Van grondstoffenschaarste naar duurzaam anorganisch materialenbeheer 16122011 Dr

Van grondstoffenschaarste naar duurzaam (anorganisch) materialenbeheer 16/12/2011 Dr. Ir. Peter Tom Jones (K. U. Leuven/ELFM Consortium)

3 Stellingen • In het licht van de precaire grondstoffensituatie… 1. vereisen Vlaanderen en Europa nieuwe wetgeving die denkt vanuit een circulair i. p. v. een lineair paradigma. De onderste treden van de ladder van Lansink moeten worden aangepast. 2. zal Vlaanderen massaal moeten investeren in onderzoek naar urban mining, in het bijzonder naar recuperatie van kritische metalen uit WEEE en ander hoogwaardige “urban waste”. 3. kan (moet) Vlaanderen zijn koploperspositie behouden op het vlak van ELFM: daarvoor zijn aangepaste ELFM-incentives en nieuwe, aangepaste wetgeving vereist (cf. stelling 1). 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 2

Uitdagingen zonder weerga voor Vlaanderen en EU • Twee topprioriteiten voor EU: – Materialenonafhankelijkheid – Energieonafhankelijkheid • Transitie naar een lage-C, circulaire economie – Transitie op energetisch vlak – Transitie naar duurzaam materialenbeheer (SMM) 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 3

Uitdagingen zonder weerga voor Vlaanderen en EU • Twee topprioriteiten voor EU: – Materialenonafhankelijkheid – Energieonafhankelijkheid • Transitie naar een lage-C, circulaire economie – Transitie op energetisch vlak – Transitie naar duurzaam materialenbeheer (SMM) 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 4

Cleantech (& materialenbeheer) inbedden in transitie TMR met 90% terugdringen de komende decennia Slim sluiten Ecodesign, Df. R PSS 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 5

Cleantech (& materialenbeheer) inbedden in transitie TMR met 90% terugdringen de komende decennia Slim sluiten Ecodesign, Df. R PSS Structurele gedragsveranderingen 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 6

Lineaire economie: “Materialenbeheer 1. 0” Jones et al. , JOM, December 2011 Primary Ores (mainly outside EU) Concentrates Prim Residues & Recyclates Metals, materials and alloys (Intermediate) Products Landfills (MSW, MWS/IW, mono) 16/12/2011 Use phase Residues/Scrap End-of-life products/residues 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 7

Materialenbeheer 2. 0: Slim sluiten Exploration Primary Ores (mainly outside EU) Jones et al. , JOM, December 2011 Concentrates Metals, materials and alloys Prim Residues & Recyclates (Intermediate) Products Direct Recycling Use phase Residues/Scrap Urban Mining (incl. preprocessing) Landfills (MSW, MWS/IW, mono) End-of-life products/residues Exploration Inevitable losses due to 2 nd law of Thermodynamics 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 8

Waarom metalen recycleren? 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 9

Eo. L recycling rates, UNEP 2011 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 10

Eo. L recycling rates Rare Earths < 1% 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 11

Sluiten van kringlopen voor zeldzame aardmetalen (cf. EU FP 7 RE-CREATE, call NMP 4. 1 -2) Urban Mining REE’s = Centrale onderzoekslijn binnen K. U. Leuven 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 12

Materialenbeheer 2. 0: Slim sluiten + Enhanced Landfill Mining Exploration Jones et al. , JOM, December 2012 Concentrates Primary Ores (mainly outside EU) Metals, materials and alloys Prim Residues & Recyclates (Intermediate) Products (Enhanced) Landfill Mining Direct Recycling Use phase Residues/Scrap Urban Mining (incl. preprocessing) Landfills (MSW, MWS/IW, mono) End-of-life products/residues Exploration Inevitable losses due to 2 nd law of Thermodynamics 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 13

ELFM: Vlaanderen koploper… maar implementatie vereist outside the box denken • 2009: – Oprichting ELFM Consortium • K. U. Leuven, VITO, UH, OVAM, LRM, LNE, Group Machiels – EFRO Demonstratie Ct. C • 2010: – 1 st Intern. ELFM Symposium – IWT O&O ELFM, 6 M€ budget • 2011 -2013: – ELFM Goes international: Europees Consortium EU FP 7 ENV 6. 1. 3 ELFM en Resource Efficiency • Voordelen ELFM: – Lokale jobs, vermijden primaire energie en materialen, CO 2 -reductie, landrecuperatie 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 14

