Asfaltproductie is niet bepaald de schoonste tak van sport en dat moet gaan veranderen. Een nieuwe recyclingmethode en lignine toevoegen kunnen asfalt groener maken.

Als er landen vol wegen liggen, dan zijn het de Lage Landen wel. Die honger naar asfalt is niet te stillen. Jaarlijks produceert en verwerkt Nederland alleen al naar schatting 8 tot 9 miljoen ton ervan. Asfalt­productie stoot echter koolstofdioxide en andere vervuilende gassen uit, slurpt energie en put vanwege de benodigde bitumen ’s werelds aardoliereserves uit.

Het is dus van belang om schonere manieren te zoeken om asfalt te produceren. Dat er aan het productieproces valt te sleutelen, is al bekend sinds de eeuwwisseling. Toen begon BAM, een Nederlands bouwconcern, met de ontwikkeling van zijn Lage Energie Asfalt Beton (LEAB). Die vorm van asfalt kun je produceren bij 100 °C, een stuk lager dan de gebruikelijke 165 °C. Dat levert een energiebesparing op van 30 % én eenzelfde reductie van de koolstofdioxide-uitstoot. Jaarlijks maakt BAM Infra Asfalt een half miljoen ton LEAB. Dat is niet genoeg om al het asfalt in Nederland te vervangen, maar het is een begin.

Steentjes en mastiek

Er komt nog meer uit de koker van de BAM. In 2013 startte het bedrijf het project LEA2AP (Low Emission2 Asphalt Pavement), om het recyclingproces van asfalt te verbeteren. Want recycling is belangrijk als je bitumen wilt sparen. Maar het gebeurt nog te weinig. ‘We willen naar een percentage gerecycled asfalt van boven de 80 % gaan’, zegt R&D-manager van BAM Infra Asfalt Rien Huurman. ‘Bovendien moeten we het asfalt produceren bij lagere temperatuur, zodat het energiegebruik en de koolstofdioxide-uitstoot dalen. En dat allemaal met behoud van levensduur en geluidreducerende eigenschappen.’

Bij een conventioneel recycleproces frees je oud asfalt van de weg, droog en verwarm je het tot 165 °C en meng je het simpelweg met nieuwe grondstoffen. Bij LEA2AP probeer je juist eerst de grondstoffen uit oud asfalt terug te winnen. ZOAB bestaat voor zeker 80 % uit steentjes. ‘Die zijn in essentie direct herbruikbaar’, vertelt Huurman. ‘De rest van ZOAB is mastiek, een soort lijm van zand, stof en bitumen. Bitumen veroudert door rijdend verkeer en weer en wind en gaat eroderen. Nadat je de mastiek hebt teruggewonnen, moet je het dus eerst opwaarderen en verrijken.’

‘Je doet er een verjongingsmiddel bij’

Dat werkt volgens Huurman als volgt. ‘Eerst ‘peuter’ je het asfalt uit elkaar, waarna je apart steentjes en mastiek hebt. In dat mastiek breng je het oorspronkelijke percentage bitumen weer op peil door vers bitumen toe te voegen. Bovendien doe je er een verjongingsmiddel bij.’ Door onderzoek aan de visco-elastische eigenschappen van behandelde teruggewonnen mastiek weet BAM precies wat je aan de teruggewonnen mastiek moet toevoegen om die weer op specificatie te brengen.

Het tweede onderdeel van de recycling vormt het productieproces. In tegenstelling tot bij het traditionele proces verhit je de steentjes hierbij tot 105 °C. Dat scheelt niet alleen maar liefst 72 % aan CO₂-uitstoot en 51 % aan energie, maar beschadigt het asfalt ook minder. ‘Als je asfalt, zonder het eerst te scheiden, tot hoge temperatuur verhit, dan vervliegen veel lichtere componenten uit de mastiek, terwijl die juist zo belangrijk zijn voor de visco-elasticiteit ervan’, zegt Huurman. ‘Bovendien belast de uitstoot van de lichte componenten het milieu.’ De mastiek zelf verhit je in het LEA2AP-proces wel tot 165 °C, maar dit gebeurt veel gecontroleerder; je beperkt het contact met de lucht tot een minimum.

