Budownictwo o obiegu zamkniętym – szansa, której nie możemy zmarnować

Opublikowano: 31/01/2022

Czy wiesz, że: miasta zużywają ponad 75% wszystkich zasobów naturalnych i aby zaspokoić globalny wzrost liczby ludności musimy co tydzień, przez następne 30 lat, budować miasto wielkości Paryża?

Kluczowe rozwiązania polegają zatem na zmianie procesów i materiałów wykorzystywanych w środowisku zurbanizowanym. Na podstawie przykładów przedstawionych w najnowszym raporcie:

• ponad 50% emisji CO₂ z przemysłu ciężkiego można ograniczyć dzięki gospodarce cyrkularnej;
• inicjatywy gospodarki cyrkularnej mogłyby zredukować 40% emisji CO₂ generowanych przez produkcję cementu, tworzyw sztucznych, stali i aluminium na potrzeby infrastruktury;
• renowacja może przynieść redukcję emisji dwutlenku węgla nawet o 59%.

Aby zwiększyć skalę oddziaływania cyrkularności, musimy odejść od indywidualnych projektów na rzecz myślenia systemowego. Niniejszy raport przedstawia 3 kluczowe trendy. Opisuje studia przypadków działań o charakterze obiegu zamkniętego, koncentruje się na wykorzystaniu materiałów oraz narzędzi cyfrowych w obiegu zamkniętym, a także identyfikuje kroki podjęte w celu osiągnięcia większej cyrkularności.

Trend 1: Zmiany klimatyczne i potrzeba zmian

Kiedy bagrowanie przekształca odpady w wartość

Bagrowanie. Słowo to w potocznym znaczeniu nawiązuje do pozbywania się czegoś bezwartościowego lub niechcianego, na przykład odpadów. Jednak w gospodarce o obiegu zamkniętym bagrowanie odgrywa nie tylko pewną rolę, ale może stać się samo w sobie wartościowe.

„Produkowana przez nas płytka przepuszczająca wodę jest wykonana z osadów uzyskiwanych z bagrowania” – mówi Wies van Lieshout, współzałożyciel holenderskiego start-upu Waterweg. „Jest to produkt cyrkularny, dostosowany do klimatu. Płytki są wykonane z odpadów osadów rzecznych i stanowią rozwiązanie problemu powodzi w miastach. Bagrowanie jest narzędziem, którego używamy, aby wywrzeć wpływ.”

Latem 2021 roku w całej Europie doszło do powodzi, a w połączeniu ze zmianami klimatycznymi nie jest to zjawisko, które prawdopodobnie samo zniknie. Sam recykling nie wystarcza już do osiągnięcia poziomu gospodarki, która jest prawdziwie cyrkularna.

„Podczas budżetowania i planowania finansowego musimy naprawdę wyjść poza tworzenie przestrzeni dla produkcji i zatrudnienia – to całkowita zmiana sposobu myślenia” – mówi Kathleen Van de Werf, Kierownik ds. rozwoju biznesu w BUUR, części Sweco. „Musimy myśleć o przyszłości przestrzeni i miast. Nie chodzi tu tylko o zamykanie pętli cyrkularnych.”

Choć światowe miasta zajmują obecnie mniej niż 4% powierzchni kuli ziemskiej, są domem dla 55% populacji globalnej. Zużywają one ponad 75% naszych zasobów naturalnych, produkują ponad 50% wszystkich globalnych odpadów i emitują 60-80% globalnych gazów cieplarnianych. Są to objawy linearnego modelu ekonomicznego typu „weź-zrób-wyrzuć.” A miasta wciąż się rozrastają: do 2050 roku dwie trzecie populacji będzie mieszkać w miastach.

Taka sytuacja wymaga zmiany.

„Jeśli nie można czegoś zredukować, ponownie wykorzystać, naprawić, przebudować, odnowić, odsprzedać, poddać recyklingowi lub kompostować, to należy to ograniczyć, przeprojektować lub usunąć z produkcji.”

Tak śpiewał już 20 lat temu Pete Seeger, amerykański piosenkarz ludowy i działacz społeczny. Dziś potrzeba zmian staje się coraz bardziej oczywista.

Wizualizacja budynku Ströms w Göteborgu bazuje na śladzie węglowym z całego cyklu jego życia. Narzędzia do wizualizacji mogą mieć kluczowe znaczenie dla wskazania aspektów związanych z cyrkulacją, takich jak potencjał ponownego wykorzystania, recyklingu i upcyklingu.

Trend 2: Wyczerpują się zasoby naturalne i myślenie cyrkularne staje się koniecznością

Europejska obietnica cyrkularna

W marcu 2020 roku Komisja Europejska przyjęła Plan działania na rzecz gospodarki cyrkularnej jako część Europejskiego Zielonego Ładu, którego celem jest osiągnięcie do 2050 roku gospodarki neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla, zrównoważonej, nietoksycznej i w pełni cyrkularnej.

W ramach tego planu od 2020 roku 70% wszystkich odpadów budowlanych musi być poddawanych recyklingowi, co przyspieszy przejście branży budowlanej ze strategii linearnej na cyrkularną.

