VAN GREEN DEAL BETON TOT BETON REINVENTED: EEN OVERZICHT Volgend jaar (2024) is het 200 jaar geleden dat de Britse metselaar Joseph Aspdin een patent verkreeg op het door hem ont- wikkelde portlandcement. Deze uitvinding betekende de doorbraak van de toepassing van beton, dat tot op de dag van van- daag veruit het meest toegepaste bouwmateriaal ter wereld is. Tijd voor de erfgenamen om alvast de voorbereidingen te starten voor een groots feest, zou je zeggen. BETON OVERNIEUW I n het huidige klimaat van het streven naar 100% circulariteit en CO 2-reductie, is daar echter weinig aanleiding voor. Ook al heeft beton per m een lage CO 2-uitstoot, er wordt heel veel van gebruikt, waardoor de totale hoeveelheid CO 2-uitstoot ook aanzienlijk is. Een groot deel van die CO 2-uitstoot komt tot stand tijdens de productie van het halabricaat portlandcementklinker, door zowel het calci- natieproces als de daarbij gebruikte fossiele brandstoen. De zoektocht naar alternatieve, CO 2-arme bindmiddelen die niet op portland- cementklinker zijn gebaseerd, is in volle gang en soms zelfs succesvol. Maar ook de produ- centen van portlandcementklinker zitten niet stil en beloven binnen afzienbare termijn forse uitstootreducties. Eén gegeven staat daarbij vast: het nieuwe beton van morgen is anders dan het oude beton van vandaag en gisteren. We doen het hele proces over. Portlandcement bleek tijdens de industriële revolutie in de 19e eeuw hét ideale bindmiddel om lokaal gewonnen, steenachtige materialen aan elkaar te lijmen. Met het aldus verkregen beton konden bouwwerken van uiteenlopende sterkte en vormen en met een lange levensduur worden gemaakt. De uitvinding enkele decen- nia later van het gewapend beton, door de Franse tuinman Joseph Monier, betekende de denitieve doorbraak. Vanaf nu werden con- structies met steeds grotere overspanningen mogelijk. In de 20ste eeuw werd beton zelfs wereldwijd het meest toegepaste bouw - materiaal, waarmee mede de stijgende welvaart na de Tweede Wereldoorlog mogelijk werd. 1 Betonmortel gewapend met r vs-vezels. Foto Remco Kerkhoven 2 Cementfabriek IJmuiden. Bron ENCI IJmuiden Heidelberg Cement Group 12 VAKBL AD 2 2023 Auteur Henk Wapperom, Betonvereniging Beton OverNieuw.indd 12 05-06-23 16:54 Aan het eind van het vorige millennium tekende zich echter een omslag in populariteit af. De gevolgen van klimaatverandering werden zichtbaarder en voelbaarder en broeikasgassen zoals CO 2 werden aangemerkt als hoofdoor- zaak. In de zoektocht naar de grote veroorza- kers van die CO 2-uitstoot kwam ook de beton- bouw in beeld. Wereldwijd werd het aandeel van beton in de CO 2-uitstoot op 8% geschat en portlandcement nam hier van ongeveer 80% voor zijn rekening. Moesten we beton voortaan maar boycotten of waren er nog klimaatvrien- delijker oplossingen met beton mogelijk? MVO EN GREEN DEAL BETON (2011-2014) Nu hadden de uitstootpercentages van CO 2 voor beton in Nederland vergeleken met de rest van de wereld altijd aanzienlijk lager gelegen. Hoofdzakelijk kwam dit doordat hier al sinds het begin van de staalproductie in IJmuiden in 1930 het afvalproduct hoogovenslak op waarde werd geschat. Ook kwam naderhand de poederkoolvliegas die overbleef bij kolen- gestookte energiecentrales in beeld. Beide restproducten hadden bindmiddeleigenschap - pen en konden voor een ink deel de klinker in het cement ver vangen. Daardoor hadden de cementen die hiermee waren ver vaardigd nog slechts een aandeel in de CO 2-uitstoot van iets meer dan 1%. De waarden voor Nederlands cement waren daarmee de laagste ter wereld. Desalniettemin nam ook de betonketen in Nederland de omslag naar duurzaam denken serieus. Na een korte aanloop werd in septem- ber 2011 door een aantal hoofdrolspelers de Green Deal ' Verduurzaming betonketen' afgesloten. Dit betrof een serie afspraken die onder de vleugels van MVO Nederland met de rijksoverheid waren gemaakt. Het toenmalige kabinet wilde met de Green Deal duurzame economische groei bevorderen en laten zien dat 'groen' en 