Jakiego artykułu szukasz?

Emisyjność betonu - komentarz ekspercki dr inż. Katarzyny Synowiec, głównego specjalisty ds. projektów badawczo-rozwojowych w Centrum Technologicznym Betotech Sp. z o.o.

Beton plasuje się na drugiej pozycji w rankingu najpowszechniej stosowanych przez człowieka materiałów, ustępując miejsca tylko wodzie. Tak powszechnie stosowany w zurbanizowanym świecie, nie pozostaje jednak obojętny dla jakości i funkcjonalności tego świata.
Emisyjność betonu - komentarz ekspercki dr inż. Katarzyny Synowiec, głównego specjalisty ds. projektów badawczo-rozwojowych w Centrum Technologicznym Betotech Sp. z o.o.

Emisyjność betonu

Beton, tak powszechnie stosowany w zurbanizowanym świecie, nie pozostaje dla jakości i funkcjonalności tego świata obojętny. Jest materiałem masowym, lokalnie dostępnym, o szerokim spektrum aplikacyjności w rozwiązaniach konstrukcyjnych, a przy tym stosunkowo łatwym w zabudowie i relatywnie tanim. To wszystko sprawia, że beton plasuje się na drugiej pozycji w rankingu najpowszechniej stosowanych przez człowieka materiałów, ustępując miejsca tylko wodzie. Według Global Cement and Concrete Association w 2020 r. światowa produkcja betonu osiągnęła poziom 14 mld m3. Wprawdzie w porównaniu do innych materiałów budowlanych, w ujęciu jednostkowym, beton można uznać za materiał niskoemisyjny (rys. 1). Jednak obliczenie całkowitej emisyjności, uwzgledniającej ilość produkowanego rokrocznie betonu, zmienia perspektywę.

Rys.1. Emisyjność materiałów budowlanych

Kluczowym składnikiem, determinującym poziom emisyjności betonu jako produktu, jest cement. Proces produkcji cementu jest wysoce emisyjny i energochłonny, głownie z uwagi na charakter i przebieg reakcji syntezowania klinkieru portlandzkiego. Profil emisyjny produkcji cementu jest jednak nietypowy, ponieważ główna część emisji wynika nie z zapotrzebowania energetycznego (spalania paliw), ale z samych surowców, jako efekt termicznego rozkładu węglanu wapnia (CaCO3 temp.> CaO + CO2). International Energy Agency podaje, że wskaźnik emisyjności obliczony jako średnia emisja CO2 przypadająca na tonę cementu wyniósł w 2020r. 580kg.

Statystycznie, w ujęciu globalnym przemysł cementowy odpowiada za 5-8% emisji wynikającej z działalności człowieka.

Wysoki, stale wzrastający, z uwagi na pożądany rozwój gospodarek światowych, poziom antropogenicznej emisji jest czynnikiem generującym ekstremalne zjawiska i katastrofalne dla klimatu (temperatura globu, poziom wód, susze, itp.), bioróżnorodności i jakości środowiska (zanieczyszczenia) skutki. Konieczne jest zatem podjęcie natychmiastowych działań, mających na celu zatrzymanie tych zjawisk. Pomóc, tzn. wyznaczyć trendy i kierunki działań mają opracowane i ratyfikowane przez państwa członkowskie ONZ cele zrównoważonego rozwoju, jako plan działania na rzecz przemian i przeobrażeń świata, zawarte w dokumencie “Przekształcania naszego świata: Agenda na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju – 2030”. Przez pryzmat betonu, szczególnie istotne wydają się dwa cele, tj. Cel 12: Zapewnić wzorce zrównoważonej konsumpcji i produkcji oraz Cel 13: Podjąć pilne działania w celu przeciwdziałania zmianom klimatu i ich skutkom. W zadania wskazane w tych celach wpisują się założenia dokumentów opracowanych przez Cembureau, które opisują rolę przemysłu cementowego i betonowego w gospodarce niskoemisyjnej (The role of CEMENT in the 2050 LOW CARBON ECONOMY) oraz wskazują drogę do neutralności klimatycznej (Building Carbon Neutrality in Europe).

Rodzi się więc pytanie, będące jednocześnie wyzwaniem dla zurbanizowanego świata, jak nadal używać betonu, gdy kluczowy składnik jest znaczącym źródłem emisji gazów cieplarnianych.