Wiele krajów europejskich przedstawiło własną agendę. W 2016 roku Finlandia stała się pierwszym krajem na świecie, który przygotował strategiczny krajowy plan działań dla gospodarki cyrkularnej do 2035 roku. Dania poszła w jej ślady, uruchamiając swoją strategię gospodarki cyrkularnej w 2018 roku, tak aby w pełni wdrożyć ją do 2022 roku. Kolejnym przykładem jest Wielka Brytania, która ma zasadniczo taki sam plan jak Komisja Europejska.

W 2021 roku powstał międzynarodowy sojusz państw o nazwie Światowy Sojusz na rzecz Gospodarki Cyrkularnej i Efektywnego Gospodarowania Zasobami (GACERE), którego celem jest napędzanie globalnej konwersji cyrkularnej. Rosnąca liczba miast również przygotowała plany gospodarki cyrkularnej, plany działania lub deklaracje, z których kilka poprzedza Plan Działań na rzecz Gospodarki Cyrkularnej 2020. Amsterdam, Londyn, Glasgow, Kopenhaga – to tylko niektóre z miast, które uznają potrzebę istnienia miast posiadających ostateczne plany zwiększenia cyrkularności w ramach ich własnych systemów zasobów miejskich.

Plany te na nowo postrzegają miasta jako systemy zasobów o obiegu zamkniętym i określają plany działania, które mają na celu przekształcenie tego sposobu myślenia w rzeczywistość.

Ilustracja Sweco: Życie społeczeństwa o obiegu zamkniętym.

Trend 3: Myślenie regeneracyjne: możliwości dla skalowalnych systemów cyrkularnych – eliminacja starych materiałów i nawyków

Ponad połowa emisji CO₂ w UE pochodzących z przemysłu ciężkiego mogłaby zostać zredukowana poprzez przyjęcie gospodarki cyrkularnej. W ambitnym scenariuszu, według szwedzkiej firmy konsultingowej Material Economics, do 2050 roku z 530 milionów ton można by zredukować 296 milionów ton.

Takie plany przekładają się również na czysto ekonomiczne zyski. Całkowity koszt dostarczania towarów i usług w kluczowych łańcuchach wartości UE, takich jak mobilność, mieszkalnictwo i żywność, mógłby zostać zmniejszony aż o 535 mld EUR rocznie dzięki przejściu na gospodarkę cyrkularną. Ponadto gospodarka cyrkularna w Europie do 2030 roku może potencjalnie zwiększyć PKB UE o dodatkowe 0,5% i stworzyć około 700.000 miejsc pracy.

Budowanie przez następne 30 lat, co tydzień, miasta wielkości Paryża może wydawać się niedorzecznym planem i skandalicznym marnotrawstwem zasobów [1]. Ale jest to dokładnie taka skala, jaka jest potrzebna do zbudowania infrastruktury zdolnej pomieścić globalną populację, która ma wzrosnąć o 22% do 9,7 miliarda w 2050 roku. Szacuje się, że 60% infrastruktury potrzebnej do zaspokojenia tego wzrostu dziś nie istnieje. Nietrudno wyobrazić sobie obciążenie środowiska i niedobór materiałów, do których doprowadziłoby tak trudne wyzwanie, biorąc pod uwagę obecną trajektorię konsumpcji.

Szacuje się, że obecnie około 39% całkowitej światowej emisji gazów cieplarnianych pochodzi z branży budowlanej. Jednocześnie odpady budowlane i rozbiórkowe stanowią prawie 30% wszystkich odpadów w UE.

Inicjatywy gospodarki cyrkularnej mogłyby ograniczyć nawet o 40% emisję CO₂ powstającą przy produkcji cementu, tworzyw sztucznych, stali i aluminium, które są niezbędne do zaspokojenia naszych przyszłych potrzeb infrastrukturalnych. Wdrożenie zasad projektowania cyrkularnego podczas budowy, a także zarządzanie budynkami jako dynamicznymi systemami zasobów w trakcie ich życia, może zmniejszyć zużycie energii i materiałów, a także umożliwić dłuższą żywotność, bardziej elastyczne użytkowanie i lepsze utrzymanie budynków.

W 2018 r. całkowita emisja dwutlenku węgla wyniosła 55,3 GtCO2e. 21% tych emisji było związanych z produkcją materiałów, a 9% było spowodowane produkcją materiałów w sektorze budowlanym[2]

Przykłady i studia przypadków opracowane przez Sweco

The Green House-Utrecht, Holandia

W Holandii, „cyrkularne” budynki, takie jak The Green House w Utrechcie, przyciągnęły już wiele uwagi. Pawilon ten, zaplanowany jako laboratorium gospodarki cyrkularnej, ma służyć jako inspiracja dla gospodarki cyrkularnej, zarówno pod względem formy, jak i funkcji. Zaprojektowano go tak, aby mógł funkcjonować przez 15 lat, zanim będzie musiał zostać przeniesiony lub ponownie wykorzystany.

