Кои са нисковъглеродните строителни материали?

През последните години все по-масово се говори за нуждата от мерки за повишаване на енергийната ефективност на сградите. Те са от особено значение, предвид че секторът на сградите и строителството е отговорен за 37% от емисиите на въглероден диоксид през 2021 г. А поради урбанизацията в света има риск търсенето на енергия в сектора и използването на материали да се увеличи с 50% през следващите десетилетия, което рискува да неутрализира мерките за енергийна ефективност и постигнатите енергийни спестявания.

От тези 37%, 28% са свързани с ползването на сградите, докато останалите 9% произхождат от т.нар. въплътен въглерод – това са тези емисии, които са свързани с добива, транспорта и производството на материали, използвани в строителството, както и емисиите, които ще се отделят по време и след живота на сградата (Фиг. 1). 

 

Фигура 1. Въплътеният въглерод включва емисиите от целия жизнения цикъл на сградите. Адаптирано от Low Carbon Building Materials and LEED v4.

 

За съжаление този вид емисии са по-трудни за намаление, отколкото тези от потреблението и производството на енергия. В повечето страни по света все още липсват политики и действия по въпроса за намаляване на въглеродния отпечатък на строителните материали. Поради тази причина ключово ще бъде все по-широкото използване на нисковъглеродните материали в строителството. А съществуват и още по-екологични строителни материали, които и улавят въглерод, т.е. имат негативен въглероден отпечатък.

Един добър пример в областта е естественото строителство. То включва използването на естествени и по възможност местно произведени материали, като дърва, сламени бали и др.. Естествените материали намират широко приложение в строежа на къщи, например за изолация, подобряване на акустиката и др. Приложението им в по-големи сгради и в индустрията все още е ограничено. 

Но за по-масово намаление на въглеродния отпечатък в строителството ще са нужни множество изследвания, инвестиции и насърчаващи държавни политики в областта. Все пак, напоследък бяха осъществени стъпки в правилната посока.

Например, вече е технически и икономически осъществимо да се намали съдържанието на портландския клинкер в цимента.

Клинкерът представлява гранулиран твърд материал от различни суровини, например калциеви силикати, които биват смесвани заедно с други материали за получаване на цимент след топлинна обработка. Намалението на емисиите на въглерод може да достигне до 50%, като същевременно се постигат сходни характеристики със съществуващите видове цименти. Един от вариантите, по който това може да се осъществи, е използването на варовик и калцинирана глина, за да се замени до половината от съдържанието на портландския клинкер. 

Фигура 3. Строеж на малък жилищен блок чрез използването на конопобетон. Източник: Hempbuild.ie

Друг интересен строителен материал е конопобетонът – нa английски hempcrete (Фиг. 3). Неговата структура представлява бетон, изработен от коноп, вар и вода. Той е биоразградим и не оставя негативен въглероден отпечатък както стандартния бетон. Конопът, като всяко едно растение, улавя въглерод по време на растежа си и по този начин конопобетонът е потенциално средство за съхранение на въглерод в структурата на сградата. Конопобетонът е възможно да се “рециклира” като се използва за тор, и се счита за възобновяем, тъй като конопът расте само за 14 седмици. Той би бил и предпочитан нискоемисионен материал за изграждане на къщички за защитени видове птици и прилепи, при загуба на убежищата им по време на енергийно обновяване на сгради. Вижте повече в статията ни.

Конопобетонът има много приложения и може да се използва за изолация, подови настилки, стени, покриви и др. В сравнение с други широко използвани стандартни и екологични материали материалът има много предимства. Той е изключително здрав, много гъвкав,  водоустойчив и огнеупорен. Неговата структура е до три пъти по-устойчива при земетресения, в сравнение със стандартния бетон. Конопобетонът може да се използва като изолатор и регулатор на влагата. Основен негов недостатък е нуждата да се пази от директен контакт с вода.

Все още съществуват множество пречки за масовото използване на нисковъглеродни материали в строителство. Освен чисто техническите, друга пречка е фактът, че търсенето на такива материали все още е сравнително слабо. Поради този факт е нужно да се въведат регулации и стимули, които да мотивират ограничаването на въплътения въглерод в строителния процес.

Те могат да включват например предварителна оценка на въплътения въглерод при планиране на строеж от проектантите. Един от начините, по които това може да се случи, е модифицирането на доброволните международни сертификати за зелени сгради като BREEAM и LEED, така че те да включват не само оценка на енергийната ефективност, но и на оценка на въплътения въглерод чрез анализ материалите, които ще се използват по време на целия живот на сградите. Този подход е известен като “анализ на жизнения цикъл” (англ., life cycle assessment) – LCA). По този начин, сертификатите реално ще информират за спестените емисии на сградите.

Нужни са също така и оценки на въплътения въглерод в строителните продукти,  например чрез включването им в Декларациите за екологично въздействие на материалите, които вече все по-масово се прилагат от производителите.

Оценките и намаленията на въплътен въглерод трябва да бъдат включени и при процесите на енергийно обновяване на сгради. Това е важно, тъй като по-голямата част от сградите, които ще се ползват след 30 години, вече са построени, а за повечето от тях ще бъдат нужни значителни ремонтни дейности за подобряване на тяхната енергийна ефективност, съответно би било недопустимо да не се стремим и към намаление на въплътените емисии при тези дейности.

3 основни подхода при намаляването на въплътения въглерод

Има 3 основни подхода при намаляването на въплътения въглерод – избягване на емисии, смяна на метода и подобряване на настоящите технологии. Тези мерки могат да включват:

• ограничаване на строителството (енергийна достатъчност),
• минимизиране на включените в строителния процес материали,
• приоритизиране на материали с нисък въплътен въглерод,
• кръгови модели – например за увеличаване на жизнения цикъл на материалите,
• намаляване на оперативните емисии по време на живота на сградите,
• допълнителна квалификация: семинари и курсове за обучение по въплътен въглерод, водени от експерти в областта. 

Въпреки огромния си принос към глобалните емисии на парникови газове, въплътеният въглерод досега не е бил достатъчно разглеждан в стратегиите за намаляване на емисиите от сгради. Като цяло, нужно е изготвянето на национални и международни насоки, стандарти и стратегии за намаляване на въплътения въглерод в строителния сектор. 

Намаляването на въплатените емисии е доста трудоемка, но не невъзможна задача, която трябва да се започне още в този момент, тъй като според научната общност светът продължава да изостава от целта от Парижкото споразумение за ограничаването на глобалното затопляне до 1,5°C, а възможността за действие вече е почти затворена.

Материалът е подготвен от екологично сдружение "За Земята" и може да видите текста ТУК.