Jones mina 2011
-
Upload
peter-tom-jones -
Category
Technology
-
view
670 -
download
0
description
Transcript of Jones mina 2011
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).
16/12/2011 2 20 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)
16/12/2011 3 20 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)
16/12/2011 4 20 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
16/12/2011 5 20 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
16/12/2011 6 20 jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)
Lineaire economie: “Materialenbeheer 1.0”
Primary Ores
(mainly
outside EU)
Concentrates (Intermediate)
Products
Use p
ha
se
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 2011
16/12/2011 7 20 jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)
Materialenbeheer 2.0: Slim sluiten
Primary Ores
(mainly
outside EU)
Concentrates (Intermediate)
Products
Use p
ha
se
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
Exploration
Jones et al., JOM, December 2011
16/12/2011 8 20 jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)
Waarom metalen recycleren?
16/12/2011 9 20 jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)
EoL recycling rates, UNEP 2011
16/12/2011 10 20 jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)
EoL recycling rates Rare Earths < 1%
16/12/2011 11 20 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
16/12/2011 12 20 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 p
ha
se
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
Exploration
Jones et al., JOM, December 2012
16/12/2011 13 20 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
• 2011-2013:
– ELFM Goes international: Europees Consortium EU
FP7 ENV 6.1.3 ELFM en Resource Efficiency
• Voordelen ELFM:
– Lokale jobs, vermijden primaire energie en materialen,
CO2-reductie, landrecuperatie
16/12/2011 14 20 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)
16/12/2011 15 20 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
16/12/2011 16 20 jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)
Specifieke ELFM incentives nodig:
land + materialen + energie M. Dubois, SMaRT-Pro², 2011
16/12/2011 17 20 jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)
Potentiële impact ELFM in EU-27
• 150.000 tot 500.000 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 CO2 en CH4 uitstoot:
– Closing the Circle: 1 Mton CO2(eq) vs. Do-Nothing scenario
• Herwinning landoppervakte:
– Vlaanderen: absolute minimum = 20 km2
• 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 16/12/2011 18 20 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.
16/12/2011 19 20 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…)
16/12/2011 20 20 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…
16/12/2011 21 20 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 i.f.v.:
• Vermijden van dispersie van
polluenten
• Verlies kritische grondstoffen (cf.
REE’s)
Behoefte aan een paradigma shift…
16/12/2011 22 20 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: http://smart-pro2.eu
Enhanced Landfill Mining Research Consortium: http://www.elfm-symposium.eu
Dept. MTM, K.U.Leuven
16/12/2011 23 20 jaar MINA (Jones, K.U.Leuven/ELFM C)