De onvermijdelijke rol van een circulaire economie in de reductie van broeikasgassen

De beperking van de klimaatverandering is een van de overkoepelende uitdagingen van onze tijd. De meeste maatregelen die momenteel worden genomen om de klimaatverandering aan te pakken, hebben betrekking op het energieverbruik. Dit is belangrijk, maar pakt niet meteen de broeikasgasemissies aan die verband houden met materiaalgebruik, die voor 45% bijdragen aan de totale mondiale emissies (Ellen McArthur Foundation, 2019).

Wanneer alleen de directe emissies van materiaalproductie in aanmerking worden genomen, zijn deze goed voor 23% van de wereldwijde broeikasgasemissies (Hertwich, 2019). Het resterende aandeel zijn indirecte emissies, afkomstig van de energie die nodig is voor de productie en verwerking van materialen, die ook zullen afnemen bij een lager materiaalverbruik. De kans om bijna de helft van de mondiale emissies aan te pakken moet worden gegrepen, gezien de enorme uitdaging om de 1,5°C-doelstelling te halen. Het aanpakken deze emissies is dus geen marginale kwestie, maar een belangrijke stap naar het koolstofvrij maken van de wereldeconomie.

De meeste maatregelen die momenteel worden genomen om de klimaatverandering aan te pakken, hebben betrekking op het energieverbruik. Dit is belangrijk, maar pakt niet meteen de broeikasgasemissies aan die verband houden met materiaalgebruik, die voor 45% bijdragen aan de totale mondiale emissies.

Vermindering van het materiaalgebruik stond tot dusver niet centraal in de duurzaamheidsmaatregelen. Dat is te wijten aan de onderschatting van de gevolgen van materiaalgebruik voor het milieu, inclusief de bijbehorende emissies. Er is aangetoond dat maatregelen voor een efficiënt gebruik van hulpbronnen in combinatie met een ambitieus beleid om de emissies in verband met energiegebruik en landbouw terug te dringen, aanzienlijke extra voordelen kunnen opleveren voor de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen, terwijl er tegelijkertijd een groter potentieel voor economische groei wordt gecreëerd (Hatfield-Dodds et al. 2017).

Tegen die achtergrond wordt het realiseren van een Circulaire Economie (CE) nog belangrijker, aangezien dit concept gericht is op het verhogen van de materiaalefficiëntie en het verminderen van de vraag naar primaire materialen. Dit is relevant gezien het huidige wereldwijde materiaalgebruik van ongeveer 95 miljard ton (Bt) naar verwachting zal stijgen tot maximaal 180 Bt in 2050 (UNEP, 2016), met een overeenkomstige toename van de uitstoot van broeikasgassen.

Emissies die direct of indirect verband houden met materiaalgebruik kunnen effectief worden aangepakt door twee overkoepelende strategieën. De eerste is gericht op technologische innovaties, zoals efficiëntere en minder verspillende processen, bijvoorbeeld in de bouw- en transportsector. De tweede is de overgang naar een meer circulaire economie. Dit verhaal richt zich op dat laatste, en vooral op die domeinen die worden gekenmerkt door hoge emissie-intensiteiten en tegelijkertijd grote mogelijkheden voor reductie door CE-maatregelen.

Hot-spot materialen, sectoren en industrieën met de hoogste broeikasgasemissies

Slechts vier specifieke materialen en gerelateerde verwerkingsactiviteiten zijn verantwoordelijk voor ongeveer 70% van de emissies van de materiaalproductie. Dit zijn ijzer en staal, aluminium, cement en kunststoffen (IRP, 2020). Een groot deel van de emissies in verband met deze materialen wordt veroorzaakt door slechts twee belangrijke segmenten van de bouw- en automobielindustrie, namelijk gebouwen en personenwagens. In de EU zijn deze twee segmenten bijvoorbeeld verantwoordelijk voor 50% van de emissies die verband houden met het gebruik en de verwerking van bovengenoemde materialen (Material Economics, 2018). Het aanpakken van het materiaalgebruik in deze twee sectoren kan dus leiden tot hoge emissiereducties.

Alle vier de grote materiaalcategorieën, namelijk biomassa, fossiele brandstoffen, metaalertsen en niet-metaalhoudende mineralen, worden voornamelijk in de secundaire sector gebruikt. Als voorbeeld geeft de onderstaande figuur het verbruik van niet-metaalhoudende mineralen in de wereldregio "Azië en Stille Oceaan".

De dominantie - vooral in deze materiaalcategorie - van de secundaire sector en met name van de subsector bouw is duidelijk te zien. Beleid dat gericht is op een lager verbruik van hulpbronnen is dan ook het meest effectief wanneer het gericht is op productieprocessen (bv. door het gebruik van meer secundaire grondstoffen mogelijk te maken en te stimuleren) of wanneer delen van nieuwe productie overbodig worden gemaakt door een verandering in consumptiepatronen te vergemakkelijken (bv. sharing economy of langere levensduur van producten).

