Van glasvezel naar vlasvezel: het duurzame alternatief voor staal

Voor de meeste constructies zijn staal, aluminium en beton niet weg te denken. Deze materialen zijn sterk en bewerkelijk en in ruime mate voor handen. Maar dit komt tegen een hoge prijs: ze hebben een enorme ecologische voetafdruk. Zo hebben staal en aluminium een ‘global warming potential’ – een maatstaf voor de milieu-impact van bouwmaterialen – van respectievelijk 17.840 en 29.975. Om dit in perspectief te zetten, hout en beton scoren respectievelijk 64 en 156. Beton lijkt daarmee relatief milieuvriendelijk, maar hierin wordt vaak weer staal verwerkt voor de bewapening. Daarnaast is er per kubieke meter beton 100 liter water nodig.

Er is echter een alternatief waardoor we het gebruik van deze materialen kunnen terugdringen: composieten. En als je die van biologische bestanddelen maakt: biocomposieten. “Staal en aluminium zijn mooie materialen en echt niet onmisbaar, maar biocomposieten zijn in een groot aantal gevallen gewoon de betere keuze,” vertelt Willem Böttger, directeur van NPSP Composieten. “Ze hebben een hogere chemische resistentie, ze roesten niet en wegen vele malen minder.”

Staal en aluminium zijn mooie materialen en echt niet onmisbaar, maar biocomposieten zijn in een groot aantal gevallen gewoon de betere keuze. Willem Böttger, directeur van NPSP Composieten

Toch zien we (bio)composieten nog weinig gebruikt worden in de bouw. “De bouw is erg conservatief. Staal en beton zijn materialen die goed bekend zijn en daarbij snel en relatief goedkoop te leveren. Biocomposieten vergen vooraf iets meer aandacht bij de productie, maar zijn daarna juist heel makkelijk in het gebruik. Biocomposietpanelen wegen stukken minder dan grote betonplaten, dit maakt vervoer economischer en op de bouwplaats is minder moeite en tijd nodig ze te plaatsen,” zegt Böttger.

Composiet?

Composieten, ook wel vezel versterkte kunststoffen genoemd, bestaan over het algemeen uit twee hoofdbestanddelen, vezels en een verbindende hars. Wat composieten zo sterk maakt is dat je de beste eigenschappen van beide materialen elkaar laat versterken en hun minder gunstige eigenschappen reduceert. Vezels zijn heel sterk wanneer je aan beide uiteinden trekt, maar zijn over het algemeen slap en behouden hun vorm slecht. Kunststoffen en harsen zijn heel hard en sterk, maar dit maakt ze weinig buigzaam waardoor ze schokken slecht opvangen en daardoor breken. Door de materialen met elkaar te combineren kun je de schokabsorptie aanzienlijk verhogen, terwijl  het materiaal toch uitzonderlijk sterk blijft. Bij biocomposieten zijn zowel de hars als de vezels van biologische oorsprong. Hoewel de hars pas voor maximaal 55 procent biobased is, maar hier wordt hard aan ontwikkeld.

NPSP maakt deze biocomposieten, onder de naam Nabasco. Het bedrijf dat ooit ’s werelds eerste catamaran bouwde van biocomposiet is inmiddels uitgegroeid tot een wereldwijde koploper. Die catamaran was gemaakt van met vlas versterkt composiet: vlasvezel, niet te verwarren met glasvezel.

Willem Böttger leidt NPSP. Hij kwam in 2003 bij het bedrijf als business developer en verlegde al snel de focus van het bedrijf naar meer seriematige productie. De eerste uitwerking hiervan waren de nieuwe milieuvriendelijke fietspaddenstoelen voor de ANWB in 2005. “Op dit moment hebben we iets van 1.500 van de 5.000 fietspaddenstoelen vervangen, de bedoeling is dat we die langzamerhand allemaal gaan vervangen,” vertelt Böttger.

Kauwgom

Nabasco, een afkorting van ‘Nature Based Composites’, voegt duurzaamheid toe aan het lijstje van voordelen van composiet. . Böttger: “Met deze biocomposieten kan nu al sterker en lichter gebouwd worden dan met gewone composieten op basis van glasvezels. De natuurlijke vezelgrondstoffen voor deze biocomposieten worden verkregen uit, vlas, jute, kokos en hennep.”

Naast kracht, vormvrijheid en veelzijdige toepasbaarheid zijn er nog meer voordelen die biocomposieten bieden. “Natuurlijke vezels vergen minder energie om te produceren. Er zijn ook minder chemicaliën nodig om ze te laten hechten aan de hars. Doordat deze biovezels vaak lichter zijn dan glasvezels levert dit ook nog brandstofbesparingen, en dus CO2-reductie, op bij transport en bij toepassing in vervoersmiddelen.” legt Böttger uit.

