Rolandas Kažimėkas
Nepaisant to, kad statyba pasaulio ekonomikai labai svarbi, vis dėlto tai sektorius, kuriame labai sunku siekti CO2 išlakų mažinimo tikslų. Statybų ir nekilnojamojo turto sektoriai atsakingi už 37 proc. viso pasaulyje išmetamo CO2, iš kurių 16 proc. tenka statybinių medžiagų gamybai. Apie 8 proc. pasaulio šiltnamio efektą sukeliančių dujų išlakų yra cemento gamyba.
Tarptautinės energetikos agentūros (TEA) skaičiavimais, iki 2050 m. visame pasaulyje pastatų plotas padidės net 75 procentais. Didžioji dalis šio ploto teks besivystančios ekonomikos šalims. Kad suprastumėte, koks didelis yra šis mastas, pabandykite įsivaizduoti, kad iki 2050-ųjų kiekvieną savaitę bus užstatytas Paryžiaus dydžio plotas.
Labai svarbu suprasti pokyčių būtinybę – tiek statybinių medžiagų, interjero gaminių gamintojams, tiek architektams, projektuotojams, investuotojams ir statytojams.
Anglies dioksido mažinimo strategijos
Keturios CO2 atmosferoje mažinimo strategijos remiasi dviem principais: arba surenkame CO2 iš atmosferos ir kažkur saugome, arba neleidžiame jam į atmosferą patekti.
Pirmoji strategija – anglies dvideginio surinkimas pačiuose CO2 šaltiniuose ir saugojimas.
Antroji – natūralių anglies dioksido absorbentų naudojimas – tai žalieji masyvai, vandens telkiniai, žalieji stogai ir fasadai, kaupiantys anglies dioksidą.
Trečioji – tiesioginis CO2 surinkimas iš oro (angl. direct air capture; DAC), tam pasitelkiant atitinkamus cheminius ir fizikinius procesus.
Ketvirtoji – anglies dioksido kaupimas statybinėse medžiagose jų gamybos proceso metu.
Nors tokie novatoriški sprendimai yra daug žadantys, siekiant sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išlakas, tačiau jie reikšmingai didina statybinių medžiagų gamybos ir pačių statybų kaštus. Todėl labai svarbu atsižvelgti į tokių priemonių įgyvendinamumo galimybes, sąnaudas ir net galimą šalutinį poveikį aplinkai.
Didelis dėmesys išmetamųjų teršalų šalinimo iš atmosferos technologijoms
Svarstant CO2 išlakų mažinimo strategijas, daug dėmesio skiriama išmetamųjų teršalų šalinimo iš atmosferos technologijoms (angl. negative emission technology; NET) – naujoviškiems, moksliškai pagrįstiems metodams, galintiems pašalinti iš atmosferos anglies dioksidą ir kitas šiltnamio efektą sukeliančias dujas. Svarbus šių technologijų tikslas – pasiekti neigiamą rezultatą, sugeriant daugiau anglies dioksido, nei jo patenka į atmosferą tam tikro technologinio proceso metu.
Anglies dioksido surinkimas būtų taikomas dideliuose CO2 išlakų šaltiniuose, pavyzdžiui, cemento gamyklose, biomase kūrenamose elektrinėse, metalų liejyklose, iš kur surinktas CO2 būtų transportuojamas į saugyklas. Tačiau tokių technologijų taikymas susijęs su įvairiais sunkumais: didelėmis investicijomis, nepakankamai išvystyta teisine baze, visuomenės baime.
Tačiau statybų sektoriuje CO2 kaupti galima naudojant medžiagas su įterptu anglies dioksidu arba projektuojant pastatus, kurie būtų šiltnamio efektą sukeliančių dujų absorbentai. Taip pastatai aktyviai kovotų su klimato kaita.
Žaliosios technologijos didins kainas
CO2 surinkimas ir saugojimas yra aktyviai aptarinėjama klimato politikos strategija, tačiau tuo pat metu ji dėl sudėtingų technologijų, brangios infrastruktūros, didelių energijos poreikių yra rimtas finansinis iššūkis. Prognozuojama, kad CO2 surinkimas ir saugojimas cemento ir plieno gamybos produkcijos kainas gali padidinti nuo 20 iki 80 procentų.
