Veni, Vidi … Ferro!

Gepubliceerd op 02 februari 2018

Is de toepassing van staal in de auto-industrie met het toenemend gebruik van kunststoffen en allerlei lichtere en alternatieve grondstoffen op zijn retour? Volgens Nico Langerak van Tata Steel ligt er juist een toekomst in het verschiet voor staal in de auto-industrie. “Staal is onovertroffen als het gaat om recyclebaarheid, crashbestendigheid en CO2-milieuprestaties tijdens het productieproces.”


Tekst Menno Timmer

Staal is staal, denken veel mensen. Niets is echter minder waar. Geen enkele staalsoort is hetzelfde, vertelt Nico Langerak, Department Manager Application & Engineering Research & Development bij Tata Steel. “Wat er nu aan staal in een auto zit en zich onder de motorkap bevindt, bestond 20 jaar geleden nog niet.” Hij maakt de vergelijking met een Daf uit 1970. “Het sterkteniveau van de toen gebruikte staalsoort bij dit oer-Hollandse icoon bedroeg 200 megapascal. Moderne auto’s bestaan uit Hoge Sterkte staal tot wel 2.000 megapascal. Dat staal is dus tien keer zo sterk. Dit betekent dat als je met het staal van nú eenzelfde Daf uit 1970 zou bouwen, dat de auto de helft lichter zou zijn en bovendien veel crashbestendiger.”

Shredderschroot bij staalproductie

Tata Steel produceert wereldwijd jaarlijks 28 miljoen ton staal, waarvan achttien miljoen ton in Europa en zeven miljoen ton vanuit de fabriek in IJmuiden. Ongeveer een vijfde van de Europese productie is bestemd voor autofabrikanten. Om te komen tot de productie van die zeven miljoen ton staal in ons land, maakt de onderneming gebruik van ongeveer anderhalf miljoen ton schroot, dat onder andere afkomstig is uit shreddermateriaal afkomstig van Nederlandse autowrakken.

De ontwikkeling van staal is volgens Langerak de laatste decennia en zeker de laatste jaren in een stroomversnelling geraakt. “Gewichtsreductie speelt daarbij een belangrijke rol, maar hetzelfde geldt voor de voortdurend strengere Euro NCAP-crashtesteisen. Om als autofabrikant vijf sterren te kunnen halen, is de toepassing van Hoge Sterkte staal een must.”

Vele kwaliteiten staal

Maar het leveren van Hoge Sterkte staal is slechts één aspect. Voor autofabrikanten is het van belang dat dit staal ook goed bewerkbaar is. In een gemiddelde auto bevinden zich wel 70 tot 80 verschillende staalsoorten, die een specifiek walsprocedé of andere nabewerking hebben ondergaan. Langerak beklemtoont dat Tata Steel, om aan de specifieke wensen van autofabrikanten te voldoen, vanaf de ontwerpfase nauw met hen en met hun leveranciers van persgereedschappen en installaties samenwerkt om ervoor te zorgen dat het productieproces optimaal is en de kwaliteiten van het staal maximaal worden benut.

“Je moet milieuprestaties baseren op de hele levenscyclus”

Dat laat onverlet dat autofabrikanten steeds vaker in meer of minder mate gebruik gaan maken van alternatieve materiaalsoorten. Denk aan de ‘carbon light bodies’ van de BMW i3 of de volledig uit aluminium opgetrokken carrosserieën van de Audi A8.

“Kostbare ‘Carbon Fiber-Reinforced Plastics’ (CFRP) zie je eigenlijk alleen terug in de allerhoogste segmenten van exclusieve automerken als Lamborghini”, constateert Langerak. “Superlichte en tegelijkertijd peperdure materialen worden gebruikt om de gewichtsreductie te behalen die nodig is voor het leveren van bovengemiddeld sportieve prestaties.”

Ook aluminium delen zijn volgens hem met name in zwang in de premiumsegmenten. “De Audi A8 was de eerste volledige aluminium productieauto. Wás want in de latere modellen heeft het merk toch weer besloten 2.000 megapascal Hoge Sterkte staal in te zetten, vanwege de betere crasheigenschappen. Het is een sterk bewegend veld, maar ik zie op de langere termijn zeker geen doorbraak van carbon, aluminium of versterkte composieten ten koste van Hoge Sterkte staal. Integendeel, de mogelijkheden van staal zijn nog lang niet uitontwikkeld. Ik verwacht dat de huidige auto’s nog ten minste een kwart lichter kunnen bij de toepassing van de allernieuwste staalsoorten.”