'groei' hand in hand kunnen gaan. Het programma van de Green Deal omvatte vier thema's: energie-eciëntie, grondstoene- ciëntie, vermindering van schadelijke emissies en impact op de biodiversiteit. Voor de uitvoe - ring werd een periode van twee jaar uitgetrok - ken. Uiterlijk eind 2014 was een aantal eindpro- ducten voorzien, zoals een MVO-strategie waarin de ambities voor de toekomst zouden worden vastgelegd, een MVO-platform dat deze strategie zou implementeren, een interactief webdossier en diverse communicatie-uitingen. Als tastbaar feit werd het rapport van CE-Delft 'Kansrijke handelingsperspectieven beton- sector ' opgeleverd. Met zeven handelings - perspectieven werd de milieu-impact op middellange termijn al behoorlijk verminderd. Deze zeven waren: innovatief geopolymeer, CSA-beliet-cement, korrelpakkingoptimali- satie, smart concrete, betonkernactivering nieuwe stijl, innovatieve betonrecycling- technologie en circulaire economie. Genoeg instrumenten, waarmee de cement- en betonindustrie direct aan de slag ging. BETONAKKOORD (2015-2018) Om stevige ambities met nationale impact in een breed maatschappelijk draagvlak te kunnen realiseren, ontstond in de loop van 2015 het idee van een Betonakkoord, analoog aan het nationale Energie-akkoord uit 2013. Een Beton- akkoord kon nieuwe samenwerkingsverbanden smeden, kennis en krachten bundelen en drempels wegnemen. Het was een natuurlijke opvolger van de Green Deal Verduurzaming Beton, die in oktober 2015 aiep. De resultaten uit de Green Deal vormden een goede aanzet om de volgende grote stap te zetten. Het stre - ven was om medio 2016 een Betonakkoord te tekenen met een looptijd van meerdere jaren. Een Betonakkoord waarmee de gehele beton- keten ? zowel opdrachtgevers als opdracht - nemers ? gericht aan de slag zou kunnen. Tijdens een ontbijtsessie in februari 2016 met CEO's van zo'n 50 bedrijven in de sector, werd voluit ingestemd met de ingeslagen weg. Ver volgens werden startnotities geschreven op vier thema's: circulariteit, CO 2-reductie, natuurlijk kapitaal en sociaal kapitaal. Een eer - ste blauwdruk van het Betonakkoord verscheen in mei 2017. Toen korte tijd later het Klimaat - akkoord zich aandiende, liftte de betonsector mee op het momentum: op 10 juli 2018 zetten 42 bedrijven en instellingen daadwerkelijk hun handtekening onder het Betonakkoord voor Duurzame groei. Het tijdperk van overleg was voorbij. Nu kwam het Betonakkoord in de 'uitvoeringsfase', waarin de voorstellen ter verandering werden geconcretiseerd. Cementproducenten zijn druk bezig met ontwikkelen van cementsoorten met een veel lager klinkergehalte UIT VOERINGSTEAMS (2018-2021) De vier thema's waarover in de aanloop naar het opstellen van het Betonakkoord werd onderhandeld, leverden uiteindelijk zeven onderzoeksthema's op. Het thema circulariteit werd verdeeld over de ontwerplosoe (Bouwwaardemodel) en het hergebruik van betonreststoen (einde levensduur van constructies). Binnen het thema CO 2-reductie werd een inhoudelijk deel (Handelingsper - spectieven CO 2-reductie) en een kwantitatief deel (Dalende MKI (= milieukostenindicator)) uitgewerkt. Het thema Natuurlijk kapitaal bleef in tact. Het thema Sociaal kapitaal ten slotte werd opgesplitst in het delen van bestaande kennis (Onderwijs&Kennisdeling) alsmede het op eenvoudige en transparante wijze ont - sluiten van nieuwe kennis (Kennis&Innovatie). Zeven uitvoeringsteams, bestaande uit specia- listen op de specieke onderwerpen, gingen met deze zeven onderzoekthema's aan de slag. Allereerst was een gezamenlijke routekaart nodig, met daarin een beschrijving van instru- menten en acties om de einddoelen te kunnen behalen. Het team CO 2-reductie kwam na doorrekening al snel tot de conclusie dat de ambities mogelijk te hoog gegrepen zouden zijn. Op eigen kracht zouden de producenten van cement en beton namelijk niet verder komen dan een reductiepotentieel van maxi- maal 50% in 2050. Een patstelling dreigde. 