Mariene bouwstenen : Een verkenning van de mogelijkheden van benutting van schelpen in cement- en betonproductie

Samenvatting

Schelpdierkweek in de kustgebieden vormt een duurzame vorm van eiwit/voedselproductie, maar resulteert ook in een koolstofrijke reststroom (de schelpen). In de onlangs opgestelde visie presenteert de schelpdiersector de ambitie om productie in 2030 te verdubbelen (o.a. door offshore kweek op de Noordzee), klimaatbestendigheid te vergroten en hergebruik van waardevolle reststromen te stimuleren. Tegelijkertijd is de betonsector actief op zoek naar duurzame grondstoffen voor de productie van cement. Schelpen bestaan voor meer dan 90% uit calciumcarbonaat (CaCO3) en zouden daarmee als grondstof voor cement en beton kunnen dienen. Het doel van het project Mariene Bouwstenen was te verkennen: 1) Wat zijn duurzame onttrekkingsniveaus van schelpdieren aan de Noordzee? 2) Hoeveel klimaatwinst is te bereiken doordat het koolstof in de schelpen langdurig in cement of beton wordt vastgelegd? 3) Hoeveel natuurwinst is te bereiken doordat schelpenmateriaal als vervanging kan dienen voor grondstoffen die nu in de natuur worden gewonnen? Het project heeft de volgende inzichten opgeleverd: 1) Op basis van indicatieve berekeningen lijkt er binnen het NCP voldoende natuurlijk voedselaanbod te zijn om op jaarbasis 0,4-0,6 miljoen ton mosselen te produceren zonder het ecosysteem teveel te belasten. Dit is ca. 10-15 keer meer dan de huidige schelpdierproductie in Nederland. Voor een betere inschatting van deze maximale productieruimte zijn echter uitgebreide (model)berekeningen noodzakelijk. Genoemde getallen dienen daarom slechts als eerste indicatie te worden beschouwd. Hoewel de situatie voor mosselkweek per locatie zal verschillen -de beste condities worden gevonden <35 km uit de kust- lijken de (geplande) windmolenparken voldoende ruimte te bieden om de mosselproductie op het NCP te maximaliseren. Uitgaande van de hierboven genoemde indicatieve schatting en een optimalisatie van de verwerkingsprocessen zou er maximaal ca. 299.000 ton schelpenmateriaal per jaar beschikbaar kunnen komen. 2) Volgens de huidige inzichten draagt koolstof dat is vastgelegd in schelpen van waterdieren, zoals mosselen en oesters, niet bij aan een vermindering van het CO2 gehalte in de atmosfeer. Dit komt doordat de CO2 equivalent die in de schelp als CaCO3 wordt vastgelegd niet uit de atmosfeer maar uit het water afkomstig is, in de vorm van carbonaat. Doordat door het biocalcificatie (schelpvorming) proces de alkaliniteit van het water daalt, daalt het vermogen van het water om CO2 vast te houden en kunnen de vastgelegde CO2 equivalenten niet vanuit de atmosfeer worden aangevuld. In schelpen vastgelegd koolstof levert daardoor geen klimaatwinst op. Ondanks bovenstaande constatering blijft de carbon footprint van schelpdier aquacultuur substantieel kleiner dan andere vormen van productie van dierlijke eiwitten. 3) Met bovengenoemde 299.000 ton schelpenmateriaal zou de CaCO3 behoefte van de Nederlandse cementindustrie voor ca. 8% kunnen worden gedekt. Om schelpen geschikt te maken voor gebruik als grondstof in cement en beton is echter meer energie nodig (voor schoonmaken middels spoelen, en branden) dan bij toepassing van traditionele grondstoffen. Hierdoor neemt de CO2-footprint van het beton toe naarmate er meer schelpenmateriaal in gebruikt wordt. Bij gebruik als toeslagmateriaal (vergruisde schelpen) neemt de CO2-footprint van het beton met ca 2% toe. Wanneer de schelpen tot cement worden verwerkt (waarbij Ca als grondstof uit de schelpen wordt gewonnen) dan zal de CO2-footprint van het beton met ca. 20% toenemen. Geconcludeerd moet worden dat het verwerken van vers schelpenmateriaal uit de aquacultuur in cement en beton geen (klimaat)voordeel oplevert, anders dan dat hiermee maximaal 8% van in de natuur gewonnen calciumcarbonaat kan worden vervangen.