De sloopauto van de toekomst: nieuwe grondstof door moderne materialen
De toekomst van recyclen ziet er heel anders uit 2 Als ARN staan we voor de uitdagende taak om afgedankte auto s voor minimaal 95% te recyclen. Vanuit onze eigen visie op milieu en recycling slagen we daar sinds enkele jaren ook in. Dat lukt ons alleen door de uitstekende wederzijdse samenwerking met onze ketenpartners, die wij graag blijven voeden met kennis over de nieuwste ontwikkelingen in onze sector. Die uitwisseling van kennis is namelijk cruciaal om het hoge recyclingpercentage ook in de toekomst te kunnen vasthouden. Denken aan de toekomst is daarvoor minstens zo belangrijk. De auto die vandaag de showroom verlaat, is immers de sloopauto van morgen. Een moderne auto bevat veel meer kunststof en lichtgewicht metalen dan auto s van pakweg 15 of 20 jaar geleden. Die zogenoemde materiaalbalans zal de komende jaren nog meer veranderen. Daarbij staat de autobranche aan de vooravond van een grootschalige introductie van hybride en volledig elektrisch aan gedreven voertuigen. ARN heeft in haar onderzoek De sloopauto van de toekomst onderzocht welke gevolgen al deze ontwikkelingen hebben voor onze sector. De verschuiving van metaal naar meer plastics stelt alle ketenpartners op de proef. Op dit moment vertegenwoordigen kunststoffen een lagere waarde dan het ijzer of metaal dat in een auto worden toegepast. De technieken om kunststoffen te scheiden, worden echter in snel tempo beter. Dat is interessant voor alle schakels in de keten. Dit geldt ook voor alle vormen van elektrische aandrijving die sinds enkele jaren op de markt zijn. ARN is als uitvoeringsorganisatie van het Besluit Beheer Batterijen (BBB) verantwoordelijk voor de wettelijke inzameling en verwerking van accu s in Nederland. Hiervoor heeft ARN de krachten gebundeld met Stichting Batterijen (Stibat). Samen zorgen zij ervoor, dat zowel traditionele loodzuuraccu s als moderne lithium aandrijfbatterijen, milieuverantwoord en veilig worden gerecycled. Als kenniscentrum traint en adviseert ARN bedrijven en andere organisaties over veilige demontage en omgang met batterijen. Wij stimuleren onderzoek naar een tweede leven voor de accu van een elektrische auto. Interessant zijn ook de afvalstromen uit aanpalende industrieën, zoals elektronica en witgoed. De gebruikte materialen in bijvoorbeeld een koelkast of televisie komen voor een groot deel overeen met die van een auto. Voor onze sector liggen daar mogelijkheden tot samenwerking. Ik ben er dan ook van overtuigd dat onze sector een gezonde toekomst tegemoet gaat. Er ontstaan steeds meer mogelijkheden om een afgedankte auto om te zetten in nieuwe grondstoffen. Jos van den Broek Manager ARN Sustainability
De auto verandert Auto s maakten de afgelopen jaren een enorme ontwikkeling door. De auto van nu is aanzienlijk veiliger en schoner dan exemplaren die in 1970 de fabriek uit rolden. Tegelijkertijd zijn ook de in auto s gebruikte materialen enorm veranderd. Diverse plastics maken een steeds substantiëler deel uit van het voertuiggewicht, terwijl het gehalte metalen daalt. Een omgekeerde ontwikkeling is zichtbaar bij het gebruik van kunststoffen, dat over de afgelopen 4 decennia bijna is verdrievoudigd. Ook de komende jaren gaan deze ontwikkelingen in rap tempo verder. Grootschalige productie van auto s met een vorm van elektrische aandrijving lijkt een kwestie van tijd. Daarom blijft onderzoek naar recycling en eventuele toepassingen voor hergebruik van accupacks de komende jaren belangrijk. Autofabrikanten zullen in de toekomst nog meer kunststoffen gaan gebruiken om gewicht te besparen. Daarbij zal ook het gebruik van nu nog