Transitie naar duurzame wegverharding
Rijkswaterstaat heeft de ambitie om in 2030 volledig klimaatneutraal en circulair te werken. Om de transitie naar duurzame wegverharding te versnellen, zijn er twee voorstellen uitgewerkt: een emissieloze, circulaire asfaltcentrale en biobased bitumen. Dit bleek tijdens het Asfaltwebinar 2021 dat op 14 december de fysieke Asfaltdag 2021 verving. Daar presenteerde Boskalis en ARP ook de eerste elektrische asfaltcentrale.
Tekst: Frank de Groot, Rijkswaterstaat en ARP Equipment
Foto: Rijkswaterstaat.
Rijkswaterstaat beheert 90 km2 asfalt en is daarmee de grootste opdrachtgever voor de wegenbouw. De gehele asfaltketen is verantwoordelijk voor ongeveer 30% van de CO2-footprint van Rijkswaterstaat. Daarvan wordt de meeste uitstoot veroorzaakt bij de productie van het materiaal voor wegverharding. Eenmaal in gebruik stoot asfalt geen CO2 uit, pas bij sloop en vervangen van asfaltlagen komen opnieuw broeikasgassen vrij. Ook het verhogen van de levensduur van asfalt helpt daarmee om de uitstoot te beperken.
Om de uitstoot terug te dringen, wil Rijkswaterstaat dat nieuwe asfaltcentrales emissieloos en circulair worden. Asfaltcentrales worden vooralsnog aangedreven door elektriciteit. Nieuwe energiebronnen, zoals waterstof, zijn een mogelijke oplossing. Daarnaast wil Rijkswaterstaat de grondstof bitumen in asfalt, vervangen door lignine. Hierdoor ontstaat biobased bitumen. Dit draagt bij aan het terugdringen van de CO2-uitstoot en het gebruik van fossiele grondstoffen.
Tempo omhoog
“Willen we onze ambities halen, dan moet het tempo van de verandering omhoog”, zei Benny Nieswaag, project- en programmamanager bij Rijkswaterstaat, tijdens het Asfaltwebinar. Rijkswaterstaat heeft daartoe, in samenwerking met eigenaren van asfaltcentrales, Vakgroep Bitumineuze Werken (VBW), aannemers en ingenieurs, gemeenten en provincies, de twee voorstellen ingediend bij het Nationaal Groeifonds. “Dat fonds is bedoeld om ontwikkelingen in gang te zetten, die niet vanzelf ontstaan.” Momenteel beoordeelt een onafhankelijke commissie de ingediende projecten. Daarna wordt het kabinet geadviseerd in welke projecten zij de komende vijf jaar het beste kunnen investeren. Wanneer de keuze op de twee initiatieven voor duurzame wegverharding valt, betekent dat extra budget. Nieswaag vertelt: “Het zou een kers op de taart zijn, maar we moeten en willen ons daar ook niet afhankelijk van maken. We moeten hoe dan ook stappen nemen.”
Denken buiten comfortzone
Een emissieloze, circulaire asfaltcentrale en biobased bitumen zijn volgens Nieswaag disruptieve (bestaande markten ‘ontwrichtende’) voorstellen: “Je bent ideeën aan het bedenken, die nog niet eerder zijn bedacht. Daarvoor moet je uit je comfortzone stappen en lef tonen.”
Bij het opstellen en uitwerken van de voorstellen is Rijkswaterstaat een zogenoemde ‘launching customer’. Nieswaag legt uit waarom de overheid deze voorlopersrol op zich neemt: “Als je nieuwe dingen bedenkt en uitprobeert, is dat niet gegarandeerd een succes. Daar zit een risico in en dat kun je niet zomaar bij de markt leggen. Wij willen ons kwetsbaar opstellen door initiatief te nemen.” Met deze proactieve houding wil Rijkswaterstaat de transitie naar duurzame wegverharding versnellen.
Samen de uitdaging aan
Het realiseren van een emissieloze, circulaire asfaltcentrale en biobased bitumen noemt Nieswaag een uitdagende opgave. “Daarom werken we samen met medeoverheden, marktpartijen en kennisinstellingen. Gezamenlijk kunnen we onderzoeken wat de uitdagingen zijn en welke oplossingen we daarvoor zien.” Volgens Nieswaag zit er duidelijk veel energie in de sector om de doelen te bereiken: “We gaan de uitdaging met opgeheven hoofd en veel interesse aan.” Verwacht wordt dat de asfaltcentrale binnen twee jaar gereed kan zijn en 100.000 ton asfalt per jaar kan produceren, met een opschaling naar 200.000 tot 400.000 ton per jaar. “Rijkswaterstaat zal voldoende afnemen om de centrale rendabel te kunnen gebruiken gedurende haar levensduur”, aldus Nieswaag. De centrale wordt tevens gebruikt voor het testen van biobased grondstoffen en nieuwe productieprocessen. Rijkswaterstaat wil allereerst aan de slag met biobased bitumen voor de deklaagmengsels ZOAB en tweelaags ZOAB.
