Beton przyjazny środowisku: nowoczesne technologie w walce ze śladem węglowym

Opublikowano: 10/12/2024

W dobie globalnych wyzwań związanych ze zmianami klimatycznymi dążenie do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych stało się jednym z priorytetów w wielu sektorach gospodarki. Zrównoważony rozwój staje się coraz ważniejszym aspektem działalności gospodarczej, zarówno w sektorze prywatnym, jak i publicznym. W obliczu rosnącej świadomości społecznej i politycznej dotyczącej zmian klimatycznych firmy oraz instytucje są zmuszone do zmiany swoich praktyk i wdrażania strategii zmniejszających ich wpływ na środowisko.

Unia Europejska w ramach Zielonego Ładu Europejskiego (European Green Deal) zobowiązała się do osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku. Polska jako członek Unii Europejskiej również zobowiązała się do realizacji działań prowadzących do tego celu. Jednak aby ją osiągnąć, niewystarczające będzie samo ograniczenie zużycia paliw kopalnych i rozwój odnawialnych źródeł energii czy energetyki jądrowej. W całej gospodarce potrzebne będzie postawienie na nowoczesne metody oceny oraz minimalizowania śladu węglowego.

W niniejszym artykule przyjrzymy się, jak metoda LCA (Life Cycle Assessment) może być stosowana w praktyce, zilustrujemy to konkretnymi przykładami oraz omówimy, jak integracja nowych technologii, tj. CCUS (Carbon Capture Utilization and Storage), może wspierać osiąganie celów klimatycznych zarówno na poziomie krajowym, jak i europejskim.

Ocena cyklu życia (LCA) – klucz do zrównoważonego rozwoju

Ocena cyklu życia (LCA, Life Cycle Assessment) to metodyka stosowana do oceny wpływu na środowisko produktów, procesów lub usług na wszystkich etapach ich życia – od wydobycia surowców przez produkcję, użytkowanie aż po utylizację. Jest to narzędzie analityczne, które pomaga zidentyfikować i zmniejszyć negatywne skutki środowiskowe w cyklu życia produktu.

LCA pozwala również na porównanie różnych wariantów materiałowych i technologicznych, co jest niezwykle istotne w kontekście wdrażania nowych rozwiązań. Dzięki temu narzędziu można dokonać obiektywnej oceny, który materiał lub technologia są bardziej przyjazne dla środowiska. Narzędzie to z powodzeniem wykorzystuje się w analizie wpływu budownictwa na środowisko. Należy przy tym pamiętać, że przemysł budowlany odpowiada za około 39% całkowitej emisji gazów cieplarnianych na świecie. Dzięki użyciu narzędzia analizy cyklu życia inwestorzy i projektanci mogą podejmować świadome decyzje dotyczące wyboru materiałów oraz technologii, kluczowe dla powstawania bardziej zrównoważonych projektów.

Ślad węglowy betonu i wykorzystanie analizy LCA

Beton jest jednym z najczęściej używanych materiałów budowlanych na świecie, jednak jego produkcja wiąże się z ogromnym śladem węglowym. Proces produkcji cementu, kluczowego składnika betonu, jest szczególnie energochłonny i emituje znaczne ilości dwutlenku węgla. Właśnie dlatego ocenę cyklu życia (LCA) stosuje się do analizy i minimalizowania wpływu betonu na środowisko. LCA umożliwia dokładne śledzenie emisji CO2 na wszystkich etapach życia betonu – od wydobycia surowców przez produkcję, transport i użytkowanie aż po utylizację.

Źródło: AdobeStock/ Autor: Aisyaqilumar

Dzięki temu można identyfikować najbardziej emisyjne fazy i wdrażać strategie zmniejszające ślad węglowy, np. poprzez zastąpienie tradycyjnego cementu portlandzkiego cementami o wyższej zawartości dodatków mineralnych (takich jak popiół czy żużel wielkopiecowy) o mniejszej emisji CO2. Dodatkowo technologie takie jak Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) mogą być stosowane w cementowniach, aby wychwytywać i magazynować emisje CO2 pochodzące z procesu produkcji, co również przyczynia się do osią-gania celów klimatycznych.

Konsultanci Sweco Polska wraz z zespołem Holcim Polska przygotowali analizę śladu węglowego dla przykładowego typowego obiektu infrastrukturalnego – wiaduktu oraz dla budynku wielorodzinnego. Analiza miała pokazać, jak wprowadzenie usprawnień do produkcji cementu i betonu może przyczynić się do redukcji śladu węglowego.

W analizie uwzględniono różne warianty materiałowe, w tym beton wyprodukowany przy użyciu nowoczesnej technologii CCUS (Carbon Capture Utilization and Storage), która pozwala na znaczne zmniejszenie emisji CO2 związanych z procesem produkcji cementu i betonu, oraz betony z wykorzystaniem cementu niskoemisyjnego CEM II oraz CEM V i cementu portlandzkiego CEM I.

