E.R.P., Lips, S.J.J. en J.E.G. van Dam (2013), Kasresiduen als grondstof voor papier Neclaw, A., Westenbroek, A., Heinemann, S., en K. Olejnik (2011), Alternative raw materials and their effect on pulp dewatering and paper properties, Paper Technology June 2011 Omrin (2012), Productvreemde vervuiling in huishoudelijk papier PRN (2009), Factsheet voor gemeenten 2009 PRN (2012), Kringloop papier en karton PRN (2013), Westenbroek, A., en J. Piest (2010), Resultaten Enquête Perceptie Alternatieve Grondstoffen voor de papieren kartonindustrie Worrell, E., de Leur, H., Neelis, M. en F. Geurts (2007), Optimalisatie papier voor recycling verwerking decentraal of centraal? Pagina 12 van 13

13 Colofon Kenniscentrum Papier en Karton (KCPK) Contactpersonen: ir. Michiel Adriaanse IJsselburcht BS Arnhem Telefoon +31 (0) MSc. Marc Marsidi IJsselburcht BS Arnhem Telefoon +31 (0) Pagina 13 van 13