Van grondstoffenschaarste naar duurzaam (anorganisch) materialenbeheer 16/12/2011 Dr. Ir. Peter Tom Jones (K.U.Leuven/ELFM Consortium)

3 Stellingen In het licht van de precaire grondstoffensituatie… 1.vereisen Vlaanderen en Europa nieuwe wetgeving die denkt vanuit een circulair i.p.v. een lineair paradigma. De onderste treden van de ladder van Lansink moeten worden aangepast. 2.zal Vlaanderen massaal moeten investeren in onderzoek naar urban mining, in het bijzonder naar recuperatie van kritische metalen uit WEEE en ander hoogwaardige “urban waste”. 3.kan (moet) Vlaanderen zijn koploperspositie behouden op het vlak van ELFM: daarvoor zijn aangepaste ELFM-incentives en nieuwe, aangepaste wetgeving vereist (cf. stelling 1). 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Uitdagingen zonder weerga voor Vlaanderen en EU Twee topprioriteiten voor EU: –Materialenonafhankelijkheid –Energieonafhankelijkheid Transitie naar een lage-C, circulaire economie –Transitie op energetisch vlak –Transitie naar duurzaam materialenbeheer (SMM) 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Uitdagingen zonder weerga voor Vlaanderen en EU Twee topprioriteiten voor EU: –Materialenonafhankelijkheid –Energieonafhankelijkheid Transitie naar een lage-C, circulaire economie –Transitie op energetisch vlak –Transitie naar duurzaam materialenbeheer (SMM) 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Cleantech (& materialenbeheer) inbedden in transitie TMR met 90% terugdringen de komende decennia Slim sluiten Ecodesign, DfR PSS 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Cleantech (& materialenbeheer) inbedden in transitie TMR met 90% terugdringen de komende decennia Slim sluiten Ecodesign, DfR PSS Structurele gedrags- veranderingen 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Lineaire economie: “Materialenbeheer 1.0” Primary Ores (mainly outside EU) Concentrates (Intermediate) Products Use phase End-of-life products/residues Landfills (MSW, MWS/IW, IW, mono) Metals, materials and alloys Prim Residues & Recyclates Residues/Scrap Jones et al., JOM, December /12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Materialenbeheer 2.0: Slim sluiten Primary Ores (mainly outside EU) Concentrates (Intermediate) Products Use phase End-of-life products/residues Landfills (MSW, MWS/IW, IW, mono) Metals, materials and alloys Prim Residues & Recyclates Urban Mining (incl. preprocessing) Direct Recycling Residues/Scrap Inevitable losses due to 2nd law of Thermodynamics Exploration Jones et al., JOM, December /12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Waarom metalen recycleren? 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

EoL recycling rates, UNEP /12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

EoL recycling rates Rare Earths < 1% 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Sluiten van kringlopen voor zeldzame aardmetalen (cf. EU FP7 RE-CREATE, call NMP 4.1-2) Urban Mining REE’s = Centrale onderzoekslijn binnen K.U.Leuven 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Materialenbeheer 2.0: Slim sluiten + Enhanced Landfill Mining Primary Ores (mainly outside EU) Concentrates (Intermediate) Products Use phase End-of-life products/residues Landfills (MSW, MWS/IW, IW, mono) Metals, materials and alloys Prim Residues & Recyclates Urban Mining (incl. preprocessing) Direct Recycling (Enhanced) Landfill Mining Residues/Scrap Inevitable losses due to 2nd law of Thermodynamics Exploration Jones et al., JOM, December /12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

ELFM: Vlaanderen koploper… maar implementatie vereist outside the box denken 2009: –Oprichting ELFM Consortium K.U.Leuven, VITO, UH, OVAM, LRM, LNE, Group Machiels –EFRO Demonstratie CtC 2010: –1st Intern. ELFM Symposium –IWT O&O ELFM, 6 M€ budget : –ELFM Goes international: Europees Consortium EU FP7 ENV ELFM en Resource Efficiency Voordelen ELFM: –Lokale jobs, vermijden primaire energie en materialen, CO 2 -reductie, landrecuperatie 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Historic landfills Exploration Green Energy Waste-to-Material – New resources for technosphere replacing primary resources Separation 2.0 Directly recycable streams Streams requiring further processing Transformational technology Thermal conversion (gas plasma) WtE WtM Temporary storage Controlled storage for future recycling ELMIRE Project (EU FP7 ENV 6.1.3) (accepted for 2nd stage) 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Historic landfills Exploration Green Energy Waste-to-Material – New resources for technosphere replacing primary resources Separation 2.0 Directly recycable streams Streams requiring further processing Transformational technology Thermal conversion (gas plasma) WtE WtM Controlled storage for future recycling Reintegration into technosphere when technology is available – shortcut to WtM New streams from techno- sphere Closing the loop with a time delay ELFM  Concept “Tijdelijke opslag” i.p.v. verbranding met energierecuperatie Temporary storage 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Specifieke ELFM incentives nodig: land + materialen + energie M. Dubois, SMaRT-Pro², /12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Potentiële impact ELFM in EU tot stortplaatsen in Europa Vermijden excessieve saneringskosten: –OVAM: 80 M€ voor 5 problematische storten  60 M€ potentiële besparing indien sanering i.f.v. ELFM later –Extrapolatie naar EU: tot 1 TRILJOEN € ! Reductie CO 2 en CH 4 uitstoot: –Closing the Circle: 1 Mton CO 2 (eq) vs. Do-Nothing scenario Herwinning landoppervakte: –Vlaanderen: absolute minimum = 20 km 2 Recuperatie grondstoffen: –Minimale scenario EU-27 = 50 ton/persoon.jaar = 5 DMC/jaar voor “non-energy, non food materials and minerals” –Met nieuwe technologie + incentives  50 DMC/jaar 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Lansink 1.0 Revisie Ladder van Lansink Soms onnodig exergieverlies Onomkeerbaar verlies kritische metalen (dispersie  lage concentraties) BAT verbranding  30% bodem- en vliegassen Preventie & hergebruik Recuperatie Verbranding met E-recuperatie Storten (landfilling) Met E- recup./Zonder E-recup. 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Lansink 1.0 Preventie & hergebruik Recuperatie Verbranding met E-recuperatie Storten (landfilling) Met E- recup./Zonder E-recup Lansink 2.0 Revisie Ladder van Lansink Preventie & hergebruik Recuperatie Verbranding met E- recuperatie Tijdelijke opslag i.f.v. latere valorisatie (WtM/E) “Juiste keuze” = f(t, technologie, materiaalstroom…) 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Lineair systeem Grondstof-product-afval End-of-pipe oplossingen Klassiek “afvalbeheer” Milieuwetgeving i.f.v. vermijden milieu- en gezondheidschade Gebrek aan systeemdenken Circulair systeem Resource recovery & valorisatie residu’s = by default! Lansink 2.0 vereist: –Systeemdenken –Aangepaste milieuwetgeving: EU: LD & WFD (temporary storage) –Specifieke incentives  recycling –(Eco)Design for Recycling –R&D Behoefte aan een paradigma shift… 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)

Dank voor de aandacht! Dr. Ir. Peter Tom Jones IOF Research Manager Industrial Ecology and SMM Centre for high temperature processes, metallurgy and refractory materials Centre for Resource Recovery and Recycling (CR³) & SMaRT-Pro² IOF Knowledge Platform: Enhanced Landfill Mining Research Consortium: Dept. MTM, K.U.Leuven 16/12/ jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)