ELMIRE Project (EU FP 7 ENV 6. 1. 3) (accepted for 2 nd stage) Exploration Directly recycable streams Historic landfills Waste-to-Material – New resources for technosphere replacing primary resources Separation 2. 0 Streams requiring further processing Transformational technology Wt. M Thermal conversion (gas plasma) Wt. E Temporary storage 16/12/2011 Controlled storage for future recycling Green Energy 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 15

ELFM Concept “Tijdelijke opslag” i. p. v. verbranding met energierecuperatie Exploration Directly recycable streams Historic landfills Waste-to-Material – New resources for technosphere replacing primary resources Separation 2. 0 Streams requiring further processing Transformational technology Reintegration into technosphere when technology is available – shortcut to Wt. M New streams from technosphere Closing the loop with a time delay Wt. M Thermal conversion (gas plasma) Wt. E Temporary storage 16/12/2011 Controlled storage for future recycling Green Energy 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 16

Specifieke ELFM incentives nodig: land + materialen + energie M. Dubois, SMa. RT-Pro², 2011 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 17

Potentiële impact ELFM in EU-27 • 150. 000 tot 500. 000 stortplaatsen in Europa • Vermijden excessieve saneringskosten: – OVAM: 80 M€ voor 5 problematische storten 60 M€ potentiële besparing indien sanering i. f. v. ELFM later – Extrapolatie naar EU: tot 1 TRILJOEN € ! • Reductie CO 2 en CH 4 uitstoot: – Closing the Circle: 1 Mton CO 2(eq) vs. Do-Nothing scenario • Herwinning landoppervakte: – Vlaanderen: absolute minimum = 20 km 2 • Recuperatie grondstoffen: – Minimale scenario EU-27 = 50 ton/persoon. jaar = 5 DMC/jaar voor “non-energy, non food materials and minerals” – Met nieuwe technologie + incentives 50 DMC/jaar 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 18

Revisie Ladder van Lansink 1. 0 Preventie & hergebruik Recuperatie Verbranding met E-recuperatie Storten (landfilling) Met Erecup. /Zonder E-recup. • Soms onnodig exergieverlies • Onomkeerbaar verlies kritische metalen (dispersie lage concentraties) • BAT verbranding 30% bodem- en vliegassen 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 19

Revisie Ladder van Lansink 1. 0 Lansink 2. 0 Preventie & hergebruik Recuperatie Verbranding met E-recuperatie Storten (landfilling) Met Erecup. /Zonder E-recup Verbranding met Erecuperatie Tijdelijke opslag i. f. v. latere valorisatie (Wt. M/E) “Juiste keuze” = f(t, technologie, materiaalstroom…) 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 20

Behoefte aan een paradigma shift… Lineair systeem Circulair systeem • • • Resource recovery & valorisatie residu’s = by default! • Lansink 2. 0 vereist: Grondstof-product-afval End-of-pipe oplossingen Klassiek “afvalbeheer” Milieuwetgeving i. f. v. vermijden milieu- en gezondheidschade • Gebrek aan systeemdenken 16/12/2011 – Systeemdenken – Aangepaste milieuwetgeving: • EU: LD & WFD (temporary storage) – Specifieke incentives recycling – (Eco)Design for Recycling – R&D 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 21

Dank voor de aandacht! Dr. Ir. Peter Tom Jones IOF Research Manager Industrial Ecology and SMM Centre for high temperature processes, metallurgy and refractory materials Centre for Resource Recovery and Recycling (CR³) & SMa. RT-Pro² IOF Knowledge Platform: http: //smart-pro 2. eu Enhanced Landfill Mining Research Consortium: http: //www. elfm-symposium. eu Dept. MTM, K. U. Leuven peter. jones@mtm. kuleuven. be 16/12/2011 20 jaar MINA (Jones, K. U. Leuven/ELFM C) 22