Beton jako produkt zrównoważony

Kluczowe, w myśl przywołanych dokumentów, jest zrównoważone podejście. Beton jako produkt zrównoważony czyli taki, który jest wykonany z odpowiedzialnych materiałów, wyprodukowany w sposób etyczny, charakteryzuje go efektywny cykl życia, zapewniający możliwość usunięcia go przy minimalnym wpływie na środowisko. Zrównoważoność produktu wymaga systematycznego podejścia i współpracy podmiotów uczestniczących w całym łańcuchu dostaw, począwszy od producentów, a skończywszy na konsumentach. We wspólnym interesie leży znalezienie nowych rozwiązań, które umożliwiają zrównoważoną produkcję i konsumpcję. Kluczowe na każdym etapie cyklu życia produktu jest lepsze zrozumienie wpływu na środowisko i społeczeństwo.

Analiza emisyjności betonu w cyklu życia (rys. 2), wskazuje dwie fazy, których udział w całkowitej emisyjności produktu jest kluczowy, są to faza produktu i faza użytkowania. W okresie użytkowania produktu, wszyscy jako konsumenci musimy budować swoja świadomość i aktywność, tak aby minimalizować oddziaływanie na środowisko. Etap ten jest jednak poza strefą wpływu i możliwością oddziaływania producenta betonu. Jego rola jest kluczowa w pierwszej fazie – cradle to gate, czyli fazie produkcji, od pozyskania surowców do dostarczenia gotowego produktu.

Rys.2. Fazy cyklu życia betonu z uwzględnieniem emisyjności

Ograniczenie emisyjności betonu

Ograniczenie emisyjności betonu w koncepcji opracowanej przez Cembureau zakłada współpracę w łańcuchu wartości klinkier-cement-beton-budownictwo-karbonatyzacja, opartą na solidarnym zaangażowaniu wszystkich uczestników procesu. Koncepcja „5C” (ang. clinker-cement-concrete-construction-carbonation) dla każdego elementu określa możliwości i obszary redukcji emisji (rys. 3), wskazując przy tym technologie konieczne do tej redukcji i pożądane mechanizmy polityczne. Zakłada również stopniową realizację celu zeroemisyjności w 2050 r. jako punkt bazowy przyjmując poziom emisji w 1990 r. Należy przy tym zaznaczyć, że począwszy od 1990 r. wiele inicjatyw zostało podjętych, a wiele kluczowych działań w obszarze produkcji klinkieru i cementu już zrealizowanych.

Przemysł cementowy zainwestował znaczące środki w modernizację linii produkcyjnych, przez co istotnie obniżył poziom emisji gazowej i pyłowej oraz zapotrzebowanie energetyczne. Niemniej dalsze działania są konieczne, w tym szczególnie ważną rolę, obok sukcesywnego zwiększania zużycia paliw alternatywnych, surowców zdekarbonizowanych i poprawy efektywności termicznej procesu wypału, odgrywa technologia wychwytywania CO2. Proces produkcji cementu, również modernizowany na przestrzeni ostatnich lat, w dalszym ciągu pozostawia pole do optymalizacji, głównie w obszarze kompozycji składu cementu, tj. zmniejszania zawartości klinkieru portlandzkiego i zastępowania go ubocznymi produktami z innych gałęzi przemysłu lub składnikami o niższym śladzie węglowym, jak np. kalcynowane gliny. Również poprawa efektywności energetycznej procesu, pozwoli osiągnąć istotne ograniczenie emisji, dzięki niezakłóconej i dostępnej cenowo dostawie energii odnawialnej. Produkcja betonu, poza emisją wynikającą z cementu, którą ograniczyć można poprzez odpowiedni dobór składników, wiąże się głównie z emisją pochodzącą z transportu surowców i dostaw betonu do miejsca przeznaczenia. Budownictwo – konstrukcja betonowa jako element koncepcji 5C, także jest obszarem podatnym na optymalizację pod względem emisyjności. Kluczowe w tym punkcie będą działania dążące do poprawy efektywności energetycznej budynków, uwzględniające pojemność termiczną betonu. Szacuje się, że takie podejście pozwoli obniżyć zużycie energii na ogrzewanie i chłodzenie średnio o 25%, a w okresach szczytowego zapotrzebowania nawet o 50%. Pewien poziom optymalizacji możliwy jest również jeszcze na etapie projektowania konstrukcji, możliwe jest zmniejszenie ilość betonu w budynkach i innych obiektach budowlanych przez jego efektywniejsze wykorzystanie, przy czym kluczowe jest zagwarantowanie trwałości w założonym okresie użytkowania.