Jego wartość rezydualna jest wysoka, ponieważ demontaż i przeniesienie budynku po 15 latach zostały zaplanowane już w fazie projektowej. Wykorzystanie nowych materiałów zostało ograniczone poprzez zastosowanie okien z sąsiednich baraków Knoopkazerne, rury wentylacyjne spełniają normy Cradle2Cradle, wykładzina podłogowa to ponownie wykorzystany plastik, a wszystkie meble są z drugiej ręki. Poprzez media społecznościowe i serię spotkań lokalni mieszkańcy zostali zaproszeni do przedstawienia swoich pomysłów do planów. W ramach projektu powstało od 30 do 40 nowych miejsc pracy oraz przestrzenie biurowe z elastycznymi stanowiskami pracy. Podmiot prowadzący to miejsce współpracuje z restauracją Colour Kitchen, organizacją społeczną, która pomaga ludziom wejść na rynek pracy.

Renowacja, odnowienie i, w razie potrzeby, zmiana przeznaczenia, przedłużą żywotność istniejących budynków, a tym samym zmniejszą potrzebę budowy nowych. Wprowadzono również kilka środków mających na celu poprawę etapu użytkowania. Niewykorzystane przestrzenie, takie jak mieszkania i biura, mogą być współużytkowane.

Haus der Statistik – Berlin, Niemcy

Kolejnym doskonałym przykładem jest projekt Haus der Statistik w Berlinie. Budynek, w którym kiedyś mieściło się Archiwum Akt Stasi, został uratowany przed rozbiórką dzięki aukcji dzieł sztuki w 2015 roku. Inicjatywa Haus der Statistik skutkowała później utworzeniem grupy skupiającej różnych interesariuszy, takich jak instytucje, kolektywy artystyczne, architekci, fundacje i kluby.

Økern, Oslo – Norwegia

Na osiedlu Økern w Oslo trwają plany ponownego wykorzystania 18-piętrowego budynku z 1970 roku. Obliczenia wykonane przy użyciu oprogramowania One Click LCA pokazują, że gdyby budynek został zburzony i wybudowany nowy, na wytworzenie materiałów potrzeba by około 4000 ton węgla. Natomiast konserwacja i renowacja, w ramach której zachowano by większość ciężkich konstrukcji, spowodowałaby emisję około 1900 ton węgla – co oznacza redukcję emisji o około 55%.

Ten wieżowiec z 1970 roku został wykorzystany ponownie. Elementy krajobrazu, które zostały utracone przez dziesięciolecia, zostaną odtworzone dzięki budowie Centrum Økern w Oslo, Norwegia. Ilustracja: A-LAB i Økern Sentrum.

Miasto Helsinki, Finlandia

Inny przykład zastosowania tego samego podejścia znajdujemy w Finlandii. Miasto Helsinki dąży do osiągnięcia neutralności węglowej do 2035 roku. Cel ten jest ambitny i wymaga wdrożenia szerokiego zakresu działań. W jednej z dzielnic Helsinek budynki, które powstały głównie w latach 60. i 70. ubiegłego wieku, wymagają obecnie gruntownej renowacji. Według obliczeń Sweco taka renowacja może przynieść redukcję emisji dwutlenku węgla nawet o 59%. Zachowanie istniejących konstrukcji nośnych, w szczególności stalowych i betonowych, miało ogromny wpływ na obniżenie emisji dwutlenku węgla. Co więcej, analiza kosztów budowy wykazała, że renowacja byłaby bardziej opłacalna niż budowa nowego budynku.

Circle House, Lisbjerg, Dania

W duńskim mieście Lisbjerg powstanie pierwszy na świecie społeczny projekt mieszkaniowy o charakterze cyrkularnym. Sweco jest częścią tego projektu, który ma zostać ukończony na wiosnę 2023 roku. Projekt dąży do tego, aby 90% elementów budynku można było zdemontować i zrekonstruować w celu wykorzystania ich w przyszłych budynkach, bez ponoszenia dodatkowych kosztów.

Sweco dołącza do zwycięskiego zespołu: realizacja pierwszego na świecie publicznego budownictwa mieszkaniowego zbudowanego zgodnie z zasadami cyrkularnymi. Oznacza to, że budynek może zostać ponownie rozebrany, a celem jest, aby 90% materiałów użytych do budowy mogło być ponownie wykorzystane bez utraty znaczącej wartości. Wizualizacja: RUM

Wizja Sweco: rozwiązania pozwalające na przemyślenie procesu na nowo: digitalizacja i materializacja

Materializacja

Górnictwo miejskie i paszporty materiałowe

Wszystko ma swój koniec. Tak samo jest z cyklem życia budynku. Koniec ten może jednak stać się nowym początkiem. Zamiast redukować budynek do gruzu lub usuwać na wysypisko, budynek – po zakończeniu eksploatacji – powinien być postrzegany jako „bank materiałów” będący źródłem nowych materiałów. Informacje o takich materiałach są jednak trudno dostępne. Stare budynki są słabo udokumentowane, ilość informacji na temat wymiarów elementów lub jakości komponentów/materiałów jest niewielka lub nie ma takich informacji wcale, a często brakuje również wymaganej dokumentacji.

