Jammer is dat de elasticiteitsmodulus van aluminium en zijn legeringen slechts een derde van die van staal is. Hierdoor is aluminium ”slapper' dan staal, terwijl bij drukkrachten sneller knik zal optreden.
Toch zou volgens de European Aluminium Association, de overkoepelende organisatie van de Europese aluminiumindustrie, vanwege het geringe gewicht veel meer aluminium in auto's en andere transportmiddelen verwerkt moeten worden. De gewichtsbesparing door het gebruik van aluminium zou tot een verminderd brandstofverbruik leiden. Meer aluminium in plaats van staal in auto's zou volgens de aluminiumindustrie ook goed zijn voor het milieu, omdat aluminium uitstekend te recyclen zou zijn.
Vooral in de Verenigde Staten promoot de industrie het gebruik van aluminium onder verwijzing naar de milieuvriendelijkheid van het materiaal. De fabrikanten wijzen in dit verband ook op het feit dat voor de fabricage van aluminium elektriciteit gebruikt wordt, die in de meeste gevallen afkomstig is van ”schone' waterkracht. Betekent dit alles dat aluminium het ”groene' metaal van de toekomst is?
Aluminium wordt gemaakt uit bauxiet, een erts dat in 1821 ontdekt werd door de Franse scheikundige Paul Berthier in de bodem van Les Baux bij Arles (Provence). In 1827 slaagde de Duitse scheikundige Friedrich Wohler erin van bauxiet aluminium te maken. Het materiaal was zeer kostbaar en werd als curiositeit beschouwd. De voorname gasten van Napoleon III aten van aluminium borden en met aluminium bestek, de minder belangrijke gasten moesten zich met gouden spullen behelpen.
Pas rond 1890 lukte het om een redelijk goedkope produktiemethode te ontwikkelen. Deze methode gebruikte elektrolyse om aluminium uit bauxiet te winnen. De verwachtingen waren hoog gespannen: ”Als staal als het werkpaard van de industriele produktie beschouwd kan worden, kan het lichte metaal de koningin van de nieuwere technologie genoemd worden, die de afstand tussen spoorwegen en raketten moet overbruggen,' schreef een waarnemer.
Na een aarzelend begin steeg de produktie begin deze eeuw snel met een verdubbeling elke tien jaar. In het begin van de zeventiger jaren was aluminium het op een na meest gebruikte metaal. In de tweede helft van de zeventiger jaren daalde de groei enigszins als gevolg van verhoogde energieprijzen. De prijsverhoging was het gevolg van de twee oliecrises tussen 1970 en 1980, die de elektriciteitstarieven bij oliegestookte centrales omhoog joegen.
De aluminiumconcerns, die voor de produktie van aluminium erg veel elektriciteit gebruiken, gingen voor nieuwe investeringen op zoek naar gebieden met elektriciteitsbronnen, die niet op aardolie gebaseerd waren. Hydro-elektriciteit gooide in dit opzicht hoge ogen. Onder meer in Canada werden nieuwe aluminiumsmelters gevestigd, die hun elektriciteit van grote waterkrachtcentrales betrokken. In Venezuela investeert de overheid sinds de tweede helft van de jaren tachtig in het vergroten van de aluminiumindustrie. De aluminiumindustrie draait hier op goedkope elektriciteit van het grote Guri hydro-elektriciteit projekt. In Brazilië is het kolossale Tucurui-hydroprojekt gebouwd om onder meer aan de aluminiumproducenten Albras en Alumar elektriciteit te leveren. Tussen 1980 en 1988 nam de toepassing van waterkracht voor aluminiumsmelters met ongeveer 9 procent toe. Meer dan zestig procent van de benodigde elektriciteit voor aluminiumsmelters komt nu van waterkrachtcentrales.
Produktie
Is aluminium nu werkelijk zo'n ”groen' metaal, zoals de aluminiumindustrie beweert? Aluminium moet het, wat betreft het dingen naar de titel van het ”groene' metaal, in elk geval niet hebben van het produktieproces. Bauxiet, de grondstof voor aluminium, wordt gewonnen door stripmijnbouw. Tot tachtig meter diep graven stripmachines het land af. Hierdoor gaat landbouwgrond en vegetatie verloren. Stofvorming op de onverharde wegen in en rond het winningsgebied is een veel voorkomend probleem.
Onder druk van overheden en de publieke opinie gaan de mijnbouwmaatschappijen er tegenwoordiger vaker over om het afgegraven landschap te herstellen. De afgegraven deklaag wordt teruggeplaatst en opnieuw beplant. Wanneer de mijnbouw plaats vond in regenwoudgebied, is herstel veel moeilijker. Vaak kiezen mijnbouwmaatschappijen een makkelijke oplossing door het gebied te herplanten met eucalyptusbomen.
Met behulp van natronloog wordt de bauxieterts geraffineerd tot aluinaarde. De hoeveelheid afval bij de produktie van aluinaarde is groot: grofweg levert vier tot vijf ton bauxiet ongeveer twee ton aluinaarde op. Het afval wordt ”rode modder'genoemd. De twee ton aluinaarde levert ongeveer een ton aluminium. Dat betekent drie tot vier ton afval voor een ton aluminium. Rode modder bevat onder meer aluminium- en ijzeroxiden en natronloog. Vroeger werd de rode modder in zee gedumpt, wat grote schade voor het milieu betekende. Tegenwoordig wordt de rode modder in bezinkvijvers gepompt. Bij de aluinproduktie komen ook andere afvalstoffen vrij, zoals stikstofoxyden en zwaveldioxide.
