7 december 2020
In een oogopslag
Wanneer men spreekt over ‘groen bouwen’ gaat de aandacht vaak uit naar naar gebruik van hernieuwbare energie in het ontwerp. Dit is echter slechts de helft van het verhaal. De materialiteit en samenstelling van gebouwen is net zo goed van belang voor de koolstofimpact. Deze S & S-gedecodeerde functie evalueert het strategische belang van meenemen van ‘embodied carbon’ in verantwoording van constructies en architectuur. Verder meet het de milieu-effecten van belangrijke materialen, deelt het resultaten van innovatief onderzoek en beoordeelt het circulaire modellen die op moderne infrastructuur worden toegepast. Ten slotte worden noodzakelijke investeringen en industriële samenwerkingen besproken die nodig zijn om steden en landschappen klimaatbestendig te ontwerpen.
In focus
Als u dit leest, is de kans groot dat u bekend bent met de impact die de uitstoot van broeikasgassen (BKG) heeft op het dagelijks leven. Of dat nu het terugdringen van vleesconsumptie is, reizen, of het gebruik van hernieuwbare energie, het verminderen van koolstof door dagelijkse besluitvorming is de norm geworden. Maar hoe zit het met de koolstof die gepaard gaat met de productie van huizen?
Wat is ‘embodied carbon’?
Embodied carbon is de hoeveelheid koolstof die vrijkomt in het productieproces van een enkel object. Dit is van toepassing op alle producten, van tandenborstels tot bruggen, maar de focus van dit artikel richt zich met name op gebouwen.
Een gemiddeld gebouw bestaat uit drie hoofdmaterialen: beton, staal en glas. Helaas zijn deze drie materialen extreem koolstofintensief om te produceren. Voor veel commerciële gebouwen kan bijna een kwart van hun koolstofimpact worden toegeschreven aan de materialen waaruit ze bestaan. Naarmate het elektriciteitsnet koolstofarm wordt, zal dit aandeel verder toenemen. Beton alleen al is goed voor 8% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen, met een voetafdruk van 600-800 kg CO2 / ton beton. Dat is meer dan vliegreizen en de mode-industrie gecombineerd.
De 2020 editie van Mike Berners-Lee’s ‘Hoe slecht zijn bananen?’ stelt dat voor een zak cement van 25 kg de volgende CO2-equivalenten gelden:
• 9 kg CO2e voor een ‘groen alternatief voor cement’
• 17 kg CO2e voor een industrieel beproefd klinkerarm cement
• 24 kg CO2e voor wereldwijd gemiddeld portlandcement
Waarom is het bouwen van gebouwen zo koolstofintensief? Zowel beton als glas worden gemaakt van zand door gebruik van enorme ovens met een gigantische energievraag. Hoewel staal niet van zand is gemaakt, moet ook dit materiaal tot bijzonder hoge temperaturen worden verwarmd. Distributie en transport worden ook meegenomen in de impact van deze materialen, wat hun koolstofintensiteit verder verklaart. Het hoofdbestanddeel van traditioneel beton, cement, kan bijvoorbeeld alleen worden vervaardigd uit bepaalde soorten zand, die slechts op een aantal plekken te vinden zijn en vanuit daar over de hele wereld worden vervoerd.
De onderstaande grafiek toont de koolstofintensiteit van de meest voorkomende bouwmaterialen:
Uit deze grafiek wordt duidelijk dat voor hout een negatief getal van toepassing is, wat op het eerste gezicht verwarrend kan lijken. Moeten er geen bomen gekapt worden om hout te kunnen gebruiken? En is dat niet erg? Dit is waar, maar koolstof wordt niet echt uit hout vrijgegeven, tenzij het uiteenvalt (of verbrandt), dus door hout te gebruiken voor een gebouw, sla je in wezen ook de koolstof daar op. Dat wil zeggen, zolang het ‘end-of-life’-proces voor het gebouw op verantwoorde wijze wordt uitgevoerd. Als het gebouw simpelweg wordt afgebroken in plaats van gedemonteerd, zit de koolstof niet meer vast. Dezelfde regels zijn van toepassing als het gebouw verbrandt, wat een van de redenen is om hout te gebruiken dat brandwerend is.