Maatregelen van de circulaire economie die de uitstoot van broeikasgassen verminderen

Het grootste emissiereductiepotentieel via CE-maatregelen met betrekking tot bepaalde materialen en sectoren valt samen met de hierboven beschreven hoogste emissie-intensiteiten. De enige uitzondering is het potentieel voor kunststof- en rubberproducten, dat minder groot is.

Nu al wordt aan een derde van de wereldwijde vraag naar staal voldaan door gerecycleerd staal. Dit aandeel kan aanzienlijk worden verhoogd.

In de eerste plaats biedt de ijzer- en staalproductie een enorm reductiepotentieel en nu al wordt aan een derde van de wereldwijde vraag naar staal voldaan door gerecycleerd staal. Dit aandeel kan aanzienlijk worden verhoogd, bijvoorbeeld door markten voor staalschroot te creëren en de verliezen te beperken, d.w.z. door een effectievere inzameling van schroot en een efficiëntere verwerking.

Bovendien kan de huidige praktijk van down-cycling van hoogwaardig staal naar bijvoorbeeld bouwstaal worden teruggedrongen door een meer verfijnde sortering en verwerking van afgedankt staal in de toeleveringsketens. Een belangrijk aspect is de verontreiniging met koper, die kan worden aangepakt door bijvoorbeeld auto's zorgvuldiger te demonteren.

Aluminium en cement

Ook aluminium en cement bieden goede mogelijkheden voor hergebruik en recycling. Voor het eerste zijn vermindering van verliezen en vermijding van down-cycling de belangrijkste aspecten. Voor het laatste is het gemakkelijker toegankelijk maken van afgedankt beton door slimmere ontwerp- en ontmantelingsprocessen een belangrijke uitdaging.

In het algemeen is een mogelijke transversale maatregel ter bevordering en stimulering van het streven naar een circulaire economie en een efficiënter gebruik van materialen het blootleggen van de werkelijke kosten ervan en het duurder maken van externe effecten. Dit kan gebeuren door de invoering van belastingen op de winning van nieuwe materialen en de afschaffing van directe en indirecte subsidies voor nieuwe materialen, zoals belastingsvrijstellingen, soepele goedkeuringsprocedures of directe productiesteun (IRP, 2020).

Gebouwen en auto's

Ook de bovengenoemde hotspotsegmenten - gebouwen en mobiliteit met auto's - hebben aanzienlijke mogelijkheden voor broeikasgasemissiereductie in de context van een circulaire economie.

Wat gebouwen betreft, zou een reeks maatregelen kunnen leiden tot een vermindering van de verwachte emissies van de sector met 56% in 2050 (zie onderstaande figuur). Een daarvan is af te stappen van het verspillende ontwerp van gebouwen. In veel gevallen is het mogelijk de input van cement en staal te verminderen, zonder de stabiliteit aan te tasten. Bovendien zullen efficiëntere bouwtechnologieën, zoals het gebruik van geprefabriceerde elementen of 3D-printing, de verspilling verder terugdringen.

Voor reeds in gebruik zijnde gebouwen is het van cruciaal belang de gebruiksintensiteit te verhogen en urban mining, d.w.z. het hergebruik of de recycling van materialen uit bestaande structuren, mogelijk te maken en te stimuleren.

Ten slotte kan het verlengen van de levensduur van gebouwen door een vooruitziend beleid, waarbij renovatie/opwaarderen de voorkeur krijgt boven nieuwbouw, en het verbeteren van de duurzaamheid van nieuw gebouwde gebouwen sterk bijdragen aan emissiebesparingen (Ellen McArthur Foundation, 2019; Hertwich et al., 2019).

De verwachte emissies in verband met de productie van personenauto's kunnen met wel 70% worden verminderd (zie onderstaande figuur). Een belangrijke maatregel is het verminderen van het gewicht van voertuigen door slim ontwerp en materiaalkeuze. Daarnaast is het van groot belang dat de trend van de laatste jaren, waarbij voertuigen steeds groter en zwaarder worden, wordt omgebogen.

Een belangrijke maatregel is het verminderen van het gewicht van voertuigen door slim ontwerp en materiaalkeuze. Daarnaast is het van groot belang dat de trend van de laatste jaren, waarbij voertuigen steeds groter en zwaarder worden, wordt omgebogen.

