Eindelijk lijkt de noodzaak om nul procent emissie te halen, te dagen bij de bouwsector. Geen eenvoudige zaak, want het aantal bouwprojecten over de hele wereld groeit nog steeds. Maar tenminste zijn sommigen in de sector begonnen met nadenken over hoe dit doel te halen.
8% van CO2-uitstoot wereldwijd
Een recent artikel in Knowable Magazine maakt duidelijk hoe moeilijk het zal zijn, een conservatieve sector verantwoordelijk voor 8% van de wereldwijde kooldioxide-uitstoot, te veranderen. Onze huidige cement- en betonsoorten sluiten precies aan op de uiteenlopende eisen uit de bouwsector. Daardoor overtuigen eisen uit een haast andere wereld als die van klimaatverandering nauwelijks. Maar omdat overheden de duimschroeven aandraaien, en het beleid nul procent uitstoot wil bereiken in 2050, moet de sector toch zijn basistechnologie heroverwegen.
Aan dit onderwerp hebben we al een aantal artikelen gewijd. We schreven over een nieuw soort cement, ontwikkeld door onderzoekers aan Drexel Universiteit in Philadelphia, waardoor de uitstoot van kooldioxide met 93% wordt teruggedrongen. Hierbij gebruiken ze vooral kalksteen en industriële slakken. We schreven over beton met bacteriën dat scheurtjes zal repareren, waardoor de wapening niet roest. En over goedkoper beton dat gebruik maakt van plaatselijke grondstoffen, direct toepasbaar in ontwikkelingslanden. En meer recent over een materiaal in ontwikkeling, beton met grafeen – sterker en te maken uit minder grondstof.
Beton uit de Romeinse tijd blijkt ongelooflijk sterk; gebouwen als het Pantheon in Rome staan er na twee duizend jaar nog steeds. Maar de bouwsector nam in de negentiende eeuw een andere afslag. Deze maakt nu gebruik van calciumoxide, gemaakt uit kalksteen in hete ovens. Deze ovens stoten kooldioxide uit, komend van twee bronnen – de brandstof die voor de hitte zorgt, en de kalksteen die ontleedt. Maar doordat de wereld nu op weg is naar nulemissie van kooldioxide, zal ook de bouwsector zich moeten aanpassen.
Bouwsector zonder CO2-uitstoot?
Dat is gemakkelijker gezegd dan gedaan. De wereld gebruikt heel veel cement en beton, en zal dan nog een hele tijd blijven doen. Belangrijke landen als China en India zitten midden in de bouwwoede. Zijn er alternatieven op korte termijn (ruim voor 2050) waardoor wij woningen en gebouwen kunnen blijven bouwen zonder de uitstoot die dit momenteel veroorzaakt?
Veel industriële organisaties denken dat zulke alternatieven beschikbaar zijn. Knowable Magazine noemt de Global Cement and Concrete Association en de Portland Cement Association, die gedetailleerde roadmaps hebben gepubliceerd waarmee we die 8% kunnen terugbrengen tot nul in 2050. Strategieën gebaseerd op opkomende of weinig gebruikte technologieën. Voor sommige bedrijven een reis naar onbekende verten. We zouden bijvoorbeeld de 40% uitstoot bij verhitting kunnen vervangen door elektrische verwarming; of door gebruik van waterstof.
Voor de resterende 60%, het kooldioxide vrijgemaakt door ontleding van kalksteen, hebben we veel technologieën tot onze beschikking. We zouden de emissies met 10% kunnen terugdringen door toevoeging van wat poedervormige, niet-ontlede kalksteen aan het eindproduct. We zouden kalksteen kunnen vervangen door industriële afvalproducten als hoogovenslak of vliegas uit kolencentrales. Nog eens 15 tot 20%.
Nog in ontwikkeling zijnde technieken
Maar het grootste deel van de vermindering van CO2-uitstoot zal toch moeten komen van meer radicale innovaties. Vooral van nog in ontwikkeling zijnde technieken. Een van de best ontwikkelde nieuwe technieken is het gebruik van geopolymeren, die ontstaan bij behandeling van silicium- en aluminiumoxiden (beide ruim voorradig) met een basische oplossing. Ze zijn moeilijk in het gebruik, maar sterk; en ze kunnen de uitstoot van CO2 wel met 80% verminderen. Een andere strategie, volgens Knowable Magazine, zou zijn een efficiënter gebruik van beton. Of het toepassen van sterkere mengsels (met meer cement) alleen waar deze echt nodig zijn. Of simpelweg oude bouwmaterialen hergebruiken.
Andere mogelijkheden voor de bouwsector zijn meer high-tech. We kunnen 3D printing gebruiken in de bouw. Wel op basis van beton, maar zó dat dit alleen wordt gebruikt waar nodig voor stevigheid en veiligheid; zo nodig versterkt met ijzerdraad – besparing tot 50%. Of het gebruik van beton versterkt met grafeen – met even veel effect op de CO2-uitstoot. Of zelfs beton in zijn geheel vervangen door industriehout – een optie die veel aandacht heeft getrokken. Toepassing van industrieel hout is nu volwassen; we kunnen er zelfs de hoogte mee in. Dan ook geen uitstoot meer van CO2 uit de bouw! Knowable Magazine denkt dat met gebruik van al deze mogelijkheden, de bouwsector inderdaad geen CO2 meer hoeft uit te stoten in 2050.
Radicale innovaties
Toch is het vreemd dat bijna geen van de mogelijkheden behandeld in onze eerdere artikelen terugkomt in deze opsomming van opties. Het artikel noemt niet de mengsels ontwikkeld door de onderzoekers uit Philadelphia, die bij productie geen hitte nodig hebben en die bijna geen CO2 uitstoten. Ook niet het zelfherstellende beton (dat de wapening zal beschermen), ontwikkeld aan de TU Delft. Het beton dat ontstaat door de werking van bacteriën op de grondstoffen. Het beton op basis van vulkanische as, zoals gebruikt in de nog altijd bestaande gebouwen van de oude Romeinen. Beton op basis van niet-ontlede kalksteen, geschikt voor veel bouwprojecten in ontwikkelingslanden.
Er zijn al met al vele mogelijkheden! De bouwsector zou zijn net best een beetje wijder mogen uitgooien, bij haar zoektocht naar alternatieven. Niet alleen kijken naar procesverbeteringen, maar ook naar radicale innovaties.
Interessant? Lees dan ook:
Innovatief beton: we hebben er dringend behoefte aan, het is er, we gebruiken het niet
Zelfherstellend beton volop in ontwikkeling
Biobeton en andere bouwmaterialen uit lokale grondstoffen
Grafeen in beton