3 Schematische voorstelling van een kalkoven bij de ver vaardiging van cement 13 VAKBL AD 2 2023 Beton OverNieuw.indd 13 06-06-23 09:09 KETENA ANSPR AKELIJKHEID Een doorbraak kwam na het bestuderen van het in 2018 verschenen rapport van Karen Scrivener et al (ETH, Zürich): A Sustainable future for the European Cement and Concrete Industr y. Ook de andere partners in de betonke- ten ? opdrachtgevers, constructeurs en bouw - bedrijven ? werden nu namelijk aangesproken op hun verantwoordelijkheid. De opties voor CO 2-reductie waren ordentelijk verdeeld over de vijf relevante fasen in het betonbouwproces, in het Engels mooi verwoord in 5 C's: ? Clinker: ontwikkelen van klinkers met minder CO 2-uitstoot (cementindustrie); ? Cement: ver vanging van portlandcement - klinker door andere grondstoen met bindmiddelfunctie (cementindustrie, betonproducenten); ? Concrete: vermindering van toepassing van nieuw beton door slimmer ontwerpen (constructeurs); ? Construction: vermindering van toepassing van beton door andere uitvoeringsmethoden (bouwbedrijf); ? Carbonation: het binden van CO 2 uit de lucht aan vrije en gebonden kalk in beton (NL: carbonatatie, gebruiksfase). Deze principes werden door Cembureau (Europese branchevereniging van cement - industrieën) overgenomen in de in 2020 verschenen roadmap 'Cementing the European Green Deal'. Niet lang daarna zag ook binnen het Betonakkoord de Nederlandse 'Roadmap CO 2-reductie' het levenslicht, met daarin maar liefst 28 handelingsperspectieven. VAN BETONAKKOORD NA AR BETON REINVENTED (2021-2023) De werkdocumenten van de verschillende uitvoeringsteams hadden de ogen van de bouwsector geopend; een verandering werd langzaamaan zichtbaar. Onder meer het Betonhuis en de Betonvereniging zorgden voor kennisdeling via respectievelijk webinars en cursussen. De alarmerende en ogenschijnlijk over elkaar heen buitelende rapporten van het IPCC over een versnelde achteruitgang van het klimaat, maakten echter dat de mensen in de stuurgroep van het Betonakkoord zich onge - ruster begonnen te voelen. Om bepaalde ont - wikkelingen te stimuleren en grootschaliger onderzoek mogelijk te maken, was veel geld nodig. Het door het kabinet ingestelde Natio- naal Groeifonds, waaruit tussen 2021 en 2025 in totaal ? 20 miljard kan worden uitgegeven aan initiatieven die structurele en duurzame economische groei stimuleren, bood een uit - gelezen kans alle krachten in het betonveld nog eens te bundelen (zie kader 'Aanvraag Nationaal Groeifonds (NGF)'). Onder de werktitel 'Beton Reinvented' gingen schrijfteams aan de slag om voor vier program- malijnen teksten te produceren, waarmee een succesvolle subsidieaanvraag mogelijk zou worden. Die programmalijnen vormden een samenvatting van alles wat in de voorgaande jaren in gang was gezet: ? ontwikkeling van nieuwe materialen; ? modulair, adaptief en circulair ontwerpen, uitvragen en leveren; ? levensduur verlenging en hergebruik van beton; ? sociaal kapitaal. De aanvraag is ingediend op 3 februari 2023. Verwacht wordt dat het kabinet nog deze zomer (2023) hierover een beslissing zal nemen. BETON OVERNIEUW (2030 E.V.) Wat schoor voetend op gang kwam, lijkt zich inmiddels in een stroomversnelling over de markt uit te storten. De doelstellingen voor 2050 luiden onverminderd 100% circulair en CO 2-neutraal. Op alle fronten en in elke fase van het betonbouwproces wordt nagedacht en geëxperimenteerd. Met het lijstje van de 28 handelingsperspectieven in de hand kunnen opdrachtgevers tot 2050 voor 8% bijdragen aan CO 2-reductie als zij vaker inzetten op herbe - stemming van constructies, hergebruik van elementen en levensduur verlenging van bestaande infrastructuur. Constructeurs (9,5% invloed) kunnen direct (bijv. ontwerpoptimali- A ANVR A AG NATIONA AL GROEIFONDS (NGF) Het consortium achter de NGF-aanvraag Beton Reinvented heeft de ambitie dat binnen tien jaar, en liefst in 2030 de bouw alleen nog volledig circulair en klimaatneutraal beton gebruikt in plaats van het huidige beton. Over die periode is hiervoor in totaal ? 