W tym kontekście interesujące jest wdrożenie modelu „projektowania pod rozbiórkę”, w którym budynek od początku opracowuje się z uwzględnieniem jego rozbiórki, a następnie ponownego użycia elementów. Warto przy tym zaznaczyć, że matryca betonowa w 100% podlega recyklingowi. Interesujące w koncepcji 5C jest uwzględnienie procesu karbonatyzacji, czyli ponownego pochłaniania przez matrycę betonową CO2 z otoczenia. Proces ten występuje naturalnie na wszystkich powierzchniach betonowych, które trwale wychwytują - wiążą CO2 (niektóre źródła podają, że może to być nawet 23% emisji procesowej CO2 ze zużywanego cementu rocznie). Dla przebiegu karbonatyzacji konieczna jest dostępność produktów hydratacji, proces ten może być zatem wykorzystany na etapie wyburzania konstrukcji betonowej, a także w procesie produkcji kruszywa z recyklingu betonu (wtórne kruszywo betonowe ma większe pole powierzchni, przez co łatwiej może wiązać CO2).

Rys.3. Możliwości redukcji w łańcuchu wartości 5C

Dążenie do obniżenia emisyjności betonu jest uzasadnione. W każdej fazie cyklu życia dostrzec można obszary wymagające działań, mających na celu optymalizację procesów i produktów. Droga do neutralności emisyjnej zakłada pewne poziomy redukcji emisyjności na ścieżkach technicznych (rys. 4), ważne jest także zapewnienie, obok rozwiązań technicznych, istnienia ram politycznych umożliwiających wdrożenie technologii oraz warunków ekonomicznych dla poczynienia koniecznych inwestycji.


Rys.4. Ścieżki techniczne osiągnięcia redukcji emisji CO2 z roku 1990 w łańcuchu wartości cementu i betonu

Informacja o emisyjności produktu

Świadome stosowanie betonu, uwzgledniające poziom emisyjności, powinno być wynikiem dostarczenia decydentom przystępnej w formie informacji. Rozwiązaniem mogą być deklaracje środowiskowe produktu (ang. EPD – Environmental Product Deklaration) lub etykietowanie produktów.

Etykietowanie betonu (jako produktu) pod względem emisyjności, jest w fazie opracowania założeń. Międzybranżowe wysiłki na rzecz standaryzacji pomiaru, raportowania i ustalenia poziomu odniesienia (benchmarku) emisji związanych z różnymi rodzajami betonu są na etapie studium. System etykietowania miałby odpowiadać graficznie etykietom energetycznym funkcjonującym w świadomości konsumentów, np. sprzętu AGD (rys. 5). System etykietowania betonu opracowywany jest przez Low Carbon Concrete Group powołaną przez Institution of Civil Engineers (ICE).

Rys.5. Koncepcja etykiety emisyjnej betonu

Deklaracje środowiskowe produktu są dobrowolne, ale wprowadzone (jako propozycja dla producentów wyrobów budowlanych) i objęte przepisami Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) Nr 305/2011 z dnia 9 marca 2011 roku ustanawiającego zharmonizowane warunki wprowadzania do obrotu wyrobów budowlanych. Deklaracja EPD pozwala na porównanie profilu środowiskowego i dokonania oceny oraz selekcji wyrobów pod względem zweryfikowanej, przez niezależną względem producenta jednostkę, efektywności ekologicznej danego produktu. EPD jest pewnego rodzaju świadectwem oceny oddziaływania produktu na środowisko na poszczególnych etapach jego wytwarzania i cyklu życia: od pozyskania materiałów, przez etap produkcji, transport, montaż, użytkowanie, aż do utylizacji i recyklingu.

Budowanie świadomości konsumentów, dostarczanie informacji o wpływie produktów na jakość życia i środowiska jest kluczowe dla zrównoważonego rozwoju i kreowania rozwoju w ramach gospodarki niskoemisyjnej. Przeciwdziałanie zmianom klimatycznym jest wyzwaniem globalnym, które nie uznaje granic. Kwestia ta wymaga skoordynowanej współpracy i rozwiązań wypracowanych na szczeblu międzynarodowym.

