Maak kennis met de genomineerden Benelux Trofee voor Thermisch Verzinken 2019
Nieuws
BENG-eisen definitief
Afgelopen dinsdag (11 juli jl.) heeft minister Ollongren de Tweede Kamer per brief in kennis gesteld van de definitieve BENG-eisen. Vergeleken met de concept-eisen van het najaar 2018 is een verdere differentiatie en aanscherping doorgevoerd. De definitieve grenswaarden worden per 1 juli volgend jaar van kracht.
Impuls klimaatvriendelijker inkopen loont
Klimaatvriendelijker inkopen bespaart op CO2-uitstoot, zo blijkt uit een RIVM-effectmeting.
Op weg naar onafhankelijkheid van kritische materialen
In het kader van klimaatverandering verdienen ‘kritische materialen’ meer aandacht, vindt materiaalkundige Sven Erik Offerman.
Cruciale rol voor IFD in NTA Beweegbare Bruggen
Het industrieel, flexibel en demontabel uitvoeren van verbindingen vormt een basiscomponent van de NTA 8086: ‘IFD-bouw beweegbare bruggen’.
Energietransitie brengt verdubbeling wereldwijde stroomvraag
Dat blijkt uit een recente analyse van ING Economisch Bureau.
Zonnepanelen op dertien Amsterdamse metrostations
Dit jaar gaat de gemeente Amsterdam samen met Vervoerregio Amsterdam en GVB de daken van dertien metrostations voorzien van zonnepanelen.
Salderingsregeling zonnepanelen blijft tot 2023
Het kabinet heeft besloten de zogenoemde salderingsregeling voor zonnepanelen nog ruim drie jaar onveranderd voort te zetten.
KIVI Award voor Andy van den Dobbelsteen
Andy van den Dobbelsteen (hoogleraar Climate Design & Sustainability, Faculteit Bouwkunde, TU Delft) heeft afgelopen maandag tijdens de Dag van de Ingenieur de Academic Society Award van het KIVI (Koninklijk Instituut voor Ingenieurs) in ontvangst genomen.
Subsidieregeling energieinnovatie afgepast op Klimaatakkoord
Te subsidiëren projecten moeten vooral gaan bijdragen aan reductie van CO2-uitstoot.

‘Afhankelijkheid van kritische materialen bedreigt economie en klimaat’

28 mei 2019

Om klimaatverandering tegen te gaan, gaat wereldwijd de aandacht vooral uit naar het terugdringen van de CO2-uitstoot en het verminderen van energieverbruik. Nog onvoldoende wordt nagedacht over de gevolgen van een tekort aan materialen. En dan in het bijzonder de ‘kritische materialen’: materialen die cruciaal zijn voor ons welzijn en onze economie. Dat vindt dr.ir. Sven Erik Offerman, materiaalkundige en associate professor Materials Science and Engineering aan de TU Delft.

Het onderwerp houdt hem al jaren bezig en hij heeft er zelfs een boek over geschreven, in maart van dit jaar verschenen onder de titel: ‘Critical Materials: Underlying Causes and Sustainable Mitigation Strategies'. ‘We lopen tegen de grenzen van onze materiaalconsumptie aan’, aldus Offerman. ‘Dit heeft niet alleen consequenties voor onze economie, maar ook voor het klimaat.’

Kritische materialen

‘We kunnen wel enorme windmolenparken willen bouwen, maar wat als daarvoor niet genoeg sterk en corrosiebestendig staal beschikbaar is? Zulk staal wordt tot nu toe geproduceerd door er de juiste legeringselementen aan toe te voegen. Maar veel van die legeringselementen vallen onder de noemer ‘kritische materialen' en dit betekent dat ze schaars zijn of moeilijk verkrijgbaar. Het betreft onder andere de zeldzame aarden, wolfraam, magnesium, niobium, vanadium en kobalt. Procentueel gaat het bij deze materialen weliswaar om kleine hoeveelheden legeringselementen, maar de hoeveelheid staal die wereldwijd wordt geproduceerd is gigantisch en dan tellen die procentjes wel op.’