Innovatie & onderzoek
Momenteel wordt er hard gewerkt aan koolstofarme alternatieven voor traditioneel beton en glas. Dit zijn de twee materialen die onvermijdelijk blijken, zelfs als het grootste deel van een gebouw van hout is gemaakt. Over de hele wereld wordt innovatief omgegaan met bouwafvalmaterialen om beton te kunnen maken. Zo experimenteert Central Concrete in San Jose, Californië met beton waarin koolstof wordt opgeslagen. Daarnaast is uit onderzoek aan de Universiteit van Tokio gebleken dat het toevoegen van afvalhout aan gerecycled beton versterkende eigenschappen heeft. Elders in India zetten verhuizingen van grote industriële organisaties zoals Dalmia Cement een nieuwe norm. Dalmia Cement heeft zich ten doel gesteld om in 2040 een koolstofnegatief bedrijf te worden. Ook blijven gebouwontwerpen zich voortdurend aanpassen, gebaseerd op innovatie. Onderzoekers hebben onlangs een manier gevonden om zonnepanelen transparant te maken, waarmee ramen een dubbel doel zouden kunnen dienen.
Het aanpakken van de koolstofvoetafdruk wordt ondersteund door de waarde en aandacht die wordt besteed aan het circulair maken van infrastructuur en het omzetten van afval naar waardevolle hulpbronnen. Een voorbeeld hiervan is British Land, waar onlangs het hoofdkantoor in Londen gerenoveerd werd met gevels die zijn teruggewonnen uit het oude gebouw. Een andere toepassing van circulair bouwen is het hoofdkantoor van de Triodos Bank in Nederland, wat volledig demonteerbaar is door het gebruik van 165.312 schroeven.
Maar liefst 84% van het staal dat in het VK wordt gebruikt, wordt op zijn minst gedeeltelijk gerecycled, waardoor de ecologische voetafdruk aanzienlijk wordt verkleind. Metalen zoals staal zijn koolstofintensief om te produceren, maar kunnen oneindig worden gerecycled, in tegenstelling tot materialen zoals plastic.
Final thoughts
Bouwen aan de toekomst kan niet zonder obstakels. Tegen 2050 zal de wereldbevolking naar verwachting met 2 miljard mensen gegroeid zijn, met de grootste groei in derde wereld landen. Klimaatverandering zal de migratie naar land op hoger gelegen terrein, voornamelijk steden, versnellen, waar een grotere vraag naar constructies zoals appartementsgebouwen, kantoren en gemeenschappelijke ruimte zal ontstaan. Doordat Jakarta steeds meer te lijden heeft onder de stijgende zeewaterspiegel is een goed voorbeeld de verplaatsing van de Indonesische hoofdstad van Jakarta naar Kalimantan op Borneo. Dit illustreert dat de vraag waar te bouwen bijna net zo belangrijk is als WAT te bouwen.
Architectuur en infrastructuur vertegenwoordigen een investering op lange termijn. Als gebouwen strategisch worden ontworpen met het oog op de klimaatuitdagingen die voor ons liggen, zullen gebouwen tientallen jaren meegaan. Hierbij is het van belang dat investeerders bereid zijn om de initiële kosten voor te schieten. Een recente studie van het UK Green Building Council heeft aangetoond dat het bouwen van kantoren volgens de netto koolstofvrije normen 8-17% meer per m2 kost dan traditionele bouwtechnieken.
Om het tempo erin te houden, moeten vastgoedontwikkelaars en -eigenaren samenwerken met de hele supply chain. Ook dient er prioriteit te worden gegeven aan efficiëntie en het gebruik van duurzame materialen bij toekomstige ontwikkelingen en retrofits. Echter zullen ontwikkelaars die nalatig zijn met betrekking tot groene materialen te maken krijgen met internationale voorschriften inzake embodied carbon.
Het bouwen van steden en gebouwen op een manier die de planeet niet schaadt is een uitdaging, maar niet onmogelijk. Door samenwerking, toewijding en toepassing van innovatieve technologieën en onderzoek kunnen we toewerken naar Sustainable Development Goal #11.