Taigi, ieškant CO2 surinkimo ir saugojimo sprendimų, reikia atlikti išsamią sąnaudų analizę, kad aplinkosauginiai sprendimai būtų ekonomiškai pagrįsti, tikrai neštų naudą. Be abejo, didelis vaidmuo teks politiniam aspektui, kad NET diegimui būtų sukurta palanki aplinka. Būtina skatinti statybų sektoriaus dalyvius domėtis CO2 išlakų mažinimo sprendimais ir jais vadovautis projektuojant ar parenkant medžiagas.
Ką galima padaryti jau dabar?
Žaliųjų stogų ir fasadų planavimas: žalieji fasadai ir stogai ne tik pagerina šilumos izoliaciją, bet ir fotosintezės būdu padeda kaupti anglies dioksidą.
Perdirbtų arba tvariai gaunamų medžiagų naudojimas: sumažina su naujų medžiagų gamyba susijusį išmetamųjų teršalų kiekį, o jei naudojamos biomasės pagrindu pagamintos medžiagos, jose gali būti kaupiamas anglies dioksidas.
Anglies dioksido surinkimo technologijų diegimas pastatuose: pavyzdžiui, naudojant specialias oro filtravimo sistemas arba bioreaktorius, kuriuose CO2 sugeria dumbliai.
Pastato išmontavimo projektavimas: palengvina pastato išmontavimą pasibaigus eksploatavimo laikui, statybinį laužą galima efektyviau panaudoti pakartotinai, taip maksimaliai sumažinant pastato CO2 išlakas per visą eksploatacijos laikotarpį.
Pastatas – anglies dioksido saugykla
Galimybė tarsi užrakinti CO2 pastato konstrukcijoje yra daug žadantis klimato kaitos problemų sprendimo būdas. Tam tikrose statybinėse medžiagose gali būti sukauptas gana didelis anglies dioksido kiekis, pavyzdžiui, medienoje, bioanglies prisotintame betone, iš augalinės kilmės pagamintose izoliacinės medžiagose ir kt. Šios medžiagos ne tik atlieka savo pagrindines funkcijas, bet ir saugo jose užrakintą anglies dioksidą.
Apie bioanglį pastaruoju metu kalbama nemažai, nes su šia medžiaga eksperimentuojama ne tik statybose. „Vilnius Tech“ Aplinkos apsaugos instituto prof. dr. Edita Baltrėnaitė-Gedienė kartu su kolegomis vykdo ilgalaikį bioanglies įterpimo į dirvožemį tyrimą. „Jau daugiau kaip 10 m. dirbame bioanglies taikymo aplinkosaugos technologijų srityje. Bioanglis gaminama kaitinant organinę medžiagą riboto deguonies kiekio sąlygomis. Priklausomai nuo gamybos sąlygų ir žaliavos, bioanglies, kaip medžiagos struktūrinis stabilumas skaičiuojamas tūkstančiais metų, taip apribojant jos sudėtyje esančių anglies junginių transformaciją į CO2. Tai svarbus teigiamas poveikis mažinant klimato kaitą, vystant dekarbonizaciją“, – pasakoja „Vilnius Tech“ profesorė.
Šis trumpas komentaras labai gerai paaiškina patį principą: biomasė gana greitai suyra ir paskleidžia savyje sukauptą CO2 bei kitas dujas, bet kai ji paverčiama bioanglimi, CO2 savyje išlaiko tūkstančius metų.
Bioanglis betone
Šveicarijos tyrimų instituto EMPA Betono ir asfalto laboratorijos vadovo Pietro Luro komanda tiria bioanglies integravimo į betoną technologiją. Bioanglis pirolizės būdu gaminama iš įvairių biomasės žaliavų: medienos, žemės ūkio atliekų produktų, tokių kaip ryžių lukštai, aliejinių palmių atliekų, šiaudų arba iš nuotekų dumblo.