Offerman constateert wel een zekere kentering. ‘Gelukkig worden we ons steeds meer bewust van onze materialenafhankelijkheid. Het besef dringt langzaam door dat we ons materiaalgebruik nauwlettend moeten volgen en waar mogelijk moeten optimaliseren.’

Zorgen om beschikbaarheid

Offerman wijst erop dat de EU enkele jaren geleden een analyse heeft laten maken van 14 groepen, voor Europa zogeheten ‘kritische materialen’. Daarbij zijn twee criteria gehanteerd voor de kritikaliteit: de mate waarin leveringsrisico's kunnen worden verwacht voor deze materialen en de mate waarin het materiaal belangrijk is voor de Europese economie.

Ook in de VS en Japan zijn dergelijke analyses uitgevoerd. De uitkomsten zijn niet bepaald hoopvol. Tekorten zijn te verwachten bij onder meer zeldzame aardmetalen, maar ook bij de materialen als magnesium, niobium, vanadium en kobalt. Stuk voor stuk belangrijke legeringselementen van staal die zorgen voor eigenschappen als taaiheid, sterkte, corrosiebestendigheid en brandwerendheid.
De Delftse materiaalkundige benadrukt dat we steeds afhankelijker worden van de beschikbaarheid van dergelijke materialen, meer nog dan van energie. Daarom moeten we niet alleen producten blijven ontwerpen die duurzaam, energiezuinig en recyclebaar zijn. We moeten de focus verleggen naar het meer efficiënt omgaan met onze grondstoffen c.q. materialen.

Focussen op microstructuur

‘Dat is de eerste stap om minder afhankelijk te worden van kritische materialen, waarbij het onder meer gaat over materiaalbewust en recyclingbewust ontwerpen’, stelt Offerman. ‘We moeten daarbij serieus onderzoek doen naar de kansen en mogelijkheden om meer te doen met minder. Volgens mij en mijn onderzoeksgroep biedt het verminderen van de hoeveelheid legeringselementen in staal hierbij de beste mogelijkheden. We kunnen waarschijnlijk met de helft minder legeringselementen toe zonder dat de kwaliteit van staal erdoor achteruit gaat.’

Maar hoe doe je dat: met minder legeren staal maken dat toch de gewenste eigenschappen heeft? Offerman: ‘Door ons te focussen op de microstructuur ervan en die zodanig onder controle te krijgen dat je die structuur als het ware kunt instellen naar gelang de eigenschappen die je het staal wilt meegeven.’

De microstructuur van vuurbestendig (brandwerend) staal dat de helft minder niobium bevat, laat veel meer kleine-hoek-korrelgrenzen zien. Hierdoor kan dezelfde mate van vuurbestendigheid worden bereikt als met de basismicrostructuur.

Legeren soms toch nodig

Offerman: ‘Uiteindelijk is de microstructuur van het staal bepalend voor de eigenschappen ervan. Staalproducenten weten precies hoe ze staal moeten behandelen om die eigenschappen te verkrijgen. Ze maken daarbij gebruik van de faseovergangen van het staal die vastgelegd zijn in het ijzerkoolstof-diagram, en passen nauwkeurig gedefinieerde thermo-mechanische behandelingen toe die resulteren in de gewenste microstructuur.’

Voor veel gangbaar gebruik is dat volgens Offerman voldoende, maar voor sommige toepassingen schiet laaggelegeerd staal tekort. ‘Door staal te legeren, maken staalproducenten het taaier, harder, corrosiebestendiger, slijtvaster of vuurbestendiger. Hier in Delft onderzoeken we momenteel of je door een betere beheersing van het staalbereidingsproces deels dezelfde eigenschappen als met legeren kunt creëren. Inmiddels zijn we zo ver dat we met een nauwkeurige procesbeheersing de microstructuur steeds beter kunnen instellen en daarmee de eigenschappen van staal kunnen manipuleren.’

Eigenschappen van staal beheersen

Inzicht in het kiemvormingsproces is hierbij een cruciale factor, meent Offerman. ‘Als je het kiemvormingsproces kunt sturen, dan kun je daarmee de microstructuur naar je hand zetten en dus ook de eigenschappen van het staal. Door minder te legeren besparen we niet alleen kosten, maar wordt het ook makkelijker om het staal te recyclen.’