TECHNOLOGIA CCUS (CARBON CAPTURE UTILIZATION AND STORAGE)

Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCUS) to nowa technologia mająca na celu ograniczenie emisji CO2 poprzez wychwytywanie dwutlenku węgla ze źródeł jego emisji, takich jak elektrownie i procesy przemysłowe, a następnie składowanie go pod ziemią w formacjach geologicznych. Technologię tę można również zastosować do biogenicznego dwutlenku węgla pochodzącego ze spalania na dużą skalę, potencjalnie umożliwiając ujemną emisję dwu-tlenku węgla. Wychwycony CO2 można także wykorzystać jako surowiec w przemyśle wytwórczym w procesie znanym jako wychwytywanie i utylizacja dwutlenku węgla (CCU).

Przykładem projektów CCS może być cementownia Brevik firmy Heidelberg Materials zlokalizowana w Porsgrunn w Norwegii. Instalacja ta ma na celu osiągnięcie zerowej emisji netto do 2030 roku, a uruchomienie instalacji wychwytywania dwutlenku węgla ma nastąpić jeszcze w roku 2025. Wychwycony dwutlenek węgla będzie transportowany i składowany przez Northern Lights, czyli pierwszą komercyjną linię do transportu wychwyconego CO2 na Morzu Północnym.

Holcim Polska jako pierwszy w Polsce producent cementu i betonu zdecydował się zainwestować w instalację wychwytywania dwutlenku węgla. Nowoczesna instalacja CCUS powstanie w cementowni Kujawy. Obecnie trwają prace projektowe.

Projekty te ilustrują potencjał CCS w zakresie redukcji emisji w sektorach trudnych do ograniczenia tej emisji, wspierając przy tym przejście na gospodarkę niskoemisyjną.

Analiza LCA wiaduktu z wykorzystaniem produktów Holcim Polska / Autor: Kinga Kluj, Sweco Polska

Wiadukt drogowy

Wiadukt drogowy jest obiektem o wysokiej intensywności materiałowej, co czyni go istotnym źródłem emisji CO2. Dla analizowanego, typowego wiaduktu założono 1 666 m3 betonu oraz ponad 55 ton stali zbrojeniowej. W analizie uwzględniono warianty materiałowe o różnej emisyjności betonów.

Analiza wykazała, że zastosowanie betonów z użyciem technologii CCUS pozwoliło na obniżenie śladu wbudowanego wiaduktu o około 70% względem betonów standardowych (generic), o około 55% względem betonów wykonanych z wykorzystaniem cementu CEM I i o około 50% względem betonów wykonanych z wykorzystaniem cementu CEM II.

W przypadku wiaduktu w najmniej korzystnym wariancie, z wykorzystaniem betonu standardowego, beton odpowiada za około 77% emisji w zakresie wbudowanego śladu węglowego. Drugim kluczowym materiałem jest stal zbrojeniowa, której udział to około 9%.

Źródło: AdobeStock / Autor Aisyaqilumar

Budynek wielorodzinny

W przypadku budynku wielorodzinnego analiza LCA uwzględniała betony standardowe (generic), betony nisko-emisyjne EcoPact wykonane na cemencie EcoPlanet bez wykorzystania technologii CCUS i betony z wykorzystaniem cementu wyprodukowanego z zastosowaniem technologii CCUS. Rozpatrywanym budynkiem mieszkalnym był nowo projektowany 10-kondygnacyjny obiekt o łącznej powierzchni użytkowej mieszkań i usług w par-terze około 6 000 m2 i powierzchni całkowitej blisko 15 000 m2. W obiekcie przewidziano 114 mieszkań.

Analiza wykazała, że zastosowanie betonów wyprodukowanych z użyciem technologii CCUS pozwoliło na obniżenie śladu wbudowanego obiektu o około 36% względem betonów standardowych (generic) i o około 14% względem betonów niskoemisyjnych EcoPact wyprodukowanych z wykorzystaniem cementu EcoPlanet.

Udział emisji pochodzących z betonu w śladzie węglowym obiektu w przypadku betonów standardowych (generic) stanowił 39%, w przypadku betonów EcoPact wyprodukowanych z wykorzystaniem cementu EcoPlanet – 23%, natomiast w przypadku betonów wyprodukowanych z użyciem technologii CCUS – 11%.

Patrząc dalej wyłącznie na emisje związane z zastosowaniem betonu w obiekcie, wykorzystanie betonu wyprodukowanego z użyciem technologii CCUS pozwoliło ograniczyć emisje tego materiału o około 82% względem betonów standardowych (generic) i o około 59% względem betonów niskoemisyjnych EcoPact wyprodukowanych z wykorzystaniem cementu EcoPlanet. Drugim kluczowym dla wbudowanego śladu materiałem jest stal zbrojeniowa, której udział stanowi blisko 15% w przypadku wariantu budowy obiektu z wykorzystaniem betonu standardowego. Optymalizacja i rozważny dobór pod kątem wpływu na środowisko tych dwóch materiałów daje zatem największe możliwości w zakresie obniżenia śladu węglowego obiektu.