Betere milieuprestaties staal

Daarnaast beschikt staal over een aantal andere milieu- en duurzaamheidsvoordelen die, nog los van de gunstige kostprijs, de eerder genoemde alternatieve materialen al meteen op een flinke achterstand zetten. Langerak: “Staal is namelijk volledig recyclebaar. Van carbon kun je hooguit nog simpele bermpaaltjes maken. Aluminium is weliswaar te recyclen, maar is hoog gelegeerd, waardoor je verschillende aluminiumsoorten niet bij elkaar kunt stoppen.” Bovendien scoort staal aanzienlijk beter qua CO2-uitstoot tijdens het productie­proces. “Daar komt nog bij”, vult woordvoerder Robert Moens van Tata Steel aan, “dat wij erin zijn geslaagd om de hoeveelheid energie die nodig is voor het maken van één ton staal de afgelopen 25 jaar met 31 procent te verminderen.”

Baanbrekend project

Het eind is wat hem betreft nog lang niet in zicht. Moens brengt in dit verband het baanbrekende project HIsarna, een initiatief van Tata Steel, ter sprake. Doel is om op een andere manier vloeibaar ruwijzer te vervaardigen, waarbij een complete productiestap (de voorbewerking van ijzererts en kolen) wordt overgeslagen. Moens: “Als dit project succesvol is, wordt het op termijn mogelijk een vermindering van ten minste 20 procent CO2-uitstoot te realiseren. Het bewijst opnieuw dat staal concurrerend is en zal blijven. Daar komt nog bij dat de toch al lagere CO2 die vrijkomt bij de HIsarna-technologie ook nog eens zo zuiver is dat het eenvoudig afgevangen en opgeslagen kan worden.”

“De toepassing van Hoge Sterkte staal is een must voor vijf sterren in de crashtest”

Op dit moment worden autofabrikanten naar de mening van Langerak door de politiek echter nog veel te veel gestuurd in hun materiaalkeuze door wat er aan CO2 uit de uitlaat komt. Dat is, vindt hij, een kortzichtig beleid. Om de milieuprestaties en voordelen van een bepaald materiaal objectief te kunnen beoordelen, moet je naar de hele levenscyclus van de auto kijken. “Hoeveel CO2 komt er vrij bij de productie, hoeveel tijdens de gebruiksduur en hoe zit het met de recyclebaarheid? Als je al die componenten helder in kaart brengt, kun je pas eerlijk de ecologische footprint van een materiaalsoort bepalen.”

Omslag emissienormen

Langerak toont een aantal tabellen en onderzoeken waaruit duidelijk valt af te lezen dat ‘carbon fibers’ en magnesium eigenlijk heel slecht scoren in de levenscyclus omdat de CO2-emissie tijdens de productie heel hoog ligt. Voor het maken van één auto van magnesium is 20.000 kilo CO2 nodig. Bij een auto van staal is dat de helft. Je kunt volgens hem rustig stellen dat naarmate een auto zuiniger wordt, de productiecomponent binnen de levenscyclus aan gewicht wint. “Van belang is natuurlijk”, zegt Langerak, “hoe de Europese wetgeving hier mee omgaat. Die baseert zich vooralsnog uitsluitend op de voertuigemissies. Voor 2020 heeft de Europese Commissie een gemiddelde CO2-uitstoot van 95 gram per kilometer gedefinieerd. Ik verwacht dat er na die tijd een omslag zal plaatsvinden en dat Brussel dan normen zal stellen op basis van ‘Life Cycle Assessment’, waar de auto-industrie zich dan op zal gaan richten.”

Staal is hightech

Dat staal ook in de toekomst de norm is en blijft, staat voor Langerak vast. De vraag naar Hoge Sterkte staal zal tussen nu en 2030 verdrievoudigen. Weliswaar halveert in die periode de vraag naar conventioneel staal, maar daar staat volgens Langerak geen substantiële verhoging van concurrerende materiaalsoorten tegenover. Alleen de toepassing van aluminium zal naar schatting zijn verzesvoudigd in 2030. De consumptie van magnesium, composieten (‘carbon fibres’) en andere plastics blijft in 2030 op een betrekkelijk laag niveau.

De enige ontwikkeling die dit beeld mogelijk zou kunnen veranderen, is de komst van zelfrijdende auto’s, besluit Langerak schertsend. “Als iedereen in de toekomst autonoom zou gaan rijden, zouden voertuigen in theorie immers niet meer kunnen botsen. Dan hoef je auto’s ook niet meer crashbestendig te maken. Maar zover zal het volgens hem niet snel komen. Staal heeft beslist de toekomst. “Vroeger was staal een commodity product, nu is het hightech!”