Grondstoffen als de bron voor materialen en producten zijn niet onuitputtelijk. Hoe kun je hier het beste mee omgaan? Je kunt hier van verschillende kanten tegenaan kijken. Zo is materiaalbesparing een optie: gebruik minder materiaal voor een product dan je oorspronkelijk van plan was, dus kijk eens naar het ontwerp. Als je een materiaal met betere eigenschappen ter beschikking hebt – bijvoorbeeld hogesterktestaal in plaats van ‘gewoon’ staal – dan kun je een dunner product maken – dus met minder materiaal – terwijl het net zo sterk is. Naast deze ‘besparing in ruimte’ kun je ook ‘besparen in de tijd’ door een product langduriger te gebruiken, dus ‘duurzaam’ in een bepaalde betekenis. Liever een product met betere (bijv. corrosiebestendige) of sterkere materialen en daardoor een langere levensduur, dan dat je een product kort gebruikt en moet vervangen. Ook zelfherstellende materialen vallen hieronder.
Je kunt een product ook in delen oftewel modulair samenstellen, waardoor alleen kapotte onderdelen vervangen hoeven te worden, en de resterende goede onderdelen nog steeds kunnen werken. Ook kun je hiermee nieuwe verdienmodellen voor materialen en producten introduceren, die inspelen op de trend dat mensen steeds liever producten willen gebruiken dan dat ze ze daadwerkelijk willen bezitten. Denk bijvoorbeeld aan een consument die in deze insteek geen lamp of auto koopt maar de dienst ‘licht’ of ‘vervoer’ afneemt. De ‘verhuurder’ van de producten – in feite een dienstverlener – heeft er dan belang bij dat deze producten (de verhuurde lampen of auto’s) zo lang mogelijk meegaan.
Materialen kunnen ook een tweede leven krijgen door gebruikte materialen niet af te voeren en te storten, maar te recyclen: zodanig verwerken dat je ze opnieuw kunt gebruiken. Dit kost sowieso minder materiaal – ‘twee voor de prijs van één’ – maar daarnaast kost omwerken ook minder energie dan dat je ze vanuit grondstoffen maakt. Zo kost het omsmelten van metalen veel minder energie dan de energie die nodig is om het metaal uit het metaalerts te halen. In zekere zin werken hernieuwbare grondstoffen als papier, hout of bioplastics op een vergelijkbare manier. Grondstoffen hiervoor kun je steeds opnieuw laten groeien.
Biologisch afbreekbare verpakkingen
Een verpakking beschermt producten tijdens transport en opslag, en zorgt voor een langere houdbaarheid van voedingsmiddelen. Ook is een verpakking handig om op een aantrekkelijke manier informatie over het product weer te geven. De belangrijkste verpakkingsmaterialen van nu zijn plastic (tassen en flessen), papier/ karton (dozen), glas (flessen en potjes), metaal (vooral blik) en hout (kratten). Alleen hout als grondstof voor karton en houten verpakkingsmaterialen is hernieuwbaar.
Voor veel verpakkingen van plastic geldt dat ze even gebuikt worden, en dan in de vuilnisbak verdwijnen. Kun je deze verpakkingen ook van biologisch afbreekbaar materiaal maken, zodat ze worden afgebroken tot natuurlijke stoffen die in een later stadium weer bioplastics kunnen vormen? Jazeker, biologisch afbreekbare verpakkingsmaterialen bestaan al. Een korte rondgang door de supermarkt levert biologisch afbreekbare afvalzakken voor in de biobak en verpakkingen van aardappelen en wortels.
Materialen zijn biologisch afbreekbaar als ze in korte tijd door bacteriën worden afgebroken tot natuurlijke stoffen: water, kooldioxide en soms mineralen. Biologisch afbreken, ook wel biodegraderen genoemd, vindt plaats in het water of in de bodem, maar ook in composteringsinstallaties waar ons groente-, fruit- en tuinafval (GFT-afval) naartoe gaat. Biologisch afbreken is dan ook nauw verwant aan composteren.
In de bodem is pas sprake van biodegradatie als 90 % van het materiaal binnen twee jaar is afgebroken. Een plastic zak die in de natuur pas na tientallen of honderden jaren helemaal afbreekt is niet biodegradeerbaar.
Het biologische afbraakproces wordt uitgevoerd door enzymen die door bacteriën worden geproduceerd. De enzymen – in feite eiwitten met speciale functies – breken het verpakkingsmateriaal af tot uiteindelijk kooldioxide en water. De energie die bij dit proces vrijkomt en de afbraakproducten worden gebruikt voor het voortplanten van de bacteriën. Het hele afbraakproces houdt zichzelf dus in stand bij voldoende aanvoer van materiaal.