De laatste stap is de teruggewonnen mastiek en de teruggewonnen steentjes mengen. Om dit bij een temperatuur van 100 à 110 °C te kunnen doen, hebben ze bij BAM een truc bedacht. Huurman: ‘Door eerst een heel klein beetje water toe te voegen aan de mastiek, krijg je schuim. Dat mastiekschuim heeft een veel groter volume en mengt daardoor makkelijker met de steentjes. Zoals haarschuim beter te verdelen is in je haar dan gel.’ Ook bij LEAB verschuim je, maar dan met nieuw gemaakte bitumen en niet met mastiek.

Het eindresultaat van het project LEA2AP was de aanleg van twee proefvlakken van 1 km medio 2016, een in Noord-Brabant en een in Gelderland. Het is volgens Huurman nu een kwestie van monitoren hoe het wegdek zich gaat houden. BAM maakt alweer volop plannen om deze manier van hergebruik toe te passen in andere types deklaagasfalt, waaronder steen-mastiekasfalt (SMA), waar tot nu toe nog geen sprake is van recycling.

Natuurlijke grondstof

Recycling klinkt mooi, maar je gebruikt nog altijd bitumen. Wat als je dit geheel of gedeeltelijk zou kunnen vervangen door een natuurlijke grondstof? Bij Wageningen Food & Biobased Research loopt sinds enkele jaren een project waarbij onderzoekers lignine als lijmstof in asfalt inzetten. ‘Lignine is de bindende houtstof in bomen, stro en gras’, vertelt projectleider Richard Gosselink. ‘De stof heeft eigenschappen vergelijkbaar met die van bitumen, waaronder plakkracht. Het is een reststroom uit de papierindustrie en van de productie van bio-ethanol uit cellulose, dus is in potentie in grote hoeveelheden voorradig.’

‘Lignine heeft net als bitumen plakkracht’

Met lignine kun je dus fossiele grondstoffen gaan vervangen. Op dit moment is de verhouding lignine/bitumen nog 50/50, maar uiteindelijk hoopt Gosselink naar 100 % lignine te kunnen. Bitumen is heel lang dé lijmstof in asfalt geweest, dus die vervang je niet zomaar. Maar er is meer. Want door een natuurlijke olie toe te voegen aan het lignine kan ook de temperatuur van het productieproces een tandje lager, naar zo’n 130 °C. Zowel CO₂-reductie als energiebesparing bedraagt 20 % ten opzichte van conventionele asfaltproductie. Niet zo laag als bij LEA2AP dus, maar in combinatie met het feit dat je minder bitumen gebruikt, heel aantrekkelijk.

Ook zou lignine als plakmiddel in mastiek er mogelijk toe leiden dat het asfalt in kwestie langer mee gaat. ‘We weten dat lignine in de natuur een uv-stabiliserende werking heeft’, stelt Gosselink. ‘In asfalt zou het kunnen dat er daardoor op termijn minder scheurtjes ontstaan. Dat is iets wat we op langere termijn hopen te gaan zien.’ Er liggen op dit moment vijf bio-asfaltproefvlakken in Nederland, drie in Zee­land, een in Noord-Brabant en een in Wageningen.

Naast de BAM en de WUR, werkt de Technische Universiteit Delft aan asfalt dat zichzelf repareert en dat je dus minder snel hoeft te vervangen. En ligt er in Fries­land een stuk fietspad, mede mogelijk gemaakt door onder meer Wetterskip Fryslân, waarin cellulose gewonnen uit wc-papier is verwerkt.

Voet aan de grond?

Volgens Huurman zijn het allemaal heel mooie initiatieven, maar zullen ze het allemaal lastig krijgen om serieus voet aan de grond te krijgen in de asfaltwereld. ‘Er zijn investeringen nodig om dit op industrieel niveau te krijgen en dat drijft de prijs op. Dit terwijl het in de asfaltwereld al enorm om de prijs draait. Toch juich ik innovaties op dit gebied zeker toe. Het zou mooi zijn als we straks op circulaire, energie- en klimaatneutrale wijze asfalt kunnen produceren waarin we teruggewonnen bitumen met bio-producten op specificatie kunnen brengen.’