exotische materialen en samenstellingen naar verwachting toenemen, zoals met koolstofvezel versterkte kunststof (CFRP). Voor ARN en de betrokken ketenpartners is het van belang om te weten welke gevolgen de veranderende materiaalbalans en komst van nieuwe aandrijflijnen hebben op de wettelijke taken van ARN, zoals de recyclingdoelstelling van 95 procent. In hoeverre blijft deze ook op termijn haalbaar? En tegen welke kosten? De antwoorden op deze en meer vragen worden in kaart gebracht met het onderzoek Impact van nieuwe materialen en aandrijflijnen op ARN. 1980 Materiaalontwikkeling in voertuig-structuur 1990 Plastics 8% Aluminium 8% Conventioneel staal 71% 2010 2000 Hogesterktestaal 13% Bron: ICCT = Vehicle technology for 2020 and beyond, Potentional and US-EU Evolution Methods 2012 2025 Plastics 11% Aluminium 16% Conventioneel staal 55% Hogesterktestaal 18% 2010 3
Wat verandert er op het gebied van materialen? 2012 Overige metalen 5% Koper 1% IJzer 8% Niet metalen 22% Staal 23% Hoogwaardig staal 13% De komende jaren wordt de Europese wetgeving op het gebied van schadelijke uitstoot van auto s steeds strenger. Om het lichtgewicht design van een auto te realiseren en daarmee de uitstoot te verlagen, worden plastics en lichtgewicht metalen steeds meer ingezet. Volgens een onderzoek van McKinsey (2012) spelen de volgende materialen een toenemende belangrijke rol: hoogwaardig staal, aluminium, magnesium, engineering plastics en in zekere mate (koolstof-) vezelversterkte materialen. Bij de huidige grondstofprijzen daalt de waarde van afgedankte auto s naarmate deze meer kunststoffen bevatten. IJzer en metaal leveren immers meer op. Dit heeft consequenties voor alle ketenpartners. Positief voor de restwaarde van autowrakken is het toenemende gebruik van lichtgewicht metalen als aluminium. Door toepassing van moderne elektronica en elektrische aandrijflijnen bevatten afgedankte auto s ook in de toekomst relatief veel koper. Het terugwinnen van deze waardevolle grondstof wordt echter bemoeilijkt door het gebruik van zeer dun koperdraad en de steeds complexer wordende boordnetten. Composieten en gelamineerde materialen kunnen op dit moment slechts met terugwinning van energie worden verbrand. De ontwikkeling van thermoplastische composieten biedt meer opties voor recycling, al blijft de economische waarde van deze materialen vooralsnog negatief. Ook chemische recycling biedt op termijn wellicht mogelijkheden voor deze materialen. Aluminum m 9% 2025 Niet metalen 25% Overige metalen 3% Koper 1% IJzer 8% Aluminum 16% Overig staal 16% FR AHSS 5% Staal 12% Hoogwaardig staal 7% AHSS 11% Overig staal 16% In de toekomst zien wij een verschuiving in het gebruik van aluminum en staal. 4
Aluminium is een vast en groeiend bestanddeel van auto-onderdelen, zowel in plaatwerk als aandrijflijnen. Het materiaal draagt zo bij aan het lichter maken van het voertuig - 1 kilo aluminium vervangt 2 kilo gewalst of gegoten staal. Na staal, is aluminium het meest gebruikte basismateriaal voor auto s. Nieuwe voertuigsamen stellingen vragen aanpassing van de hele keten, inclusief wetgever en ARN Toename van aluminium in automotive Gewicht per voertuig (kg) 250 Carrosseriedelen 200 156 kg Motoren 150 249 kg 100 Warmtewisselaars Velgen 50 Samenstelling plastics verwerkt in voertuigen 0 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 Overig plastic 9.5% PE-LD/LLD 2.5% PE-HD/MD 7.2% Bron: Ducker Worldwide 2011 PUR 17.4% PP 28.6% 21% 14.5% 52.5% 12% Overige constructie 10.9% Exterieur Onder de motorkap Interieur Electrisch/ licht PCS 1.6% PA 11.9% PMMA 1.3% PVC 3.8% ABS, ASA, SAN 5.3% Bron: Consultic Marketing & Industrieberatung GmbH 5