Bioanglies įterpimo į betoną procesas nėra paprastas: „Bioanglis yra labai porėta, todėl sugeria ne tik daug vandens, bet ir brangių betono gamyboje naudojamų priemaišų“, – aiškina EMPA tyrėjas dr. Mateuszas Wyrzykowskis. Be to, ji nėra visiškai nekenksminga. Smulkios anglies dulkės kelia problemų ne tik kvėpavimo takams. Todėl Šveicarijos mokslininkai siūlo naudoti granulių pavidalo bioanglį.
Kompensuoja visą emisiją
EMPA mokslininkų komanda specialioje maišyklėje pagamino nedideles, iki 32 mm skersmens granules, kurios buvo panaudotos C20/25–C30/37 stiprumo klasių betonui gaminti. „Kai anglies granulių kiekis betone sudaro 20 proc. tūrio, pasiekiame nulinę grynąją emisiją“, – sako M. Wyrzykowskis. Tai reiškia, kad betone užrakintas anglies dioksido kiekis kompensuoja visą emisiją, susidariusią gaminant granules ir lengvąjį 1400–2000 kg/m³ tankio betoną. Gaminant įprastą 2000–2600 kg/m3 tankio betoną, kurio 20 proc. tūrio sudaro bioanglies granulės, betone sukauptas CO2 kiekis yra kiek mažesnis už gamybos emisijas, tačiau jei į betoną įmaišoma 45 proc. tūrio anglies granulių, bendras neigiamas išmetamųjų teršalų kiekis siekia 290 kg CO2/m3, t. y. betone užrakinta daugiau CO2, nei pateko atmosferą jo gamybos metu.
EMPA Betono ir asfalto laboratorijos vadovas P. Luro sako, kad jų tyrimai atkreipia dėmesį į pačią koncepciją – CO2 užrakinimo betone galimybę.
Kitokia plyta
JAV mokslinių tyrimų ir gamybos bendrovė „Seratech“ irgi ieško būdų, kaip būtų galima mažinti statybų sektoriaus CO2. „Seratech“ mokslininkų sukurtas blokelis CO2 atžvilgiu yra beveik neutralus – gaminant tokius blokelius CO2 emisija yra labai maža ir susidaro vykstant cheminei reakcijai, kai blokelis kietėja. Mokslininkų teigimu, ši emisija nė iš tolo neprilygsta tai, kuri išskiriama tradiciniu būdu gaminant plytas. Tradicines plytas reikia degti daugiau kaip 1200 C° temperatūroje, o naujovišką „Seratech“ blokelį tereikia pakaitinti 60 C° temperatūroje, tada dvi savaites palikti aplinkos temperatūroje, kad baigtų kietėti. Tai tapo įmanoma vietoj įprasto cemento panaudojus magnio karbonato rišamąją medžiagą, pagaminta taikant „Seratech“ patentuotą CO2 surinkimo, mineralizavimo ir panaudojimo (CCMU) procesą. Pasak „Seratech“ mokslininkų, net pramonės kaminuose išmetamas CO2 gali būti surenkamas ir nuolat saugomas pastatų sienose.
„Seratech“ bendradarbiauja su įvairiais gamintojais ir statybinių medžiagų ekspertais. Tolesni šio projekto žingsniai – blokelių prototipų bandymai. Jie padės bendrovei įvertinti blokelių savybes, palyginti juos su naudojamais statybose.
Čia pateikti tik keli pavyzdžiai, bet jų yra gerokai daugiau. Gana plačiai šiuo metu tyrinėjamos karbonizacijos būdu gaunamos medžiagos, atitinkančios uždaro ciklo reikalavimus (bioanglis ir kt.), kurios įterpiamos į statybines medžiagas, taip jose užrakinant CO2. Žinoma, nereikia tikėtis, kad kiekviena eksperimentuojanti bendrovė sėkmingai pradės masinę gamybą. Tačiau kuo daugiau eksperimentų, tuo optimalus sprendimas arčiau. O kad tokius eksperimentus remia stambūs statybinių medžiagų koncernai, rodo, jog netolimoje ateityje mūsų pastatai bus CO2 saugyklos.
Straipsnis paskelbtas žurnale „Statyba ir architektūra“ | 2024 ŽIEMA