Autorka publikacji: dr inż. Katarzyna Synowiec

Treści powiązane

Beton posadzkowy
Beton posadzkowy
Ze względu na swoje przeznaczenie beton posadzkowy musi wyróżniać się większą wytrzymałością niż beton konstrukcyjny czy dekoracyjny. Jaki jest skład betonu na posadzkę? Z jakich składników się go produkuje? Jakie ma właściwości? W tym artykule przybliżamy beton posadzkowy.
Włókna do betonu
Włókna do betonu
Włókna do zbrojenia betonu są powszechnym dodatkiem wpływającym na właściwości mieszanki oraz związanego betonu. Poznaj rodzaje włókien, materiały wykorzystywane do ich produkcji, zastosowanie zbrojonych materiałów budowlanych, betonów wzmacnianych włóknami.
Beton podwodny
Beton podwodny
Beton ten, jak sama nazwa wskazuje, jest wyrobem specjalnego przeznaczenia. Stosowany jest w warunkach trudnych, agresywnych, wymaga więc innego składu, aby uzyskać parametry gwarantujące wytrzymałość i trwałość konstrukcji podwodnych. Poznaj cechy betonu podwodnego, jego skład i działanie i metody betonowania w wodzie.
Beton wyrobem budowlanym
Beton wyrobem budowlanym
Beton został prawnie ustanowiony wyrobem budowlanym rozporządzeniem Ministra Infrastruktury i Budownictwa z 17 listopada 2016 r., ale dopiero od 1 stycznia 2021 r. zaczęły obowiązywać wymagania wynikające z tej ustawy. Ustawodawcy przyświecała idea zwiększenia zaufania do wyrobu i podniesienia jakości rynkowej wytwarzanego betonu. To ukłon w stronę odbiorcy, nakładający jednocześnie na producenta kilka dodatkowych obowiązków.
Jak kupić beton towarowy?
Jak kupić beton towarowy?
Zbieramy informacje, na co zwrócić uwagę zamawiając beton. Jaki produkt wybrać zależnie od przeznaczenia, jakie dodatkowe usługi warto rozważyć. Przeczytajcie, jak kupować beton towarowy.
Pielęgnacja betonu
Pielęgnacja betonu
Pielęgnacja betonu to czynności wykonywane na etapie twardnienia cementu, które mają zapobiec zbyt szybkiemu odparowaniu wody, a tym samym powstaniu mikropęknięć i uzyskaniu gorszych parametrów wytrzymałościowych, mrozoodporności i mniejszej odporności na agresję chemiczną. Jak pielęgnować beton? Czy inne zabiegi wymagane są latem i zimą? Dlaczego pielęgnacja betonu jest tak ważna? O tym piszemy w tym artykule.
Pompy do betonu
Pompy do betonu
Beton, podstawowy materiał budowlany, wymaga w trakcie wznoszenia budowli przetransportowania często na znaczne wysokości. Stosowane dawniej mechanizmy linowe na wielokrążkach zastąpiły obecnie nowoczesne, zaawansowane technologicznie pompy do betonu. Sprawdzą się szczególnie tam, gdzie utrudniony jest dostęp, prace realizowane są na wysokości, trwają długo i wymagają ciągłego mieszania betonu.
Geopolimery – beton nowej generacji
Geopolimery – beton nowej generacji
Beton jest materiałem najczęściej wykorzystywanym przez człowieka. O jego popularności przesądza wysoka trwałość, wytrzymałość i łatwość formowania. Jego produkcja ma jednak negatywny wpływ na środowisko. Współczesne poszukiwanie proekologicznych technologii we wszystkich gałęziach przemysłu, w tym w budownictwie, powoduje sięgnięcie po rozwiązania znane już w starożytności.
Beton zwykły kontra beton towarowy
Beton zwykły kontra beton towarowy
Beton jest najstarszym materiałem budowlanym stosowanym do budowy różnych obiektów. Jego historia liczy ponad 9000 lat. Przez szereg wieków jego receptura ewoluowała. W dawnych czasach stosowano gips lub wapno jako czynniki wiążące beton, aby obecnie dojść do nowoczesnych, bardziej trwałych i stabilnych struktur betonu towarowego.
Beton pod ogrzewanie podłogowe
Beton pod ogrzewanie podłogowe
Chcąc uniknąć szpecących ściany grzejników coraz częściej decydujemy się na ogrzewanie podłogowe. To nowoczesne, estetyczne rozwiązanie, dodatkowo świetnie sprawdza się z instalowanymi pompami ciepła. Zastosowanie ogrzewania podłogowego wymusza dobór odpowiednich materiałów posadzkowych. Przyglądamy się, jakie rozwiązania wziąć pod uwagę, jaki zastosować beton na ogrzewanie podłogowe, aby uzyskać ciekawy efekt wizualny, wytrzymałą podłogę dobrze przepuszczającą i utrzymującą ciepło.
​Jak rysuje się przyszłość branży prefabrykacyjnej?