‘Bovendien worden we minder afhankelijk van leveranciers van kritische materialen en vooral dat laatste mag niet worden onderschat.’ Hiermee doelt Offerman op mogelijke leveringsproblemen die kunnen ontstaan als landen waar deze kritische materialen worden gedolven, zoals China, Brazilië en Rusland, hun monopolie-positie kunnen of willen gebruiken voor geopolitieke doeleinden.

Grondstoffen-efficiënt produceren en ontwerpen

Offerman toont zich een warm pleitbezorger van grondstoffen-efficiënt produceren en ontwerpen. ‘We moeten streven naar een grondstoffenefficiënte, circulaire economie en daar wil ik graag een bijdrage aan leveren. Dat is één van de redenen waarom ik dit boek heb samengesteld.’

Het boek belicht duurzaam materiaalgebruik in relatie met het energievraagstuk en de klimaatverandering. Aan bod komen: de geopolitiek van materialen, het verband tussen energie en materialen, definities van de kritikaliteit van materialen, circulair productontwerp, de ontwikkeling van alternatieve materialen (substitutie), duurzame mijnbouw en recycling.

Sven Erik Offerman maakt met zijn onderzoek deel uit van het Leiden- Delft- Erasmus Centre for Sustainability, het interuniversitaire samenwerkingsverband op het gebied van duurzaamheid. Hier leidt hij projecten op het gebied van grondstoffenefficiëntie en materiaalkringlopen. Met zijn Delftse collega's richt hij zich vooral op (productie)technische aspecten, Leiden neemt de milieuaspecten onder de loep en de Erasmusuniversiteit is gericht op bedrijfsmatige aspecten.

Ook participeert Offerman in de Raw Materials Knowledge and Innovation Community (KIC) van het European Institute of Innovation and Technology (EIT). Deze community, wereldwijd één van de grootste, streeft naar meer duurzaam gebruik van grondstoffen.



BENG-eisen definitief
Afgelopen dinsdag (11 juli jl.) heeft minister Ollongren de Tweede Kamer per brief in kennis gesteld van de definitieve BENG-eisen. Vergeleken met de concept-eisen van het najaar 2018 is een verdere differentiatie en aanscherping doorgevoerd. De definitieve grenswaarden worden per 1 juli volgend jaar van kracht.
Impuls klimaatvriendelijker inkopen loont
Klimaatvriendelijker inkopen bespaart op CO2-uitstoot, zo blijkt uit een RIVM-effectmeting.
Cruciale rol voor IFD in NTA Beweegbare Bruggen
Het industrieel, flexibel en demontabel uitvoeren van verbindingen vormt een basiscomponent van de NTA 8086: ‘IFD-bouw beweegbare bruggen’.
Energietransitie brengt verdubbeling wereldwijde stroomvraag
Dat blijkt uit een recente analyse van ING Economisch Bureau.
Zonnepanelen op dertien Amsterdamse metrostations
Dit jaar gaat de gemeente Amsterdam samen met Vervoerregio Amsterdam en GVB de daken van dertien metrostations voorzien van zonnepanelen.
Salderingsregeling zonnepanelen blijft tot 2023
Het kabinet heeft besloten de zogenoemde salderingsregeling voor zonnepanelen nog ruim drie jaar onveranderd voort te zetten.
KIVI Award voor Andy van den Dobbelsteen
Andy van den Dobbelsteen (hoogleraar Climate Design & Sustainability, Faculteit Bouwkunde, TU Delft) heeft afgelopen maandag tijdens de Dag van de Ingenieur de Academic Society Award van het KIVI (Koninklijk Instituut voor Ingenieurs) in ontvangst genomen.
Subsidieregeling energieinnovatie afgepast op Klimaatakkoord
Te subsidiëren projecten moeten vooral gaan bijdragen aan reductie van CO2-uitstoot.
Pagina 1 van 1
Louis Braillelaan 80      2719 EK  Zoetermeer      Tel: +31(0)88 353 12 12      Colofon      Disclaimer      Sitemap
Bouwen met Staal  © 2019      Uitvoering: Bruikman Reclame  +  LinkmasterMonkey