Aby zwiększyć identyfikowalność materiałów w budynku, można by wprowadzić paszporty materiałowe. Paszporty takie dostarczają informacji o rodzaju i wartości materiałów w konstrukcji, a także o tym, jak łatwo można je zdemontować i odzyskać. Holenderska firma Madaster opracowała cyfrową bibliotekę materiałów, gdzie budynki są rejestrowane wraz z materiałami i produktami, które zostały użyte do ich budowy.

„Dwadzieścia lat temu wszystko w mieście koncentrowało się na jak najszybszej produkcji domów. Jest to nadal ważne, ale obecnie poświęcamy więcej czasu na robienie tego, co jest właściwe” – mówi Alfons Oude Ophuis. Jest on Kierownikiem projektu Beach Island, jednej z sześciu nowych wysp w Amsterdamie odzyskanych z morza przy użyciu piasku przewożonego przez łodzie napędzane paliwem niskoemisyjnym.

Każdy, kto będzie chciał budować dom na tej wyspie, będzie musiał dostarczyć dla swojego budynku „paszport materiałowy”, tak aby w przypadku jego rozbiórki miasto mogło ponownie wykorzystać jego części.

Inwestowanie w ponowne wykorzystanie istniejącego portfela nieruchomości ma znaczenie kluczowe. Hotel Blique by Nobis w Sztokholmie jest świetnym przykładem tego, jak istniejący budynek z lat trzydziestych XX wieku został wykorzystany ponownie w celu ograniczenia emisji klimatycznych.

Architekci: Ewa Buhr-Berg i Karin Hurtig w Sweco, fot.: Jeanette Hägglund

Podczas renowacji, która została zakończona w 2019 roku, wartość „nowej ceny” materiałów pochodzących z recyklingu została oszacowana na 86 milionów SEK, a wielkość zaoszczędzonych emisji klimatycznych była równa 3600 tonom dwutlenku węgla, co odpowiada 25,5 milionom SEK [3].

„Ważne jest, aby ocenić potencjał recyklingu budynku na wczesnym etapie przy użyciu różnych dostępnych środków w połączeniu z narzędziami cyfrowymi, które mogą opracowywać różne scenariusze. Dzięki inteligentnemu modelowaniu 3D możemy pozwolić komputerowi obliczyć oszczędności klimatyczne już na wczesnym etapie, a tym samym kontrolować projekt od samego początku” – mówi Elise Grosse, Kierownik ds. zrównoważonego rozwoju w budownictwie i nieruchomościach w Sweco.

Innym przykładem jest biurowiec Epic w Malmö, w którym Skanska wykorzystała butelki PET jako materiały dźwiękochłonne, beton z kopenhaskiego metra jako płytki podłogowe, a stare ramy okienne jako drewniane panele. Z kolei w przypadku budynku biurowego August Gate 13 w Oslo rozbudowa i przebudowa tego budynku obejmowała znaczną część materiałów oraz części budowlanych pochodzących z recyklingu. Jest to największy tego typu projekt w Norwegii.

W projekcie przy Stationsplein w holenderskim mieście Leiden miały zostać wyburzone dwa budynki. We współpracy z władzami miasta Lejda Sweco podjęło decyzję, aby podejść do specyfikacji budynków i ogólnych wymagań dotyczących ich rozbiórki w sposób cyrkularny, tak aby osiągnąć ambitną wizję zrównoważonego rozwoju tego obszaru.

„W trakcie procesu uzyskano wiele informacji na temat tego, co można, a czego nie można zrobić w ramach specyfikacji budowlanych i ogólnych wymagań dotyczących gromadzenia materiałów cyrkularnych. Ta wiedza zostanie wykorzystana w przyszłych umowach dotyczących rozbiórki budynków zawieranych zarówno przez Sweco, jak i władze miasta Lejda” – mówi Richard Koops, Dyrektor ds. gospodarki cyrkularnej w Sweco w Holandii.

Ponowne wykorzystanie materiałów i zachowanie wartości to aspekty Specyfikacji zbiorów cyrkularnych.

Aby ułatwić ponowne wykorzystanie materiałów budowlanych, zarówno podmioty prywatne, jak i komunalne w mieście Borlänge w Szwecji połączyły siły w ramach wyjątkowego projektu – Dala Recycling Depot.

„Materiały budowlane, które wcześniej były wykorzystywane do ogrzewania, stanowią około 30% ilości odpadów. Przemysł budowlany w ogóle nie zajmował się recyklingiem, lecz kierował się mottem ‘im więcej można zburzyć i wyrzucić, tym lepiej’. Takie podejście nie może być słuszne” – mówi Ola Berglund, Kierownik ds. roszczeń w firmie ubezpieczeniowej Länsförsäkringar Dalarna i jedna z inicjatorek.

Celem krótkoterminowym jest sprzedaż co najmniej 2500 ton materiałów do roku 2023, co oznacza, że ilość nowo produkowanych materiałów budowlanych odpowiednio się zmniejszy. Długoterminowym celem na rok 2030 jest to, aby dzięki składowi materiałów budowlanych recykling stał się normą we wszystkich projektach budowlanych w Borlänge. W roku 2030 sprzedaż wyniesie 4000 ton materiału rocznie.

