Steengoed idee

OP HET eerste gezicht is het gewoon een rijtje klinkers, vlak achter de slagboom op het terrein van het Shell laboratorium (SRTCA) in Amsterdam. En ook al zijn ze zwart, niemand zal er veel aandacht aan besteden. Toch zijn die straatstenen bijzonder, want als bindmiddel voor het zand en grind waar stenen hoofdzakelijk uit bestaan, zijn aardolieproducten gebruikt, wat meteen hun kleur verklaart.

Op het SRTCA is in de afgelopen twee jaar een methode ontwikkeld om een zware koolstofrijke aardoliestroom afkomstig van raffinaderijen te gebruiken in allerlei bouwmaterialen. Dat levert niet alleen een uitstekend product op, maar draagt ook bij aan de vermindering van de uitstoot van kooldioxyde. De koolstof waar deze zware aardolieproducten voor meer dan 80 procent uit bestaan, wordt immers duurzaam vastgelegd, vandaar ook dat het materiaal de naam C-fix (carbon fixation) kreeg. Hoewel er nog maar betrekkelijk kort vaart wordt gezet achter de ontwikkeling, is er al veel vooruitgang geboekt. Onlangs werd zelfs een testrun gedraaid bij een stenenfabrikant in Brabant. Daarbij werden zonder noemenswaardige veranderingen aan de bestaande apparatuur zo'n honderdduizend stenen gefabriceerd.

Het idee achter C-fix is afkomstig van Rini Reynhout, een onderzoeker van het SRTCA. Hij ontdekte een manier om zware aardolieproducten die tot nu toe eigenlijk alleen geschikt leken voor verbranding in scheepsmotoren en elektriciteitscentrales, te gebruiken als een soort koolstoflijm. Volgens Gosse Boxhoorn, hoofd van het C-fix team in Amsterdam, sla je daarmee twee vliegen in één klap: ``Aangezien dit koolstofproduct niet meer verbrand wordt, levert het ook geen bijdrage meer aan de CO2-uitstoot. Daar komt bij dat C-fix een mogelijk alternatief is voor cement. En de productie daarvan uit mergel is ook een enorme bron van CO2.'' Volgens het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) is de cementindustrie zelfs verantwoordelijk voor 7 procent van de totale CO2-emissie in de wereld. Boxhoorn: ``We bevinden ons nu nog in een wereld die gebaseerd is op fossiele brandstoffen, maar volgens sommigen ligt een waterstofeconomie in het verschiet. In de overgangsperiode zal de vraag naar schonere, waterstofrijke producten almaar groter worden. Maar dat betekent tegelijk dat je steeds meer koolstofrijk product overhoudt. Wij hebben ontdekt dat je het heel goed kunt gebruiken voor de productie van bouwmaterialen.''

Het voor C-fix gebruikte aardolieproduct is keihard en in die zin verschilt het sterk van bitumen, dat als basis dient voor asfalt. Boxhoorn: ``C-fix is daarom echt een nieuw constructiemateriaal, dat qua eigenschappen inzit tussen asfalt en beton. Door de koolstof-waterstofverhouding te variëren kunnen we de eigenschappen heel goed afstemmen op díe toepassingen waar deze traditionele materialen nadelen hebben.'' Om ervaring met het verwerken van het materiaal op te doen werd een tweetal proefprojecten opgezet voor de vervaardiging van straatstenen en dakpannen. Omdat het zo hard is moet het eerst worden verhit tot boven de 200 ˚C. Daarna kan het worden gemengd met zand, steentjes en andere `vulstoffen', waar het zich uitstekend aan hecht. Ten slotte hoeft het alleen nog maar in mallen te worden gegoten en aangestampt. Na het weghalen van de mal kunnen de producten snel worden afgekoeld met water en zijn ze binnen een uur op sterkte en klaar voor vervoer. Dat is veel sneller dan de klassieke productiemethoden gebaseerd op cement, waar het uitharden enige weken vergt. De `koolstofbeton' stenen zijn verder iets lichter, maar beschikken toch over vergelijkbare sterkte en zelfs betere elastische eigenschappen. Ze zijn bovendien waterafstotend en geluiddempend.

Om de stenen in de praktijk te testen zijn op verschillende plaatsen in Nederland proefstroken aangelegd, onder meer op de hoofdweg van de Shell-raffinaderij in Pernis. In Zweden zal straks bekeken worden of de stenen temperaturen onder het vriespunt aan kunnen en aanslagen van spijkerbanden overleven, terwijl de eigenschappen en duurzaamheid bij hoge temperaturen op de proef gesteld gaan worden in een nog te bepalen tropisch land. Het ministerie van Economische Zaken, VROM en Onderwijs zien in elk geval veel in het nieuwe product en verstrekten onlangs in het kader van het EET-programma (Economie, Ecologie & Technologie) een ontwikkelingssubsidie van bijna negen miljoen gulden aan SRTCA en zijn partners, waaronder de Technische Universiteit Eindhoven. Daar wordt meer fundamenteel onderzoek aan het materiaal gedaan, bijvoorbeeld om beter inzicht te krijgen in de manier waarop de macroscopische eigenschappen samenhangen met de samenstelling en de structuur op microschaal. ``In Shell-laboratoria in Nederland, Frankrijk en Duitsland werken op dit moment zo'n vijfentwintig mensen aan de ontwikkeling van het product'', zegt Boxhoorn. ``Daarnaast wordt er een life cycle analysis uitgevoerd om de milieuvoordelen in kaart te brengen tegenover die van de traditionele betonproducten.'' Eén voordeel van C-fix is in elk geval dat het volledig hergebruikt kan worden door het te smelten. Dat hebben kleinschalige tests reeds uitgewezen. Ondanks alle activiteit is Shell niet van plan om zelf C-fixproducten te maken. Daarom worden nu partners gezocht in de bouwmaterialenwereld om C-fix samen verder te ontwikkelen en op de markt te brengen.