Czy beton może być eko?
Beton i żelbet są materiałami, których wytwarzanie powoduje ogromne obciążenie dla środowiska. Przyczyniają się do emisji gazów cieplarnianych, odpowiadają za zużycie wody i deficytowego w wielu rejonach piasku. W tym odcinku naszego cyklu Technologie architektury przyszłości zastanawiamy się co zrobić, by beton mniej szkodził naszej planecie i jaką rolę mają tu do odegrania architekci.
Beton znany jest ludzkości od zarania dziejów. Powstaje z połączenia spoiwa (cementu) rozrobionego z wodą, kruszywa (piasku i żwiru różnych frakcji) oraz ewentualnych dodatków. Prawdopodobnie po raz pierwszy został wykorzystany w Asyrii między siódmym a czwartym wiekiem p.n.e., a do jego wytworzenia jako spoiwa użyto wapna. Około drugiego wieku p.n.e. „sztuczna skała” znalazła szerokie zastosowanie w starożytnym Egipcie i imperium rzymskim, gdzie jako spoiwo stosowano popioły pochodzenia wulkanicznego, co czyniło materiał wodoodpornym. Archeolodzy odnajdywali także ślady „betonu” w ruinach świątyń Majów. Swoją współczesną postać zawdzięcza wynalezieniu cementu portlandzkiego opatentowanego w 1824 roku przez Anglika Josepha Aspdina. Wynalazek spowodował odejście od tradycyjnych technologii budowlanych, w tym rezygnację z użycia innych wcześniej stosowanych spoiw. Kolejnym krokiem milowym dla budownictwa było wynalezienie w 1849 roku żelbetu, który łączy zalety betonu i stali, i do dziś jest najszerzej wykorzystywanym materiałem konstrukcyjnym. Sam beton poza konstrukcjami znajduje także liczne zastosowania w wyrobach takich, jak bloczki, pustaki, materiały elewacyjne, wykończeniowe i nawierzchnie.
Beton w liczbach
Roczna światowa produkcja betonu wynosi 10 mld ton, natomiast cementu portlandzkiego ponad 4 mld ton. Od lat 50. produkcja roczna cementu wzrosła dziewięciokrotnie. Ekspansja przemysłu cementowego szczególnego tempa nabrała po roku 2000 i mimo obecnego chwilowego spowolnienia przewiduje się dalszy wzrost związany z rozwojem krajów azjatyckich i afrykańskich. Aktualnie największymi producentami cementu są Chiny i Indie wytwarzające odpowiednio ok. 55% i 8% światowych zasobów (Europa – 6,6%). Równolegle, w tym samym tempie, następuje wzrost wytwarzanej ilości stali, której w 1950 roku produkowano 200 mln ton, w 2005 roku przekroczono 1 mld ton, a w 2021 roku 1,8 mld tony. Mając wiele pożądanych w budownictwie cech, beton i żelbet są jednocześnie materiałami, których produkcja powoduje ogromne obciążenie dla środowiska. W znacznym stopniu przyczyniają się do emisji gazów cieplarnianych, odpowiadają za zużycie wody, deficytowego w wielu rejonach piasku oraz zniszczenia krajobrazu przez wydobycie kruszyw. Produkcja jednego metra sześciennego betonu na bazie cementu portlandzkiego (OPC – Ordinary Portland Cement) wiąże się z emisją 300 kg gazów cieplarnianych (w przeliczeniu na ekwiwalent dwutlenku węgla, CO2eq). Takiej objętości betonu we współczesnych konstrukcjach przeważnie towarzyszy też ok. 100 kg stali zbrojeniowej, w trakcie produkcji której do atmosfery wydostaje się kolejnych 200 kg CO2eq. Według danych Komisji Europejskiej produkcja betonu odpowiada za 5%, a zgodnie z innymi zestawieniami nawet 8,5% światowej rocznej emisji gazów cieplarnianych. Kolejne 8% pochodzi z produkcji stali, której 52% znajduje zastosowanie w budownictwie i infrastrukturze. Aby zrealizować założony w Porozumieniu Paryskim cel ograniczenia emisji CO2 o 30% do 2030 roku i osiągnąć zerowe emisje netto w roku 2050, zarówno przemysł cementowy, jak i hutniczy będą musiały przejść gruntowną transformację.