Podobny cel ma Rotor DC w Brukseli, firma będąca własnością pracowników. Współpracuje ona z wykonawcami, organizacjami non-profit i innymi firmami, aby stać się centralną częścią regionalnego ekosystemu ponownego wykorzystywania materiałów budowlanych na dużą skalę. Construction City, związek firm budowlanych w Ulven w Oslo, jest kolejnym przykładem potencjału ponownego wykorzystywania materiałów budowlanych. Związek ten skupia swoją uwagę głównie na betonie. Projekt ma potencjał do ponownego wykorzystania lub recyklingu 70-90% betonu, co odpowiada 3400 tonom, poprzez ponowne wykorzystanie i rekonfigurację elementów. W rezultacie ma on na celu zmniejszenie całkowitej emisji dwutlenku węgla o 952 tony.

Ta sama zasada projektowania i modeli biznesowych dla ciągłych cykli odnosi się również do elementów budynku w trakcie jego cyklu życia. Systemy oświetleniowe, grzewcze, wentylacji, klimatyzacji i inne wymagają ciągłego serwisowania. Modele usług produktowych, w których płaci się za światło, ciepło, wentylację, a nie za sam sprzęt, zachęcają instalatorów do projektowania wszystkich komponentów w taki sposób, aby były łatwe w montażu i nadawały się do ponownego użycia. Projektanci i budowniczowie mogą odegrać swoją rolę w ciągłej regeneracji usług w budynkach, zapewniając otwarte projekty, w których instalacje mogą być dostępne i usuwane, a nie zamurowywane. Budynek jest zasobem dynamicznym przez cały czas jego istnienia, a nie tylko pod koniec jego cyklu życia.

Digitalizacja

Transformacja cyfrowa i nowe modele biznesowe

Różne rodzaje narzędzi technologii informacyjnych i komunikacyjnych (ICT) mogą wspierać modele biznesowe we wszystkich fazach gospodarki cyrkularnej. Na przykład, modelowanie informacji o budynku ułatwia zarządzanie informacjami dla wszystkich zainteresowanych stron. Na etapie użytkowania inteligentne urządzenia monitorujące mogą przewidywać problemy i przewidywać potrzebę konserwacji. Internet rzeczy (IoT) umożliwi obliczenia wskaźników starzenia się w oparciu o warunki środowiskowe, które są niezbędne do tego, aby pomóc w odróżnieniu produktów wymagających naprawy od tych, które wymagają recyklingu.

Platforma Oris opracowana przez szwajcarską firmę LafargeHolcim we współpracy z IBM, ilustruje sposób, w jaki sztuczna inteligencja może zostać wprowadzona do projektowania infrastruktury. Ta platforma cyfrowa wykorzystuje do budowy dróg materiały wtórne pochodzące z rozbiórek i innych źródeł, a jej projekt jest zoptymalizowany pod kątem dostępnych materiałów. Zdaniem tych firm platforma do optymalizacji projektowania dróg może obniżyć koszty projektu drogowego nawet o jedną trzecią, a emisję dwutlenku węgla o połowę, zwiększając jednocześnie trzykrotnie trwałość i żywotność dróg.

Elementy budynku, takie jak systemy oświetleniowe, grzewcze, wentylacji i klimatyzacji mogą być eksploatowane jako usługi, a nie produkty, które są kupowane i instalowane. Lotnisko Schiphol w Holandii kupuje oświetlenie na zasadzie pay per lux, płacąc za światło, które jest zużywane, a nie za żarówki. Z uwagi na to, że własność aktywów pozostaje w rękach producenta lub instalatora, są oni zachęcani do projektowania ich w taki sposób, aby można je było wymienić, odnowić i ponownie włączyć do systemu. Systemy monitorowania aktywów mogą ostrzegać personel o zbliżaniu się do końca okresu użytkowania danego składnika aktywów, który powinien zostać wymieniony zanim przestanie działać, co pozwoli uniknąć zakłóceń. Inteligentne liczniki mogą monitorować wydajność i w podobny sposób diagnozować potrzebę naprawy lub wymiany. Zachęca się użytkowników do efektywnego korzystania z takich usług.

Należy dodać, że platformy takie jak Madaster, internetowy rejestr materiałów i produktów, mogą ułatwić demontaż, odzysk i ponowne wykorzystanie aktywów po zakończeniu ich cyklu życia.

Nowa perspektywa: zastosowanie digitalizacji i materializacji w praktyce

Materiał w centrum zainteresowania nr 1: Beton cyrkularny

Z raportu brytyjskiego think-tanku Chatham House wynika, że gdyby produkcja cementu była państwem, byłaby trzecim największym emitentem CO₂, ustępującym jedynie Chinom i Stanom Zjednoczonym. Produkcja cementu odpowiada za całe 8% rocznej światowej emisji CO₂.