Misschien willen autofabrikanten het recyclen van hun auto s in de toekomst wel in eigen beheer houden, zodat ze eigenaar blijven van de grondstoffen. Langzamerhand naderen we het moment waarop we recyclingprestaties moeten gaan meten in euro s, in plaats van in kilo s. Eigenlijk zouden we de milieuprestatie van een auto over zijn volledige levenscyclus moeten beoordelen, van productie en gebruik tot recycling. De grootste milieuwinst is nog altijd te halen in de gebruiksfase. De huidige doelstelling van 95 procent recycling voor auto s is eind jaren 90 geformuleerd vanuit het oogpunt van de conventionele verbrandingsmotor. Voor elektrisch aangedreven auto s zou de politiek een lagere doelstelling kunnen overwegen, omdat deze tijdens de gebruiksfase het milieu veel minder belasten. Ondertussen blijven we met onze ketenpartners natuurlijk werken aan een zo hoog mogelijk recyclingpercentage. De ontwikkelingen rond het recyclen en hergebruik van kunststoffen staan niet stil. Materiaal dat nu nog niet geschikt is voor hergebruik, is dat over enkele jaren misschien wel. Dat heeft dan ook direct invloed op de waarde van de betreffende stoffen. Succesvol recyclen is ook afhankelijk van hoe producenten ertegenaan kijken. Dat zij de recycling van auto s zelf gaan regelen, is ook niet onlogisch; de fabrikanten weten immers exact welke materialen er in hun producten zitten. Wij hebben als ARN een voorsprong in technologie en het beheer van recyclingprocessen. Daarmee kunnen we ook andere branches van dienst zijn met de afvalverwerking en het circulair maken van de keten. Alzira Schaap 6 Gert Jan van der Have
Wat verandert er op het gebied van onderdelen? Autodemontagebedrijven leveren een belangrijke bijdrage aan de totale recyclingprestatie van sloopauto s, door goede onderdelen te demonteren en na eventuele revisie door te verkopen. Gemiddeld levert een sloopauto zo n 310 kilo aan waardevol materiaal op. Het zijn met name onderdelen als de dynamo, startmotor, koplampen en achterlichten die na demontage veel worden hergebruikt. Maar waar dienen de demontagebedrijven rekening mee te houden wanneer de nieuwste auto s van nu over 15 tot 20 jaar hun laatste rit hebben gemaakt? Brandstoftanks worden steeds vaker van kunststof gemaakt. Mogelijk gaan demontagebedrijven de brandstoftanks demonteren wanneer opkopers er goede prijzen voor bieden. De toename van elektronica vraagt om een specialisme binnen de sector. Op dit moment is demontage van boordnetten door de complexiteit niet lonend. Wel wordt onderzocht in hoeverre terugwinning van deze materialen in de PST-fabriek potentie heeft. Mede door het ontbreken van universele normen voor Li-ion accu s is het recyclen ervan een technische uitdaging voor de sector. Inzamelen met oog op eventuele second-life toepassing vraagt om efficiënte logistiek. Een belangrijk aandachtspunt is op termijn ook de vervanging van conventionele loodzuur startaccu s door Li-ion varianten. Voor zonnepanelen in auto s bestaat vooralsnog geen demontageplicht. Er bestaan nog veel onduidelijkheden rond de toekomstige recycling van brandstofcellen. Deze komen op dit moment nog nauwelijks voor. Behalve kostbaar platina bevat een brandstofcel ook giftige gassen, wat recyclen bemoeilijkt. 1970 Veiligheidseisen Meer rubber en plastic 1980 Milieu-eisen Minder metalen 1990 Elektronica Meer computers en magneten 2013 Hybride Drastische vermindering van metaalgebruik 2016 Waterstof Brandstofcel doet zijn intrede 7