Bovendien zou een verschuiving van eenpersoonsbezit naar deelauto's de uitstoot ook aanzienlijk verminderen. Momenteel vergt het te grote wagenpark grote hoeveelheden materialen voor de bouw ervan, en het feit dat de voertuigen meestal geparkeerd staan, eist een groot deel van de openbare ruimte op. Als er economische nabijheid is tussen de exploitanten van autodeelbedrijven en de producenten van gebruikte voertuigen, stimuleren deelmodellen ook een grotere duurzaamheid en eenvoudigere reparatie, en helpen zij zo de levensduur van voertuigen te verlengen. Na de gebruiksfase zouden hergebruik en revisie van voertuigonderdelen extra emissies kunnen besparen (Ellen McArthur Foundation, 2019; Hertwich et al., 2019).

Ondanks potentiële emissiereducties in het gemotoriseerde individuele vervoer biedt een verschuiving naar openbaar vervoer en niet-gemotoriseerde opties echter nog meer reductiepotentieel.

Een belangrijke conclusie is dat een langere levensduur van producten het grootste reductiepotentieel van broeikasgasemissies met zich meebrengt door middel van CE-maatregelen. In het algemeen kan dit worden bereikt door verplichte eisen voor productontwerp, een verschuiving van bezit naar huur en het bevorderen van reparatiemogelijkheden.

In het algemeen kan dit worden bereikt door verplichte eisen voor productontwerp, een verschuiving van bezit naar huur en het bevorderen van reparatiemogelijkheden.

Ecologisch ontwerp

Mogelijke maatregelen voor de uitvoering op macroniveau zijn bijvoorbeeld extra inspanningen in het kader van initiatieven zoals de EU-richtlijn inzake ecologisch ontwerp (in het actieplan van de EU voor een nieuwe circulaire economie is een herziening van deze richtlijn en daarmee verband houdende wetgevingsdocumenten gepland), en de herziening van regelgeving en belastingstelsels. Op microniveau kan worden gedacht aan zaken zoals reparatievouchers, die lokale en kleine bedrijven ondersteunen en de levensduur van producten verlengen.

Gezien de opwaartse trend in het mondiale gebruik van hulpbronnen zal het van cruciaal belang zijn om maatregelen die het totale materiaalgebruik verminderen en leiden tot een meer circulaire economie in overweging te nemen als essentiële onderdelen van een alomvattend klimaatbeleidspakket.

Al mag men niet vergeten dat de aanpak van de circulaire economie slechts een deel van de oplossing kan zijn, aangezien het potentieel van een circulaire economie om het totale gebruik van hulpbronnen te verminderen niet onbeperkt is. Bijgevolg is het verminderen van het verbruik van materialen door ze in de eerste plaats niet te gebruiken een andere voor de hand liggende, maar vaak over het hoofd geziene mogelijkheid om de emissies in verband met materiaalgebruik te verminderen.

Andreas Kroiss, Stefan Giljum, Stephan Lutter, Jakob Gutschlhofer

Dit artikel verscheen eerder op de website Materialflows.net:

Circular Economy: the nexus to GHG emissions – materialflows.net

materialflows.net

Referenties

Ellen McArthur Foundation, 2019. Completing the Picture. How the Circular Economy Tackles Climate Change.

Hatfield-Dodds, S., Schandl, H., Newth, D., Obersteiner, M., Cai, Y., Baynes, T., West, J., Havlik, P., 2017. Assessing global resource use and greenhouse emissions to 2050, with ambitious resource efficiency and climate mitigation policies. J. Clean. Prod. 144, 403–414. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.12.170

Hertwich, E., 2019. Increased carbon footprint of materials production driven by rise in investments [WWW Document]. doi:10.1038/s41561-021-00690-8

Hertwich, E.G., Ali, S., Ciacci, L., Fishman, T., Heeren, N., Masanet, E., Asghari, F.N., Olivetti, E., Pauliuk, S., Tu, Q., Wolfram, P., 2019. Material efficiency strategies to reducing greenhouse gas emissions associated with buildings, vehicles, and electronics—a review. Environ. Res. Lett. 14, 043004. https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab0fe3

IRP, 2020. Resource Efficiency and Climate Change: Material Efficiency Strategies for a Low-Carbon Future. Hertwich, E., Lifset, R., Pauliuk, S., Heeren, N. A report of the International Resource Panel. United Nations Environment Programme, Nairobi, Kenya.

Material Economics, 2018. The Circular Economy – A Powerful Force for Climate Mitigation. Transformative innovation and low-carbon industry. Stockholm, Sweden. URL https://materialeconomics.com/publications/the-circular-economy-a-powerful-force-for-climate-mitigation-1

UNEP, 2016. Global Material Flows and Resource Productivity. An Assessment Study of the UNEP International Resource Panel. H. Schandl, M. Fischer-Kowalski, J. West, S. Giljum, M. Dittrich, N. Eisenmenger, A. Geschke, M. Lieber, H. P. Wieland, A. Schaffartzik, F. Krausmann, S. Gierlinger, K. Hosking, M. Lenzen, H. Tanikawa, A. Miatto, and T. Fishman. Paris, United Nations Environment Programme.