W celu zmniejszenia śladu węglowego opracowano nowy tzw. „zielony beton”. ECOPact, produkowany przez szwajcarską firmę LafargeHolcim, przetwarza materiały pochodzące z rozbiórki budynków i generuje o 30% mniej emisji dwutlenku węgla niż standardowy beton. Produkt ten został wykorzystany do budowy mieszkań socjalnych we Francji. Kolejnym przykładem jest cement geopolimerowy, który opiera się na minimalnie przetworzonych materiałach naturalnych lub przemysłowych produktach ubocznych. Został opracowany w celu znacznego zmniejszenia śladu węglowego produkcji cementu przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej wytrzymałości.

CarbonCure, firma z siedzibą w USA, opracowała technologię polegającą na wstrzykiwaniu do betonu dwutlenku węgla pochodzącego z recyklingu, po czym ulega on mineralizacji i zostaje na stałe wbudowany w beton.

Materiał w centrum zainteresowania nr 2: Beton konopny i składane bloki budowlane

Jean Dethier, belgijski architekt i były doradca ds. wystaw architektonicznych w Centrum Pompidou w Paryżu, twierdzi, że chociaż dominującym materiałem budowlanym na świecie przez 10 000 lat było błoto, przez ostatnie 100 lat było ono niestety przez nas ignorowane. Ściany wszystkich naszych domów i budynków publicznych mogą być wykonane przy użyciu substancji wydobywanych z ziemi, które są następnie mieszane z chemikaliami i wypalane w ekstremalnych temperaturach w celu wytworzenia cegieł lub cementu. Często są transportowane setki kilometrów. Dethier od dawna jest orędownikiem budowania z ziemi – zmieszanej z wodą, uformowanej w bloki i wysuszonej na powietrzu lub po prostu ułożonej warstwami na ścianach – jako występującego w obfitych ilościach, bezkosztowego i przyjaznego dla środowiska materiału budowlanego.

Francja jest pionierem w dziedzinie betonu konopnego, który jest materiałem biokompozytowym zawierającym konopie. Niedawno oddano do użytku wykonany właśnie z tego betonu pierwszy budynek publiczny we Francji i halę sportową o powierzchni 380 m² w podparyskim Croissy-Beaubourg.

Duńska firma REXCON System pracuje nad zminimalizowaniem wpływu przemysłu na klimat za pomocą opracowanego przez firmę modułowego, składanego bloku budowlanego ReBLOCK do budowy ścian zewnętrznych. Bloki wykonane są głównie ze sklejki z ocynkowanym profilem stalowym i płytą wiórową pokrytą cementem, które chronią przed warunkami zewnętrznymi. Bloki ReBLOCK są łączone mechanicznie i są przeznaczone do wielokrotnego demontażu i ponownego montażu. Jest to korzystne z punktu widzenia cyrkularności, ponieważ umożliwia ponowne wykorzystanie, odnowienie i recykling bloków oraz materiałów.

Możliwość składania sprawia, że ReBLOCK jest bardziej wydajny podczas transportu. Przykładowo, bloczki do budowy domu o powierzchni 140 metrów kwadratowych mieszczą się na sześciu paletach EURO, co stanowi ogromną oszczędność środków transportu. REXCON System pracuje również nad stworzeniem modeli biznesowych dla odbioru produktów, co ma jeszcze bardziej zwiększyć potencjał cyrkularny bloczków.

Możliwość zmiany funkcjonalności budynku przy użyciu – w jak największym stopniu – dostępnych materiałów wtórnych i biopochodnych była celem projektu Swettehûs, nowego centrum kontroli mostów w holenderskiej prowincji Fryzja, gdzie Sweco świadczyło usługi doradcze w zakresie cyrkularności. W rezultacie powstał budynek o powierzchni 2300 metrów kwadratowych, który jest elastyczny i adaptowalny.

Swettehûs, konstrukcja cyrkularna autorstwa GEAR Architecten

„Aby zrealizować budynek, upewniliśmy się, że wszystkie części konstrukcji mogą zostać zdemontowane i że budujemy w sposób łatwy do demontowania takich konstrukcji” – mówi Jan Dijkstra, Doradca konstrukcyjny Sweco. „Demontowalny budynek znacznie ułatwia przenoszenie, zmianę lub ponowne wykorzystanie jego części. Innym zrównoważonym wyborem, którego dokonano, jest wykorzystanie jak największej ilości materiałów wtórnych pochodzących najlepiej z samej Fryzji, co dzięki krótkim odległościom transportu pozwoli na zmniejszenie emisji CO₂.”

Materiał w centrum zainteresowania nr 3: Zrównoważona infrastruktura – droga do ujemnego bilansu emisji dwutlenku węgla

Holenderska prowincja Zuid-Holland otworzyła swoją pierwszą drogę o ujemnej emisji dwutlenku węgla, dzięki współpracy pomiędzy wykonawcą budowlanym i Sweco. Droga N211 biegnie pomiędzy miastami Haga i Poeldijk. Ta część infrastruktury posiada 20 różnych zrównoważonych innowacji, które oszczędzają energię i zmniejszają emisję dwutlenku węgla.