Zmniejszenie śladu węglowego to krok do osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju

Dla producenta betonu zmniejszenie śladu węglowego oznacza nie tylko lepszą pozycję na rynku. W czasach, gdy coraz więcej firm budowlanych, inwestorów i deweloperów stawia na ekologiczne rozwiązania, beton z niską emisją CO2 staje się atrakcyjniejszym wyborem. Z kolei firmy budowlane czy inwestorzy, wybierając niskoemisyjny beton, aktywnie działają na rzecz ochrony środowiska, budując swoją reputację odpowiedzialnego i innowacyjnego gracza na rynku.

Jednak przede wszystkim istotne jest zmniejszenie emisji CO2, które umożliwia spełnienie coraz bardziej rygorystycznych norm i regulacji dotyczących ochrony środowiska. Może się to przełożyć na wyższą wartość rynkową nieruchomości i umożliwić zdobycie lepszych wyników w certyfikacjach ekologicznych budynków, takich jak LEED, BREEAM, DGNB czy spełnienie wymagań Taksonomii dla budynków.

Zmniejszenie śladu węglowego produkcji betonu to krok w dobrą stronę, który może stanowić inspirację dla innych branż i firm dążących do osiągania celów zrównoważonego rozwoju. Wprowadzenie nowoczesnych technologii i innowacyjnych rozwiązań nie tylko chroni środowisko, ale również przynosi wymierne korzyści ekonomiczne i społeczne.

Podsumowując – zielona rewolucja w biznesie to nie tylko modne hasło, ale realna konieczność, której każdy odpowiedzialny producent powinien sprostać. Analiza śladu węglowego (LCA) wykonana we współpracy firm Sweco Polska oraz Holcim Polska pokazuje, że redukcja śladu węglowego jest możliwa i przynosi liczne korzyści. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii, optymalizacji procesów produkcyjnych i wykorzystaniu alternatywnych materiałów możliwe jest tworzenie produktów bardziej przyjaznych środowisku.

Zrównoważony rozwój to wspólna odpowiedzialność producentów, inwestorów i całego społeczeństwa. Wybierając produkty o mniejszym śladzie węglowym, wspieramy ochronę środowiska i promujemy zrównoważone praktyki, które są kluczowe dla przyszłości naszej planety, a przykład firmy Holcim Polska jest dowodem na to, że nawet w tak tradycyjnej branży jak budownictwo można dokonać znaczących zmian na rzecz zrównoważonego rozwoju.

Autorzy

DARIUSZ KURYŚ
Business Development Manager w Holcim Polska

Od początku pracy zawodowej związany z budownictwem, a od 20 lat z przemysłem cementowym i betonowym. Przez ostatnie lata z powodzeniem realizuje projekty w obszarze marketingu produktowego oraz strategicznego. W Holcim Polska odpowiada za obszar obejmujący produkty i rozwiązania dwóch linii biznesowych: cement i beton. Jest odpowiedzialny za zarządzanie produktami, propozycję wartości na styku produkt– rynek. Ma szeroką wiedzę o rynku materiałów i rozwiązań budowlanych. Przeciwnik betonozy, propaguje właściwe wykorzystanie betonu. Podejmuje działania na rzecz zmiany oblicza cementu i betonu. Uważa, że „betonoza” to zasługa ludzi, a nie samego materiału, jakim jest beton. Odpowiadał m.in. za wdrożenie niskoemisyjnych cementów i betonów ECOPlanet i ECOPact, a także przygotowanie pierwszych deklaracji środowiskowych EPD. W wolnych chwilach fotografuje i kontempluje przyrodę.

MARCIN CIERPISZ
Starszy Inżynier ds. Zrównoważonego Rozwoju w Sweco Polska

Marcin Cierpisz to doświadczony profesjonalista z bogatym zapleczem w obszarze zrównoważonego rozwoju, inżynierii oraz zarządzania projektami. Obecnie pełni funkcję Chief Sustainability Officer i Sustainability Manager w Sweco Polska, gdzie odpowiada za koordynację raportowania emisji gazów cieplarnianych (GHG) oraz kierowanie działaniami prowadzącymi do osiągnięcia celów klimatycznych. Pełni również rolę asesora BREEAM oraz konsultanta DGNB, wspierając praktyki budownictwa zrównoważonego. Posiada ponad 9-letnie doświadczenie w dziedzinie zrównoważonego rozwoju, ze szczególną specjalizacją w zarządzaniu kontraktami, wdrażaniu zrównoważonych rozwiązań i certyfikacji budynków. Marcin Cierpisz jest absolwentem Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego, gdzie uzyskał tytuł magistra inżyniera na kierunku inżynieria mechaniczna.

Tekst ukazał się w 4(29)2024 numerze magazynu Tygrysy Biznesu