​Jak rysuje się przyszłość branży prefabrykacyjnej?
Rozmowa z Przemysławem Borkiem, prezesem Zarządu Pekabex Bet SA, Wiceprezesem Zarządu Pekabex SA. na temat sytuacji obecnej i prognoz dla rynku prefabrykacji.
Certyfikacja betonu towarowego
Certyfikacja betonu towarowego
Odkąd beton został uznany wyrobem budowlanym, podlega jednemu z dwóch systemów oceny i weryfikacji zgodności w zależności od zastosowania. Jakie zadania spoczywają na producencie? Co należy uwzględnić wdrażając system Zakładowej Kontroli Produkcji? Spełnienie jakich kryteriów gwarantuje uzyskanie certyfikatu?
Betonowanie zimą
Betonowanie zimą
Zima to trudny czas do wykonywania pewnych prac budowlanych. Niskie temperatury zaburzają przebieg reakcji chemicznych. Uzyskanie oczekiwanych parametrów wytrzymałościowych konstrukcji betonowej wymaga dodatkowych zabiegów i czynności, aby zagwarantować właściwy przebieg hydratacji. Przyglądamy się, jak poprawnie przeprowadzić proces betonowania zimą.
Podłoga z betonu
Podłoga z betonu
Beton z rozmachem wkroczył na salony i jest symbolem nowoczesności, otwartości na nowe trendy. Wykorzystywany jest do modnego wykańczania ścian i podłóg. W tym artykule skupiamy się na zastosowaniu betonu na podłogach wnętrz domów. Jakie korzyści daje zastosowanie tego materiału? Czy jest trudny w pielęgnacji. Jakie efekty aranżacyjne można uzyskać?
Badanie betonów
Badanie betonów
Beton, jako najczęstszy materiał budowlany, to mieszanka składników użytych w określonych proporcjach. Jego skład, ilość poszczególnych kruszyw i domieszek przesądzają o uzyskiwanych finalnie właściwościach tego wyrobu budowlanego. Stąd też konieczność stałej kontroli i badań, pozwalających na utrzymywanie deklarowanych przez producenta parametrów i dających gwarancję jakości.
What’s up doc? - wywiad z dr inż. Krzysztofem Poganem, właścicielem firmy KP-Project
What’s up doc? - wywiad z dr inż. Krzysztofem Poganem, właścicielem firmy KP-Project
Krzysztof Pogan to inżynier budownictwa, doktor nauk technicznych, ceniony ekspert z zakresu chemii budowlanej i przedsiębiorca, oferujący rozwiązania dla szeroko rozumianego budownictwa. Zapraszamy do lektury wywiadu z właścicielem firmy KP-Project.
Klasy betonu
Klasy betonu
Beton jest materiałem budowlanym uzyskanym z połączenia kilku składników, którego kluczowym półproduktem jest cement. Zależnie od użytego cementu i zastosowanych domieszek powstaje produkt o odmiennych parametrach i przeznaczeniu. W celu znormalizowania betonu, a tym samym zagwarantowania odbiorcy produktu o oczekiwanej jakości i właściwościach wprowadzono klasy betonu.
Zielone budownictwo
Zielone budownictwo
Zielone budownictwo polega na tworzeniu budynków o ograniczonym negatywnym wpływie na środowisko przy jednoczesnym komforcie ich użytkowania. Chodzi o wprowadzanie proekologicznych rozwiązań na etapie projektowania, budowy i eksploatacji nieruchomości.
Cement ekologiczny
Cement ekologiczny
Cement stanowi główny składnik betonu. Zależnie od rodzaju jego zastosowania otrzymuje się beton o różnych parametrach i właściwościach. Wysoko zaawansowany technologicznie cement TioCem® oprócz walorów estetycznych ma gwarantować pozytywny wpływ na ochronę środowiska poprzez swoje właściwości fotokatalityczne skutkujące redukcją zanieczyszczeń. To zatem kluczowy składnik betonu ekologicznego.
Nawierzchnie betonowe czy asfaltowe?
Nawierzchnie betonowe czy asfaltowe?
Królujące dawniej na polskich drogach nawierzchnie asfaltowe coraz częściej zastępowane są przez betonowe. Co przesądza o wyborze? Czy można jednoznacznie stwierdzić, która technologia jest lepsza? Jakie są wady i zalety każdego rozwiązania? O tym więcej w poniższym artykule.
Naprawa betonu
Naprawa betonu
Choć beton to materiał budowlany cechujący się wysoką trwałością i wytrzymałością, w długiej perspektywie ulega działaniu czynników powodujących pęknięcia, ubytki, ukruszenia. Wiele z nich w prosty sposób można zniwelować i przywrócić pierwotny wygląd i funkcjonalność konstrukcji. Dowiedzcie się, jakie są przyczyny i rodzaje ubytków betonowych oraz jak je naprawiać.

Komentarze

brak komentarzy…