Prace budowlane i konserwacja drogi N211 spowodowały emisję 4000 ton CO₂, natomiast 14 000 ton CO₂ zostało zaoszczędzone i zrekompensowane w trakcie budowy oraz cyklu życia drogi. Jest to możliwe dzięki zrównoważonym środkom, które zostały podjęte w fazie budowy N211. Przykłady zrównoważonych innowacji obejmują zrównoważone wytwarzanie ciepła przez ścieżkę rowerową, asfalt, który jest produkowany w niższej temperaturze, dynamiczne systemy, które przyciemniają oświetlenie przy niewielkim ruchu oraz użycie do budowy ścieżki rowerowej płytek geopolimerowych zamiast cementu.

„Nie postawiliśmy tylko na jednego konia” – mówi Floor Vermeulen, deputowany Zuid-Holland. „Emisja dwutlenku węgla, którą udało nam się zaoszczędzić lub zrekompensować, nie byłaby możliwa tylko dzięki jednej wielkiej, obiecującej innowacji. Było to możliwe dzięki integralnemu podejściu, w którym niektóre z wdrożonych innowacji były testowane, ale nie były jeszcze gotowe do wprowadzenia na rynek. Zuid-Holland jako klient pilotażowy dał tym innowacjom ostatni impuls, aby były one gotowe do wprowadzenia na rynek.”

Materiał w centrum zainteresowania nr 4: Cyrkularne systemy zarządzania wodą

W ciągu najbliższych 30 lat spodziewany jest 50% wzrost zapotrzebowania na wodę w miastach. Ponowne przemyślenie miejskich systemów wodnych w kontekście gospodarki cyrkularnej i zasad elastyczności podejścia oferuje możliwość rozwiązania wyzwań związanych z wodą poprzez zapewnienie systematycznego, a jednocześnie transformacyjnego podejścia do dostarczania wody i usług sanitarnych w sposób bardziej zrównoważony, integracyjny, wydajny i dynamiczny.

„Dwa najgorętsze tematy w dziedzinie wody wśród start-upów to obecnie woda i cyrkularność w cyfrowym systemie wodnym” – mówi Maria Sätherström Lantz, założycielka i dyrektor generalna WIN, organizacji, która łączy innowacyjne start-upy z firmami przemysłowymi w dziedzinie wody, bezpieczeństwa i energii.

Cyfrowa perspektywa: Cyfrowe systemy wodne

Cyfrowe systemy wodne wykorzystują czujniki do uzyskania obrazu całości, od zużycia i jakości po wycieki i cyrkularność w systemach gospodarki wodnej. Umożliwia to lokalne zarządzanie wodami burzowymi lub dostosowanie jakości wody do potrzeb zamiast korzystania z wody pitnej, jak ma to miejsce obecnie.

Szwedzki start-up Graytec opracował cyrkularny system recyklingu wody szarej o nazwie Blue Circle System. Zbiera on wodę szarą z pryszniców, wanien i zlewów, oczyszcza ją, aby osiągnąć jakość wody pitnej, a następnie zwraca tak oczyszczoną wodę bezpośrednio do tych samych pryszniców, wanien i zlewów w celu ponownego jej użycia. Firma Graytec stworzyła również system Blue Eco, który przekierowuje wodę szarą do spłukiwania toalet, prania, nawadniania i utrzymania terenu.

Ponowne wykorzystanie ścieków w zakładach przemysłowych

Zamiast wykorzystywać wodę pitną i gruntową w zakładzie przemysłowym, do produkcji wody zdemineralizowanej można wykorzystać ponownie wykorzystane ścieki z procesów przemysłowych. Dzięki technologii membranowej można stosować minimalną ilość dodatków chemicznych. Niewielka powierzchnia instalacji umożliwia łatwe wdrożenie i tworzy praktycznie nieskończone źródło wody. Ponowne wykorzystanie ścieków prowadzi nie tylko do zmniejszenia zużycia wody i zrzutu wody, ale także do zmniejszenia zużycia środków chemicznych i zrzutu środków chemicznych, co ma duży pozytywny wpływ na środowisko.

„Rozwój technologiczny umożliwił ponowne wykorzystanie wszystkich rodzajów wody. Dużym wyzwaniem pozostaje maksymalizacja ponownego wykorzystania ścieków bez stosowania skomplikowanych technologii” – mówi Steven Raes, bioinżynier technologii środowiskowej w Sweco.

W przypadku zakładu przemysłowego Sweco było w stanie zmniejszyć zużycie wody i emisję soli poprzez wybór odpowiedniej technologii do produkcji wody i ponownego wykorzystania ścieków:

• 18% zredukowano zużycie wody i zrzut ścieków,
• 93% zredukowano zużycie soli i zrzut ścieków.

Pierwsza w Europie woda pitna ze ścieków przemysłowych

Na ironię zakrawa fakt, że Olandia, druga co do wielkości wyspa Szwecji, już od dawna zmagała się z problemami związanymi z dostępem do wody pitnej.

