Van boer tot bouw: kan landbouwafval onze huizen warmer maken?

475 000 Vlaamse gezinnen kunnen hun woning onvoldoende verwarmen in de winter. Beter isoleren klinkt als een logische oplossing, maar conventionele isolatiematerialen hebben een grote milieu-impact en de druk van de bouwsector op de planeet moet dringend naar beneden. We moeten dus niet alleen meer isoleren, maar ook anders isoleren. 

Maar hoe? Wat als een koude woning geïsoleerd kan worden met iets wat vandaag nog als afval wordt beschouwd? Voor de landbouwer zijn bonenstengels het einde van de teelt. Voor mij werden ze het begin van een zoektocht naar alternatieve isolatie. 

Een warme thuis voor iedereen, nu en in de toekomst

Voor veel alleenstaanden, eenoudergezinnen, ouderen en (sociale) huurders is een slecht geïsoleerde woning een dagelijkse realiteit. De gevolgen zijn voelbaar op verschillende vlakken: een hoge energiefactuur, gezondheidsproblemen,  sociaal isolement … In een koud huis nodigt niemand graag anderen uit. Beter isoleren kan deze problemen oplossen. Een goed geïsoleerde woning houdt warmte beter binnen, waardoor het wooncomfort verhoogt terwijl het energieverbruik daalt. 

Isoleren heeft echter ook een keerzijde. De klassieke isolatiematerialen die vandaag op grote schaal worden gebruikt, vragen vaak veel (fossiele) grondstoffen en energie tijdens hun productie. Ook aan het einde van de levensduur ontstaan grote afvalstromen. Dit leidt tot een opvallende paradox: we isoleren om onze woningen te beschermen tegen het buitenklimaat en om energie te besparen, maar de materialen waarmee we dat doen hebben zelf een energie-intensief productieproces en een aanzienlijke milieu-impact.

Wat als afval een grondstof wordt? 

Er is dus nood aan betaalbare en milieuvriendelijke isolatie. Hiervoor kunnen we inspiratie halen uit het verleden. Vroeger werden woningen vaak geïsoleerd met materialen die lokaal beschikbaar waren, zoals stro of schapenwol. Vandaag worden opnieuw steeds meer biogebaseerde materialen ontwikkeld, maar daarbij mag een andere belangrijke les uit het verleden niet vergeten worden. Biogebaseerd betekent niet automatisch duurzaam. Wanneer de schaarse landbouwgrond wordt ingezet om gewassen te telen voor energie (‘food versus fuel’-debat) of voor bouwmaterialen, kan dat ten koste gaan van voedselproductie. Mogelijk kunnen hierdoor de voedselprijzen stijgen en net de gezinnen die vandaag al het meest kwetsbaar zijn zullen zulke prijsstijgingen het sterkst voelen. 

Daarom is het interessanter om eerst te kijken naar wat er al is: de plantaardige landbouwreststromen. Deze kunnen verschillende voordelen combineren. Ze zijn hernieuwbaar. Tijdens hun groei slaan de planten CO2 op. Landbouwers krijgen een extra inkomstenbron en ook aan het einde van de levensduur liggen er voordelen. Als biogebaseerde isolatie gemakkelijk van andere bouwmaterialen kan worden gescheiden, kan ze mogelijk biologisch worden afgebroken. In het ideale scenario wordt een oude isolatieplaat dus geen afval, maar keert ze terug naar de bodem als organische bemesting. 

Van nieuwe grondstof tot isolatieplaat

Vooraleer een plantaardige reststroom in de muur kan verdwijnen, moet ze verwerkt worden tot een isolatieplaat. Op dit moment worden bij de productie van commercieel beschikbare biogebaseerde isolatiematerialen vaak chemische bindmiddelen toegevoegd om de losse plantaardige vezels tot een stevige plaat te vormen. Die bindmiddelen zijn gebaseerd op fossiele grondstoffen, vragen veel energie tijdens de productie, verhogen de kostprijs van de isolatieplaat en kunnen ervoor zorgen dat het eindproduct niet langer biologisch afbreekbaar is. Daarom werden de isolatieplaten in dit onderzoek op een andere manier geproduceerd: via het natte productieproces. Daarbij wordt gebruik gemaakt van de lignine die al van nature aanwezig is in de plantaardige vezels en hun morfologische structuur voor de binding van de vezels, waardoor geen extra bindmiddelen nodig zijn om een stevige isolatieplaat te creëren. Het principe is eenvoudig: de vezels worden gekookt, samengeperst en gedroogd. De eenvoud van het proces is een extra troef. Omdat er weinig complexe technologie nodig is, ontstaan mogelijkheden om de productie dicht bij de bron van de reststromen te organiseren. Dat kan transportkosten en de milieu-impact van transport beperken en tegelijk nieuwe lokale werkgelegenheid creëren. 

Bonenstengels

Voor de reststroom die centraal kwam te staan in mijn onderzoek, hoefde ik niet ver te zoeken. Mijn vader is landbouwer en teelt onder andere boontjes. Na de oogst blijven de stengels op het veld achter. Voor velen zijn het gewoon plantenresten, voor mij werden ze een potentiële isolatiegrondstof

Een belangrijke uitdaging bij het gebruik van bonenstengels en andere landbouwreststromen is hun seizoensgebonden beschikbaarheid. Na de oogst moeten de stengels bewaard kunnen worden tot ze verwerkt worden. Drogen maakt dat mogelijk, maar de manier waarop het materiaal wordt gedroogd, heeft een invloed op de uiteindelijke eigenschappen van het isolatiemateriaal. Uit het onderzoek naar verschillende droogmethodes bleek luchtdrogen de meest belovende optie, rekening houdend met zowel de materiaalprestaties als de praktische haalbaarheid en milieu-impact.

Van labo naar echte woning

Kan er succesvol isolatie gemaakt worden van bonenstengels? Ja. De geproduceerde isolatiematerialen hebben vergelijkbare eigenschappen als commercieel beschikbare varianten. 

Kunnen bonenstengels de oplossing bieden voor de 475 000 Vlaamse gezinnen? Nee. Daarvoor is de beschikbare hoeveelheid simpelweg te klein. Ook de oogst vormt een uitdaging. Voor dit onderzoek werden de stengels manueel verzameld. Om ze op grote schaal te kunnen inzetten als grondstof voor isolatie, zou het oogstproces van bonen aangepast moeten worden. 

De toekomst zit echter niet alleen in bonenstengels. Het ontwikkelde productieproces is wellicht ook toepasbaar op (mengsels van) andere landbouwreststromen. In mijn onderzoek combineerde ik bijvoorbeeld ook bonenstengels succesvol met vlaslemen. Zo ontstaat een nieuwe manier om naar afval te kijken: wat vandaag op het veld achterblijft, kan morgen de grondstof zijn voor een warmer(e) (t)huis.