Hiilikuormasta hiilinieluksi
13.03.2023Alati kasvava yhteiskunta kuormittaa ympäristöä muun muassa rakentamisen saralla. Jotta planeettamme pysyisi elinkelpoisena, tarvitaan jatkuvaa teknologian kehittymistä. Xamk otti haasteen vastaan!
Ilmaston lämpeneminen on jo pidempään puhuttanut ongelma. Eikä syyttä! Teollistumisen jälkeen ihmisen toiminta on nostanut ilmakehän kasvihuonepäästöjä huolestuttavaan tahtiin.
Merkittävin ihmisen toiminnasta aiheutuva kasvihuonekaasu on hiilidioksidi. Se on ilmastoa lämmittävä kaasu, sillä se sitoo itseensä voimakkaasti lämpöä, joka pyrkii heijastumaan maanpinnalta takaisin avaruuteen. Hiilidioksidin määrän lisääntyminen ilmakehässä kasvattaa näin ollen maapallon lämpötilaa. (Lindsey 2022.)
Tilanteeseen on kuitenkin reagoitu. Suurin osa maailman maista on solminut Pariisin ilmastosopimuksen, jonka pyrkimys on pysäyttää ilmastonlämpeneminen. Tavoitteena on, että maapallon keskilämpötila ei nousisi yli 1,5 astetta verrattuna 1700–1800-luvun vaihteessa päättyneeseen esiteolliseen aikaan. (Ympäristöministeriö s.a.)
Tavoitteen toteutumiseksi koko maailman pitäisi olla hiilineutraali vuoteen 2050 mennessä. Tavoitteen saavuttamiseksi tarvitaan paljon aktiivisia tekoja. Hiilineutraaliuden saavuttamisen jälkeen seuraava askel on hiilinegatiivisuus. Tällöin hiilinielut ovat suuremmat, kuin hiilipäästöt.
900 kg hiilidioksidia vapautuu ilmakehään jokaista valmistettua sementtitonnia kohden.
Rakennettu ympäristö on yksi merkittävimpiä hiilidioksidipäästöjen tuottajia, joten sen merkitys hiilineutraalin yhteiskunnan tavoittelemisessa on suuri. Betonirakentaminen on ympäristölle kuormittavaa erityisesti johtuen betonin pääraaka-aineen, sementin valmistuksesta.
Sementti valmistetaan polttamalla kalkkikiveä, josta irtoaa kuumennettaessa huomattava määrä hiilidioksidia. 60 % sementin valmistamisen aiheuttamista hiilidioksidipäästöistä vapautuukin tässä kalkkikiven kalsinointireaktiossa. (Finnsementti, 2020.)
Loput 40 % päästöistä aiheutuu sementin valmistamiseen käytettävästä energiasta. Sementin valmistaminen vaatii paljon energiaa, ja globaalisti suurin osa tarvittavasta energiasta saadaan fossiilisista polttoaineista. Vuosittain noin 8 % maapallon hiilidioksidipäästöistä aiheutuu sementin valmistamisesta. (Finnsementti, 2020.)
Betoni – välttämätön paha vai mahdollisuuksien materiaali?
Betoni on maailman yleisin rakennusmateriaali. Sitä valmistetaan vuosittain yli 10 miljardia kuutiometriä. Jos tästä määrästä rakentaisi kahdeksan metriä halkaisijaltaan olevan pilarin, se ylettyisi Maasta kuuhun (Betoniteollisuus ry, s.a.). Lähes kaikki rakennukset perustetaan betonirakenteiden päälle, ja valtaosa kerrostaloista rakennetaan betonirunkoisena. Infrarakentaminen olisi käytännössä mahdotonta ilman betonia. Voidaan siis todeta, että betoni on korvaamaton materiaali.
Betoni on luotettava ja pitkäikäinen valinta.
Hiilijalanjäljestään huolimatta betoni on hyvä materiaali. Se on lujaa, helposti saatavaa, edullista ja kestävää. Betonin käyttämistä ei siis ole tarpeen välttää, vaan kehittää betonista vähemmän hiili-intensiivistä. Maailmanlaajuisesti tämän eteen on tehty viime vuosina valtavasti töitä, ja jokainen tavoitetta kohti vievä teko on merkityksellinen.
Betoni hiilinieluna -hankkeessa tutkitaan betonin ominaisuuksien ja ympäristöystävällisyyden parantamista hiilidioksidin avulla. Kun betoni reagoi hiilidioksidin kanssa, sen on raportoitu lujittuvan. Betonista voi siis saada yhtä lujaa pienemmällä sementtimäärällä, jonka ansiosta sementin käytön ja myös valmistuksen määrä pienenee.
Kun hiilidioksidi otetaan talteen teollisuuden päästöistä ja sitoutetaan betoniin lopullisesti, se ei pääse ilmakehään. Tämä tarkoittaisi huomattavia päästövähennyksiä hiilidioksidin osalta. Kun betoninvalmistuksen sementin tarve vielä pienenee, saavutetaan voittoja kahdella tapaa.
Aiempien tutkimusten perusteella on havaittu tarve ja luotu vahva pohja jatkotutkimuksille. Tutkimuksen tueksi on kasattu erittäin arvostettava sidosryhmä, joka koostuu maamme merkittävistä betonialan yritysten edustajista ja asiantuntijoista. Tutkimussuunnitelma on kunnianhimoinen ja vaikuttava. Tulokset tulevat olemaan merkittäviä kansallisella, ja parhaassa tapauksessa jopa kansainvälisellä, tasolla.
Betoni hiilinieluna – ratkaisuja vähähiiliseen rakentamiseen -hanke (BEHI) on Xamkin toteuttama TKI-hanke, jonka rahoitus tulee Euroopan aluekehitysrahastosta Kymenlaakson liiton rahoituskehyksestä. Mukana on myös Suomen johtavien betonialan yritysten yritysrahoitusta. Hankkeen kesto on 24 kuukautta, ja se päättyy lokakuussa 2024.
Hankkeen päätavoitteena on edistää betonin hiilineutraaliutta tutkimalla ja kehittämällä hiilidioksidikovetusta betoniteollisuuden laajamittaiseen käyttöön. Hake edistää myös Xamkin betonitutkimuksen kokeilu- ja pilotointiympäristöjen kehittymistä. Tutkimus toteutetaan Xamkin KymiLabs-tutkimusyksikössä.
Lähteet
Lindsay, R. 2022. Climate Change: Atmospheric Carbon Dioxide. Climate.gov. WWW-dokumentti. Saatavissa: https://www.climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide [viitattu 13.3.2023].
Mihin betonia käytetään. S.a. Betoniteollisuus ry. WWW-dokumentti. Saatavissa: https://betoni.com/tietoa-betonista/mihin-betonia-kaytetaan/ [viitattu 25.1.2023]
Pariisin ilmastosopimus. S.a. Ympäristöministeriö. WWW-dokumentti. Saatavissa: https://ym.fi/pariisin-ilmastosopimus [viitattu 25.1.2023]
Ympäristöraportti 2020. 2020. Finnsementti. Pdf-dokumentti. Saatavissa: https://finnsementti.fi/wp-content/uploads/Finnsementti_ymparistoraportti_2020.pdf [viitattu 25.1.2023]