Uitfaseren hoge temperatuur asfalt
Tijdens het Asfaltwebinar kwam de Vakgroep Bitumineuze Werken van Bouwend Nederland (VBW) met een opvallende stellingname ten aanzien van het produceren van hoge temperatuur asfalt: “Deze asfaltmengsels moeten uitgefaseerd worden. Het uitfaseren van deze zogenaamde hot mix asfaltmengsels zal een forse bijdrage leveren aan de verlaging van de CO2-emissie bij de productie van asfalt.”
Elektrische asfaltcentrale
Minstens zo opvallend was de presentatie over een elektrische asfaltcentrale voor werk aan de A348 tussen Doesburg en Verkeersknooppunt Velperbroek (Arnhem). In nauwe samenwerking met de opdrachtgever provincie Gelderland hebben Boskalis en ARP Equipment in 2021 een pilot uitgevoerd waarin een elektrische asfaltcentrale is ontwikkeld en waarmee het asfalt voor dit werk is geproduceerd. Uiteindelijk is 8 km vluchtstrook tussen Doesburg en Velp geasfalteerd.
In de asfaltcentrale ‘Helice’ wordt thermische olie elektrisch verwarmd in een gesloten systeem. Deze olie wordt door schroefvijzels gepompt die met de hete olie de asfaltgrondstof verwarmen naar de gewenste temperatuur (zie afbeelding). In combinatie met diverse toeslagstoffen en schuimbitumentechniek is het mogelijk om innovatief laagtemperatuur asfalt te maken voor toplagen, zonder compromissen te sluiten in de kwaliteit en levensduur.
Het prototype is ontwikkeld en gebouwd door ARP met de onmisbare asfaltmengsel kennis van Boskalis. Met goede samenwerking is deze installatie opgezet in De Steeg met het doel om testen uit te voeren. De pilotinstallatie heeft een productiecapaciteit van 20 ton asfalt per uur, genoeg om de vluchtstrook van de A348 te realiseren. Daarvoor gebruikte Boskalis in dit werk bovendien hoofdzakelijk gerecycled asfalt.
Elektrische asfaltcentrale Helice. Foto: ARP Engineering.
Elektrische asfaltcentrale Helice. Foto: ARP Engineering.
Energieneutraal en emissieloos
Aanleg vluchtstrook A348 met CO2-neutraal laagtemperatuur asfalt. Foto: ARP Engineering.
“We hebben echt in een jaar tijd dit proces vanaf een laboratoriumproef opgeschaald”, zei Willem van Biljouw, bedrijfsleider Boskalis Nederland, tijdens het Asfaltwebinar. “Omdat de centrale de thermische olie steeds opnieuw bijverwarmt en rondpompt, gaat geen energie verloren via een schoorsteen.” Ten opzichte van conventionele gasgestookte asfaltproductie lag het energieverbruik tussen de 50-70% lager, afhankelijk van de hoeveelheid vocht in het herbruikbare materiaal. “Afgezien van waterdamp afkomstig van het niet volledig droge recyclemateriaal, kwamen überhaupt geen emissies vrij. Dat bleek uit metingen door de omgevingsdienst. We hebben dus niet alleen een energieneutrale maar ook een emissieloze centrale.” Dit laat duidelijk zien dat het een geslaagde proef is waarbij de doelen die gesteld werden voor deze pilot zeker gehaald zijn.
Met de productiecapaciteit van 20 ton per uur zou de elektrische asfaltcentrale van Boskalis en ARP bij 24/7 productie al 175.000 ton per jaar produceren. Meer dan de door Rijkswaterstaat beoogde 100.000 ton in het eerste jaar. Om het asfalt op snelwegen zonder al te lange afsluitingen over de volle breedte te vervangen, moet de productiecapaciteit echter nog flink omhoog. ARP Equipment is druk bezig dit op grote schaal te realiseren met een duidelijk doel in zicht. Voor nu laten de ervaringen met de Helice op de A348 zien dat de uitgangspunten juist waren en geeft dit goede hoop dat hetzelfde concept ook op grotere schaal succesvol kan zijn.