642,6 miljoen nodig, waarbij van het Nationaal Groeifonds een bijdrage van ? 275,7 miljoen wordt gevraagd. Op alle fronten en in elke fase van het betonbouwproces wordt nagedacht en geëxperimenteerd 4 Hybride Mixer Beton Mortel Nederland. Foto Remco Kerkhoven 5 Van links naar rechts cement, gemalen gegranuleerde hoogovenslak, kalksteenmeel, poederkoolvliegas (op de achtergrond een betonprisma) 14 VAKBL AD 2 2023 Beton OverNieuw.indd 14 05-06-23 16:54 ECSN WEBINAR: BINDERS AND CONCRETE FOR THE NEXT DECADE ECSN is het uit 13 leden bestaande netwerk van Europese betonverenigingen. Op 29 maart 2023 hield ECSN een 3 uur durend webinar met experts uit ECSN-kringen. Daarin werden voorbeelden uit verschillende Europese lan- den gepresenteerd over hoe de betonbouw- sector zijn impact op het klimaat kan vermin- deren. De cement- en betonindustrie is zich er terdege van bewust dat zij een belangrijke bij- drage levert aan de wereldwijde CO 2-uitstoot. Maar tegelijkertijd levert deze industrie nu enorme inspanningen om oplossingen te zoe - ken die deze uitstoot aanzienlijk zullen verminderen. Bekijk hier het webinar satie, zelfhelend beton) en indirect (constru- eren met alternatieve bindmiddelen) de CO 2- uitstoot reduceren. Aannemers dragen voor 2% bij als zij beter gebruikmaken van de werkelijke eindsterkte van beton of gewoon slimmer plannen. Betonproducenten (25%) hebben een ruime keuze aan CO 2-reducerende alternatieven. De grootste stappen zetten zij met het elektri- ceren en beter inregelen van het transport van de leverketen (10%) en het toepassen van geopolymeren als bindmiddel (8%). Cement - producenten zijn druk bezig met het ontwikke - len en leveren van cementsoorten met een veel lager klinkergehalte (ca. 10%). Genoemde besparingen zijn gebaseerd op huidige inzichten. Komende veranderingen op de wereldmarkt voor hoogovenslak en poederkoolvliegas, alsmede vaak beperkte beschikbaarheid van alternatieve materialen, maken dat er een maximum zit aan de ver - vanging van cement en beton. Carbon Capture, Utilize and Storage (CCUS) Het afvangen van CO 2 bij de productie van portlandcementklinker (carbon capture) moet voor de resterende 45% van de reductie zorgen. Met het perspectief op 2050 lijkt dat haalbaar en realistisch. Door de urgentie van vandaag staat deze optie bij de cementindus - trie inmiddels bovenaan. Na een eerste klein- schalige en geslaagde proef in het Belgische Lixhe wordt in het Noorse Brevik momenteel fors ingezet op CO 2-afvang op fabrieksschaal. Eind 2024 wordt hier de ingebruikname verwacht. Bij deze fabriek zal 50% van de vrijkomende CO 2 (400.000 ton op jaarbasis) worden afgevangen. Een volgende stap wordt in 2026 bereikt, wanneer in het Canadese Edmonton een fabriek gereedkomt waar 100% van de CO 2 wordt afgevangen. Meer fabrieken volgen in 2028 (België, Bulgarije) en 2030. Niet alleen is het grootschalig afvangen van CO 2 dus binnenkort een feit; ook het opslaan in voormalige ondergrondse gas- en olievelden en het nuttig gebruiken er van zijn mogelijk. Daarmee lijken overigens meer industrieën hun bestaansrecht te consolideren (zie kader 'ECSN Webinar '). VERJA ARDAGSFEEST GERED? Lange tijd was beton een groeibriljant, vandaag de dag wordt het bouwmateriaal door menigeen kritischer bekeken. In tijden van klimaatschaamte met bijvoorbeeld 'vlieg- schaamte' kwam ook de term 'betonschaamte' opzetten. Maar met de vele inspanningen die nu geleverd worden, zal die term hopelijk gauw weer verdwijnen. De gezamenlijke beton- bouwsector is namelijk druk bezig de doelstel- lingen voor 2030 en 2050 te gaan halen. Gezien de enorme vraag wereldwijd naar cement en beton is het goed dat alle partijen nadenken en handelen in de geest van het Betonakkoord. De ingebruikname van de CO 2-afvanginstallatie in Brevik in 2024 lijkt alvast een goed moment om tevens stil te staan bij het 200e verjaardags - feest van portlandcement. 6 CO 2-afvanginstallatie in Brevik. Foto Heideberg Materials Scan mij 15 VAKBL AD 2 2023 Beton OverNieuw.indd 15 05-06-23 16:54