„Sytuacja była pilna” – mówi Peter Asteberg, Kierownik projektu niedawno wybudowanego wodociągu w regionie Mörbylånga na Olandii. „Wcześniej prowadziliśmy wiercenia w poszukiwaniu wód gruntowych, ale bez rezultatu. I wtedy zdaliśmy sobie sprawę, że musimy znaleźć wodę surową, która nie będzie zależała od opadów i tworzenia się wód gruntowych.”

Surowa woda, o której mówi Peter, składa się ze słonawej wody morskiej i ścieków przemysłowych pochodzących od lokalnego producenta żywności, które zostały razem oczyszczone. Słonawą wodę pobrano z dziewięciu przybrzeżnych studni wzdłuż Cieśniny Kalmarskiej, a wodę technologiczną – z oczyszczalni ścieków. Zastosowano różne technologie, w tym ultrafiltr i odwróconą osmozę. Mówiąc najprościej, są to różne techniki filtracji, które wykorzystują dezynfekcję światłem ultrafioletowym. Wodociąg ten jest pierwszym w Europie, który produkuje wodę pitną ze ścieków przemysłowych i prawdopodobnie pierwszym na świecie, który łączy ten proces z odsalaniem.

Dzięki nowemu wodociągowi firma Mörbylånga, wcześniej znajdująca się w trudnej sytuacji, zapewniła sobie stabilne dostawy wody pitnej na długi czas i może obecnie nazywać się prekursorem w zakresie cyrkularnego zaopatrzenia w wodę.

Potrzeba myślenia w kategoriach systemów cyrkularnych

Zwiększanie wpływu cyrkularności wymaga przejścia od projektów indywidualnych do systemowego sposobu myślenia.

„Wiele z istniejących inicjatyw skupia się na efektywnym wykorzystaniu zasobów, ponieważ wielu naszych klientów może to zrobić już we własnym zakresie” – mówi Kathleen Van de Werf, Kierownik ds. rozwoju biznesu w Sweco. „Jednak aby osiągnąć większy efekt, potrzebne są większe, bardziej zbiorowe inwestycje w infrastrukturę.”

“Nie chodzi już o produkty i zasoby, ale o nowe modele rentowności i zmianę zachowań.”

Jedną z rzeczy, której potrzebujemy, aby zwiększyć poziom cyrkularności, jest integracja sieci.

„Pięć czy dziesięć lat temu mieliśmy plan generalny, pokazywaliśmy jak będzie wyglądała przestrzeń. Dzisiaj jesteśmy partnerem w transformacji, prowadzimy i wykrywamy różnych graczy na rynku, pokazujemy jakie są możliwości poprzez modele dialogu, staramy się znaleźć koalicję interesariuszy.”

„Usługi i logistyka muszą być organizowane wspólnie, a nie indywidualnie. Ewolucja przestrzeni jest niezwykle powolna w porównaniu z ewolucją technologii.”

W niektórych przypadkach polega to na zademonstrowaniu potencjału w konkretnej lokalizacji, tak jak to miało miejsce w przypadku projektu pilotażowego Potterij w Mechelen w Belgii. Opracowanie laboratorium miasta o obiegu zamkniętym o powierzchni 800 metrów kwadratowych wymagało szerokiego udziału miasta, partnerów zewnętrznych, sąsiadów i organizacji społeczeństwa obywatelskiego.

Przekrój ilustrujący przebudowę byłego terenu przemysłowego na centrum ekonomii społecznej, kreatywne inicjatywy cyrkularne przedsiębiorczości przemysłowej i oddolne. Klient: OVAM Public Waste Agency of Flanders, Zespół: BUUR część Sweco z partnerem MISS MIYAGI. Wizualizacja autorstwa Claar

Wnioski i podsumowanie

Nie ulega wątpliwości, że gospodarka cyrkularna będzie częścią naszej przyszłości i istotnym czynnikiem niezbędnej zmiany. W Europie Komisja Europejska dąży do osiągnięcia do 2050 roku gospodarki neutralnej pod względem emisji dwutlenku węgla, zrównoważonej, nietoksycznej i w pełni cyrkularnej. W przypadku sektora budowlanego plan działania na rzecz gospodarki cyrkularnej przewiduje, że począwszy od 2020 roku 70% wszystkich odpadów musi być poddawanych recyklingowi.

Same zachęty polityczne jednak nie wystarczą.

Przemysł musi działać i szybciej, i mądrzej. W niniejszym raporcie zwracamy uwagę na szereg nowych, innowacyjnych sposobów na osiągnięcie cyrkularnego sektora budowlanego, poprzez ponowne użycie, ponowne wykorzystanie, recykling i zamykanie pętli cyrkularnych. Podkreślamy również potrzebę zastosowania podejścia systemowego, które uwzględnia nie tylko indywidualne projekty, ale obejmuje zbiorowe inicjatywy z udziałem wszystkich zainteresowanych stron. Naszym zdaniem osiągnięcie najwyższego poziomu cyrkularności wymaga całkowitej zmiany sposobu myślenia.

Kroki w tym kierunku można poczynić poprzez wykorzystanie możliwości włączenia do projektów nowych innowacji w zakresie digitalizacji i materializacji, tworząc w ten sposób nowe standardy w zakresie etapów procesu, ról i odpowiedzialności.

Źródła