Met biocomposieten kan nu al sterker en lichter gebouwd worden dan met bekende glasvezelcomposieten. Willem Böttger

Deze voordelen hebben de NS al overtuigd om de neuspanelen van een groot aantal van de Nederlandse koplopertreinen en de waterreservoirs in intercitytreinen te vervangen met composieten van NPSP. “Er is nu grote interesse van treinfabrikanten om veel meer onderdelen, waaronder de complete zijpanelen, te vervangen met biocomposieten om grote gewichtsbesparingen te realiseren,” aldus Böttger.

Een ander voordeel van biocomposieten is dat ze na hun levenscyclus gewoon verbrand kunnen worden om energie uit op te wekken. Dit is bij glasvezelcomposieten niet mogelijk, omdat het glas als een soort kauwgom op de bodem van de verbrandingsovens blijft kleven wanneer het gaat smelten.

Eindeloze mogelijkheden

Recente projecten die de kracht en veelzijdigheid van de biocomposieten van NPSP demonstreren zijn een longboard met een deck van vlasvezel  en een elektrische scooter waarbij het frame en ook meteen de kappen volledig bestaan uit het biocomposiet van hennep en vlasvezel.

Het longboard, zogezegd een lang skateboard, heeft door de langere wielbasis een hogere stabiliteit en is daardoor zeer geschikt voor de lange afstanden. Het board is een afstudeerproject geweest van René Smeets in samenwerking met NPSP. Met zijn project wilde Smeets vooral de mechanische en esthetische kwaliteiten van natuurlijke vezel composieten belichten.

De elektrische scooter met de naam Be.e is, naar eigen zeggen, de meeste duurzame scooter ter wereld. Op 27 juni zal de productlancering plaatsvinden bij het Composietenlab van InHolland in Delft. NPSP is betrokken geweest bij de productie van het frame.  Een bijkomende eigenschap van deze scooter is dat de makers een volledig circulair business model willen realiseren waarbij producent Van.Eko verantwoordelijk is en blijft voor de grondstoffen vóór, tijdens en na de levenscyclus van de Be.e.

Biocomposieten zijn ook nog eens heel geschikt voor de bouw. Een goed voorbeeld van gewichtsbesparing is het gebruik van biocomposieten in prefab bouwelementen. Zo was NPSP, in samenwerking met atelier PRO, betrokken bij de ontwikkeling en productie van de gevelbekleding van het nieuwe regiokantoor van Enexis in Zwolle, dat op 5 juni geopend werd. Helaas heeft de klant bij dit project nog gekozen voor glasvezel, maar met biocomposieten is dit ook zeker te realiseren.

Toekomst en uitdagingen

Aluminium, staal en beton worden heel goedkoop geproduceerd en zijn snel en makkelijk beschikbaar. Op economisch gebied kunnen biocomposieten nog moeilijk concurreren. Hiervoor moeten biocomposieten op grotere schaal en geautomatiseerd geproduceerd worden en dat kan pas als de vraag groter wordt. Technisch gezien is concurrentie allang mogelijk.

Een groot struikelblok is de vereiste omschakeling vanuit de bouw die kunnen of willen hier nog te weinig mee werken. Een ander struikelblok is dat certificering voor duurzame bouw zoals BREEAM-NL nog te weinig focus legt op gebruik van groene materialen. “Architecten zijn voor ons belangrijke ambassadeurs, zij kunnen goed de vele toepassingen en de schoonheid van het materiaal in de bouw laten zien,” vertelt Böttger.

We zijn op zoek naar woningcorporaties als ‘launching customer', die biocomposieten willen gaan toepassen bij de renovatie van hun panden. Willem Böttger

“We zijn op het moment op zoek naar woningcorporaties als ‘launching customer', die biocomposieten willen gaan toepassen bij de renovatie van hun panden. Hierbij denken wij aan gevelplaten van 6 bij 3 meter die de oude gebouwen inpakken en zo snel en eenvoudig kunnen isoleren alsook een ander frisser uiterlijk geven. Hier is zelfs al subsidie voor.”

“In de toekomst moet het ook mogelijk worden composieten beter te recyclen voordat het uiteindelijk verbrand wordt, maar door de manier waarop vezels en hars met elkaar verbonden zijn is dit nog erg moeilijk te scheiden. Er wordt wel druk toegewerkt naar een cradle-to-cradle-certificering voor Nabasco.”

Foto: NPSP