Het zou mooi zijn als de auto-industrie het op termijn eens wordt over universele normen voor de accupacks in hybrides en volledig elektrische auto s Dat zou grootschalig hergebruik ervan aanzienlijk makkelijker maken. Uiteindelijk is dat winst voor het milieu. Om dezelfde reden doen we al enige tijd onderzoek naar 2nd-life toepassingen van deze batterijen. Gert Jan van der Have Voor de demontagebedrijven is de toename van elektronica in auto s een kans, omdat componenten op de vervangingsmarkt veel opleveren. Tegelijkertijd is het een uitdaging. Alle elektronica is anders, systemen moeten gereset worden en bedrijven moeten weten welke systemen en componenten er per auto worden gebruikt. Daar ligt een taak voor onze sector. De demontage van de accupacks van hybrides en elektrische auto s is een punt van aandacht voor de toekomst. Vanuit onze rol als kenniscentrum zal ARN de branche hier over blijven informeren. Daarnaast vervullen we een actieve rol in pilotprojecten om nieuwe toepassingen te vinden voor autobatterijen die niet meer goed genoeg zijn voor een auto, maar bijvoorbeeld wel dienst kunnen doen voor energieopslag in een grid of off-grid toepassing. Alzira Schaap 8
Wat verandert er op het gebied van vloeistoffen? Het verwerken van de verschillende vloeistoffen door de demontagebedrijven verandert door ontwikkelingen op het gebied van aandrijflijnen. Met de toename van het aantal elektrische auto s verandert bijvoorbeeld het gebruik van smeermiddelen. Ook de ontwikkelingen rond het gebruik van brandstofadditieven voor dieselmotoren volgt ARN op de voet. Elektrische auto s behoeven minder smeermiddelen, omdat ze minder draaiende delen hebben dan auto s met een conventionele aandrijflijn. Bij sommige hybrides en elektrische auto s wordt voor de batterij gebruikgemaakt van koelvloeistof. Het verwerkende bedrijf dient deze vloeistof op de wettelijk voorgeschreven manier te verwijderen. Om schadelijke emissies te beperken, wordt voor personenauto s met dieselmotor in toenemende mate gebruikgemaakt van additieven in de brandstof. Het demontagebedrijf dient deze vloeistoffen zoals AdBlue en Eolys separaat te verwerken. 9
Een verantwoorde verwerking van nieuwe vloeistoffen als AdBlue is op termijn een uitdaging voor de autodemontagebedrijven. Bij ARN hebben we niet alleen verstand van autorecycling. Organisaties die zich bezighouden met het inzamelen en recyclen van bijvoorbeeld witgoed of elektronica, kunnen ook een beroep doen op de expertise die ARN de laatste jaren heeft opgedaan. Gert Jan van der Have Meten is weten. ARN heeft alle kennis in huis om resultaten van recycleprocessen volledig transparant te meten, samenwerking met ketenpartners op te zetten en recycling te verbeteren. Dat is ook voor andere sectoren interessant. Alzira Schaap 10
Over ARN ARN is dé recyclingexpert in de mobiliteitsbranche. ARN staat voor de uitdagende taak om afgedankte auto s voor minimaal 95% te recyclen. Door uitstekende samenwerking met onze ketenpartners slagen we daar ook goed in. Samenwerking en kennis delen zijn cruciaal om de 95%-doelstelling ook in de toekomst te kunnen behalen. We zien bijvoorbeeld dat auto s lichter worden en van materiaalsamenstelling veranderen. Deze ontwikkelingen volgen en kennis met elkaar delen, is van groot belang. Want de auto die vandaa g de showroom verlaat, is de sloopauto van de toekomst. Wij voeren onze taak uit door innovatieve en circulaire oplossingen te bedenken voor hergebruik van materialen uit afgedankte auto s, en passen deze kennis zelf toe. De in eigen beheer ontwikkelde en gebouwde PST-fabriek in Tiel is daarvan een voorbeeld. Daar vindt mechanische na-scheiding plaats van shredderafval, de laatst overgebleven materialen van afgedankte auto s. Bovendien zijn we daar op zoek naar nieuwe toepassingen voor materialen die de fabriek produceert. www.arn.nl