De tijd die nodig is voor de volledige afbraak van het verpakkingsmateriaal hangt af van de deeltjesgrootte: hoe kleiner de deeltjes, des te meer oppervlak er is, des te meer bacteriën tegelijk kunnen aanvallen en des te sneller het afbraakproces verloopt. Een eerste stap bij de afbraak is vaak een proces waarbij water zorgt voor degradatie: grote moleculen worden door vocht tot kleinere moleculen afgebroken. Dat betekent dat de snelheid waarmee het materiaal water(damp) doorlaat of tegenhoudt ook een maat is voor de afbraaksnelheid. In een natte omgeving, op een composthoop bijvoorbeeld, breken bacteriën een zetmeelplastic in enkele dagen af. In een droge omgeving kan dat enkele maanden duren. Bij latere stappen in het afbraakproces breken bacteriën de kleinere moleculen af. In technische composteerinstallaties met verwerkingstemperaturen tussen 50 en 65 °C worden biologisch afbreekbare plastics binnen drie maanden voor 90 % afgebroken tot kooldioxide en water. Deze afbraakproducten worden in een kringloop weer aan de groene planten teruggevoerd, die hiermee bijvoorbeeld bioplastics kunnen vormen. En zo is de cirkel weer rond.
Om eventuele verwarring te voorkomen: bioplastics zijn niet per se hetzelfde als biologisch afbreekbare plastics. Bioplastics zijn kunststoffen die gemaakt zijn uit materialen van biologische oorsprong, die je bijvoorbeeld als hernieuwbare grondstof op het boerenland kunt vinden. Dit als tegenhanger van ‘gewone’ plastics die doorgaans aardolie als grondstof hebben. De term ‘bioplastics’ slaat op de grondstoffen, dus aan het begin van het product, terwijl ‘afbreekbaar’ met het einde van de levensduur van een product te maken heeft.
Recyclen van aluminium en magnesium
Een sterke aluminium of magnesium behuizing draagt bij aan de lange levensduur – en dus aan de ‘duurzaamheid’ – van een notebook. Maar eens komt ook zo’n behuizing aan z’n eind, en dan kun je het lichtmetaal zodanig bewerken dat het materiaal opnieuw gebruikt kan worden. Recyclen van aluminium en magnesium is gewenst om zorgvuldig met de natuurlijke grondstoffen om te springen. En hoewel aluminium en magnesium als onderdeel van chemische verbindingen – vooral oxiden – in de aardkorst in absolute hoeveelheid geen zeldzame materialen zijn, kost het veel energie om ze in zuivere vorm vanuit deze ‘grond’stoffen vrij te krijgen. Recyclen van een component van aluminium of magnesium gebeurt doorgaans door het ‘afval’ te smelten, wat 90 % minder energie kost dan bij de productie uit grondstoffen.
Glas in de glasbak
Nederlanders gooien meer dan 80 % van het eenmalige verpakkingsglas – potten en flessen zonder statiegeld – in de glasbak. Dat is jaarlijks zo’n 22 kilogram glas per persoon. Hergebruik van dit glas bespaart grondstoffen en energie, en voorkomt ruim 400.000 ton afval per jaar. Uit 1,2 kilogram gebruikt glas kun je weer 1 kilogram ‘nieuw’ glas maken, en elke 10 % aan glasscherven levert 2,5 % energiebesparing op. Afhankelijk van de beschikbaarheid en de kwaliteit van deze scherven gebruiken glasfabrieken 50 tot 80 % aan gebruikt glas.
Niet al het glas kan overigens in de glasbak. Zo ziet glaskeramiek of ‘vuurvast glas’ er voor menig gebruiker uit als gewoon glas. Maar de scherven van dit hittebestendige glas – zoals in ovenschalen, keramische kookplaten en koffiepotten – smelten niet bij de temperatuur die gebruikelijk is bij de glasproductie. De enige oplossing hiervoor: afvoeren via de milieustraat.
Naast ‘gewoon’ glas worden PET-flessen en overig plastic steeds meer gerecycled. PET staat voor polyethyleentereftalaat, een thermoplastische polyester.
Deze tekst is verschenen als het hoofdstuk “Materialen opnieuw gebruiken” in het boek “Kennismaken met materialen“ (klik op de link voor bestelinformatie).