Geen asfalt zonder aardolie. De petrochemische industrie produceert namelijk het basisingrediënt, bitumen, als restproduct. Maar met de stijgende olieprijs verwerken raffinaderijen de ruwe olie steeds efficiënter en houden ze minder bitumen over. Is er een alternatief? Of is recycling van oud asfalt de enige manier om ook in de toekomst aan de vraag naar asfalt te voldoen?

De stijgende olieprijs is niet de enige reden om alternatieven te zoeken voor het fossiele bitumen, vindt Wim Van den bergh, hoogleraar asfalttechnologie aan de Universiteit Antwerpen. Het productieproces van bitumen is namelijk energieverslindend. Volgens The Eurobitume life-cycle inventory for bitumen 3.0 uit december 2019 komt, als gevolg van de enorme energievraag, per ton bitumen ruim 150 kg CO₂-equivalenten vrij tijdens de productie. Geopolitiek gezien is de zoektocht naar een alternatief eveneens interessant, zegt Van den bergh. ‘In Vlaanderen hebben we geen aardolieveld. En als Belg vind ik dat we dan misschien wat minder afhankelijk moeten worden.’ Maar asfaltproducenten kunnen bitumen niet zomaar vervangen. De productieprocessen van asfalt zijn door jarenlange ervaring geoptimaliseerd op het gebruik van dit kleefmiddel.

Tweehonderd soorten

Om toch het gebruik van nieuwe bitumen terug te schroeven is de Nederlandse asfaltreus KWS gaan recyclen. In hun Rotterdamse centrale kunnen ze oud asfalt tot 100% recyclen, zegt directeur Raymond van der Stadt. Een simpele toepassing, zoals een parkeerplaats of een fietspad, is al van volledig gerecycled asfalt te maken. Maar er komt wel een lastig punt bij kijken. Een gemiddelde centrale produceert zo’n tweehonderd verschillende soorten mengsels, legt Van der Stadt uit. Om bij gerecycled asfalt eenzelfde kwaliteit te kunnen garanderen als bij nieuw asfalt, heb je eigenlijk exact hetzelfde type oude asfalt nodig. Aan die zoektocht naar het juiste oude asfalt wil Van den bergh in Vlaanderen een bijdrage leveren. Hij probeert zoveel mogelijk data te verzamelen over de Vlaamse asfaltwegen. ‘Stel dat wij meer informatie zouden hebben over het asfalt dat op de weg aanwezig is, dan zou je op voorhand kunnen aftoetsen in welk nieuw asfaltmengsel het gebruikt kan worden en in welke concentratie.’ Naast dat het lastig is, kent asfaltrecycling nog een paar problemen. Bij de verwerkingsprocessen komt bijvoorbeeld de kankerverwekkende stof benzeen vrij. Sinds 2016 mag een asfaltcentrale in Nederland nog maar 1 mg benzeen per kubieke meter uitstoten, voorheen was dat 2,5. Toch stoot ruim een derde van de Nederlandse asfaltcentrales nog te veel benzeen uit, blijkt uit een adviesdocument van de Omgevingsdienst NL uit juni 2022. ‘We konden het eerst niet eens meten, één milligram uit de schoorsteen’, zegt Van der Stadt. Bij KWS hebben ze daarom meters ontwikkeld die op elk moment kunnen aangeven hoeveel benzeen er vrijkomt. Hun Rotterdamse centrale voldoet nu aan de norm.

‘Als je het bitumen eenmaal hebt, kun je het x keer hergebruiken’ 

Wim van den Bergh

Veroudering

Een tweede probleem met oud asfalt voor recycling is dat bitumen steeds minder flexibel wordt. De meer vluchtige componenten die in het begin erin zitten, verdampen of reageren naar grotere moleculen waardoor het asfalt gaandeweg stijver en brosser wordt. In combinatie met belasting door het verkeer, barst het asfalt hierdoor steeds sneller. Oud bitumen heeft daarom extra bewerking nodig. Dat kan door zogeheten verjongingsmiddelen toe te voegen aan het oude asfalt. Deze herstellen de oorspronkelijke moleculair mix in het bitumen, waardoor het asfalt zijn oude eigenschappen terugkrijgt. Verjongingsmiddelen komen vaak uit aardolie, maar zijn ook uit plantaardige oliën te halen. Van der Stadt voorziet nog een derde probleem voor recycling: er moet voldoende oud asfalt van het juiste soort voorhanden zijn om te kunnen recyclen. Hij verwacht in de nabije toekomst een gat tussen aanbod en vraag van zo’n dertig procent. Een groen alternatief voor bitumen kan helpen om dit gat te dichten. Deze zogeheten biobinders hebben volgens Van den bergh de toekomst. Deze mengsels hebben vergelijkbare eigenschappen als bitumen, maar dan met een biologisch oorsprong. Voorbeelden van bronnen waar wetenschappers nu een vervanging voor bitumen uit proberen te halen zijn onder meer bomen, stro, afgewerkte frituurolie, varkensmest en olifantsgras.