Uit de aluinaarde ontstaat door middel van elektrolyse zuiver aluminium. De produktie van aluminium vraagt veel energie. Per ton aluminium is 225 gigajoule nodig. Dit is ruim zes keer zoveel als de produktie van ijzer vraagt.
Het grootste deel van het energieverbruik van aluminiumproduktie is elektriciteit voor de elektrolyse. Meer dan zestig procent van de smelters is aangesloten op waterkrachtcentrales, een kwart van de elektriciteitscentrales gebruikt steenkool.
Dat waterkracht de nodige milieu-problemen kent, wordt ook door voorstanders van waterkracht toegegeven. In 1989 publiceerde de Wereldbank het rapport ”Dams and the environment'. De Wereldbank, die in ruim 100 landen stuwdamprojekten heeft gefinancierd, geeft in dit rapport een overzicht van de ecologische gevolgen van stuwdammen. Op 14 verschillende manieren benvloeden dammen de omgeving. Hieronder vallen verschijnselen als erosie, verminderde kwaliteit van het water en een toename van ziekten als Bilharzia en rivierblindheid.
Ook het International Committee on Large Dams (ICOLD) zegt de negatieve effekten van dammen op het milieu te erkennen: ”Al in 1972 vormde ICOLD een comité die verslag uitbracht over vele ecologische problemen in verband met stuwdammen, inklusief sociale, ecologische en geofysische effekten als ook over de kwaliteit van het water.' Waar het hier om gaat is dat de bewering van de aluminiumindustrie, dat de voor de aluminiumproduktie veel gebruikte hydro-elektriciteit een ”schone' energiebron is, de nodige nuanceringen verdient.
Gewicht
Wanneer bij auto's of andere transportmiddelen meer aluminium zou worden verwerkt dan staal, levert dit winst op wat betreft het energieverbruik. Bij een treinstel van de metro in Brussel bespaart de vervanging van 6 ton staal door 3 ton aluminium per jaar 18.000 kilowattuur. De vervaardiging van het aluminium vergt echter meer energie dan de produktie van staal. In dit voorbeeld heeft de produktie van 3 ton aluminium 30.000 kilowattuur extra elektriciteit gevraagd. Maar de winst is duidelijk: na 1,6 jaar is de extra geinvesteerde energie terugverdiend, en bespaart het gebruik van aluminium stroom.
Het is echter de vraag of andere materialen die ook een laag soortelijk gewicht hebben, deze winst ook niet leveren. Autofabrikanten passen tegenwoordig meer aluminium toe in auto's dan vroeger, maar zeker bij de goedkopere auto's gaat de voorkeur uit naar het gebruik van kunststof, wat minder duur is dan aluminium. Aluminium ondervindt in de autoindustrie ook conkurrentie van magnesium. Met een soortelijk gewicht van 1,74 is dit nog lichter dan aluminium. Magnesium is echter moeilijker te verwerken, waardoor het prijsniveau ook hoger ligt.
Wat de balans in het voordeel van aluminium zou kunnen doen omslaan, zijn de mogelijkheden om het materiaal te recyclen. Niet alleen bespaart men grondstoffen bij het maken van ”secundair' aluminium uit schroot. De winst zit vooral in de besparing op energie: de produktie van secundair aluminium vraagt slechts 5 procent van de hoeveelheid energie die voor het maken van ”primair' aluminium uit aluinaarde nodig is.
In Nederland bevinden zich acht bedrijven die secundair aluminium produceren, en twee die primair aluminium maken. Bij Aluminium Delfzijl (Aldel), producent van primair aluminium, speelt op dit moment de vraag of deze fabriek niet zou moeten omschakelen op de fabricage van secundair aluminium. Aldel heeft plannen voor de sloop en nieuwbouw van de elektrolyse afdeling van de fabriek. Tegelijk wil zij de capaciteit vergroten van 98 duizend ton naar 120 duizend ton per jaar.
Volgens de Wetenschapswinkel van de Rijksuniversiteit Groningen is de overschakeling naar secundair aluminium van Aldel een serieuze mogelijkheid. Schroot om aluminium uit te winnen is nu al voldoende aanwezig, de verwachting is volgens de onderzoekers dat het aanbod blijft groeien omdat in de bouw en transportsector het gebruik van aluminium stijgt. Dit aluminium kan te zijner tijd weer recycled worden. Aldel betwijfelt echter of er voldoende schroot voorhanden is om in de toekomst jaarlijks 120.000 ton aluminium te produceren. Wellicht kan terugwinning van aluminium uit het huisvuil zorgen voor een voldoende aanbod.
Volgens berekeningen van Vereniging Milieudefensie verdwijnt jaarlijks 25.000 ton aluminiumverpakkingen in het huisvuil. De VAM bij Wijster verricht momenteel onderzoek naar mogelijkheden om aluminium uit het huisvuil te vissen. Met behulp van de ”Eddy current' methode kunnen non-ferro metalen afgescheiden worden. Wanneer de proefneming slaagt, zou de installatie in 1993 in werking kan worden gesteld.
Secundair aluminium: eerste keus? Een onderzoek naar de wenselijkheid en haalbaarheid van de (gedeeltelijke) vervanging van de primaire aluminiumproduktie bij Aluminium Delfzijl door secundaire produktie. Uitg. Wetenschapswinkel voor Economie, Groningen 1990.
Van bauxiet tot bierblik. Aluminium concerns, milieuproblemen en economische ontwikkeling, met speciale aandacht voor Brazilie. Hans Heerings, Leo Cnossen. Uitg. Somo, Amsterdam 1991.