‘We hebben er een goed gevoel bij, maar je wilt het toch goed blijven monitoren’

Richard Gosselink

Lignine

Een biobinder waar Nederlandse onderzoekers al op grote schaal testen mee uitvoeren is lignine. Dit materiaal, dat bomen en planten produceren om de benodigde stevigheid te geven aan hun cellen, is een restproduct van de papierindustrie. De helft van het bitumen in asfalt is relatief eenvoudig te vervangen door lignine, legt Richard Gosselink van Wageningen University and Research uit. Hij doet onderzoek naar lignine-asfalt. Zijn team, dat samenwerkt met verschillende wegenbouwers en onderzoeksinstituten, toonde aan dat als de helft van het bitumen wordt vervangen voor lignine, het asfalt zijn kwaliteit behoudt. Ze onderzoeken nu of het percentage lignine nog verder omhoog kan, maar het is te vroeg om hier iets over te kunnen publiceren, zegt Gosselink. Het mengproces van asfalt moet je wel iets aanpassen wanneer je ook lignine gebruikt, legt Gosselink uit. ‘Bitumen is een hoog visceus, plakkerig middel. Lignine is daarentegen een vaste stof.’ Ze voegen het daarom als fijn poeder toe.

De Europese papierindustrie produceert elk jaar 55 miljoen ton lignine dat geldt als een afvalproduct en daarom grotendeels wordt verbrand om energie op te wekken voor hun fabrieksprocessen. De jaarlijkse behoefte aan bitumen in Europa is ruim 10 miljoen ton. Er is dus op het eerste gezicht voldoende lignine voorhanden, denkt Gosselink. ‘De potentie is er zeker. We hebben ook gemerkt dat steeds meer papierproducenten niet de volledige hoeveelheid lignine nodig hebben voor hun energievoorziening.’ Naast de papierindustrie is er nog de bioraffinage-industrie waar tijdens de productie van biobrandstoffen ook lignine vrijkomt. Om de resterende 50% bitumen door iets groens te vervangen, zoekt Gosselink ook naar andere biologische bronnen. ‘Daar hebben we een aantal criteria voor’, zegt hij. Het plakmiddel moet de eigenschappen van bitumen evenaren. Het moet ook voldoende beschikbaar zijn, het liefst ‘om de hoek’ of in ieder geval binnen Europa. Welke stoffen hij exact zoekt, kan hij vanwege de concurrentiegevoeligheid van hun werk niet zeggen. Maar het gaat grofweg om koolwaterstoffen met een massa variërend tussen twee- en tienduizend dalton. Ondertussen zoekt Geert Abbink van Ecofalt, een innovatieve wegenverharder, ook in de bioraffinage-industrie naar alternatieven voor bitumen. Bij Ecofalt gebruiken ze overigens geen lignine als bindmiddel, maar een mengsel van water, plantaardige oliën, een emulgator en bitumen, legt hij uit. Abbink deelt niet hoeveel procent bitumen hun product nog bevat, dat is ‘het geheim van de smid’, maar duidelijk is dat het relatief weinig is en ze in de toekomst helemaal zonder willen.

‘De standaarden voor asfalt zijn behoorlijk vastomlijnd’

Geert Abbink

Proefvakken

De groep van Gosselink voert hun onderzoek naar lignine-asfalt op grote schaal uit. Op dit moment hebben ze in Nederland 25 proefvakken liggen. ’Ons eerste proefvak stamt uit 2015, we hebben er een goed gevoel bij maar je wilt het toch goed blijven monitoren’, waarschuwt hij. De tijd is volgens hem nodig om uiteindelijk meer te kunnen zeggen over hoe sterk het materiaal blijft in de gebruiksfase. ‘Een weg in Nederland gaat al gauw twaalf tot vijftien jaar mee, je wilt daarom zien wat het asfalt op langere termijn doet.’ Ecofalt heeft al een N-weg aangelegd in de provincie Overijssel. ‘Wij pakken het iets praktischer aan’, denkt Abbink. ‘Onze eerste proefvakken liggen nu tien jaar. Die doen het ontzettend goed. Ze verouderen veel minder snel dan gewoon asfalt.’ Abbink wil daarom niet wachten om wetenschappelijk vast te leggen hoe hun product er op de lange termijn uitziet. ‘Het houdt zich na een paar jaar zo goed, wij durven dit wel aan. Wij geven er nu dezelfde garantie op als bij gewoon asfalt.’ Maar Ecofalt kan hun product niet overal inzetten. ‘Als in een aanbesteding staat: je moet dit type asfalt neerleggen, ben ik gediskwalificeerd’, legt Abbink uit. Dat komt omdat hun product geen asfalt mag heten. ‘De standaarden voor asfalt zijn behoorlijk vastomlijnd.’ Er moet een bepaalde hoeveelheid bitumen bij elke asfaltsoort in zitten, anders mag het niet zo heten. De markt begint hier volgens Abbink wel anders over te denken, maar je hebt volgens hem wel ‘iemand nodig die zijn nek kan uitsteken en zegt: ik sta daarvoor en doe dit maar.’

Ook al is er voor elk asfaltsoort een groen alternatief, dan nog zullen we niet direct stoppen met bitumen, denkt Van den bergh. Zolang we aardolie op grote schaal gebruiken, kunnen we wat hem betreft net zo goed ook het bitumen in een nuttige toepassing verwerken. Het is een product dat bovendien lang meegaat, zegt hij. ‘Als je het eenmaal hebt, kun je het x keer hergebruiken, want bitumen blijft bitumen.