Nykykaupungit hiilinieluja

Arvioiden mukaan sementin valmistuksesta syntyvät päästöt muodostavat noin viisi prosenttia kaikista maailman hiilidioksidipäästöistä. Ilmastonmuutosta koskevassa keskustelussa on pidetty selvänä, että sementtiteollisuus on yksi pahimmista ilmakehän hiilidioksidin lähteistä.

Arvovaltaisessa Nature Geoscience -lehdessä julkaistu Englannin Itä-Anglian yliopistossa tehty kansainvälinen tutkimus esittää asiasta lähes päinvastaisen tulkinnan. Sen mukaan nykykaupungit ovat itse asiassa merkittävä, laskelmissa laiminlyöty hiilinielu.

Rakentamisessa käytetyn betonin karbonatisoitumisen ansiosta sementin valmistuksessa syntyvistä hiilidioksidipäästöistä saadaan valtaosa kompensoitua. Tämä unohdetaan usein, kun tarkastellaan rakentamisen elinkaaren aikaisia päästöjä.

Karbonatisoituminen on kemiallinen reaktio, jossa osa hiilidioksidista palautuu takaisin rakenteeseen sen käytön ja erityisesti kierrätysvaiheen aikana sementin reagoidessa ilman hiilidioksidin kanssa. Kyseessä on hidas prosessi, joka on pysyvä osa sementistä valmistettujen materiaalien elinkaarta. Kun materiaalit kuluvat, hiilidioksidi leviää niiden huokosiin ja synnyttää kemiallisen reaktion, joka alkaa materiaalin pinnalta ja siirtyy vähitellen sisemmälle rakenteeseen.

Laastit sitovat hiilidioksidia suhteessa vielä enemmän kuin betoni. Tämä johtuu siitä, että laastia levitetään usein ohuiksi kerroksiksi rakennusten ulkopinnoille, jolloin myös karbonisaatio on tehokkaampaa. Betoni on kuitenkin suurin yksittäinen materiaali hiilinielujen synnyssä, koska noin 70 prosenttia kaikesta valmistetusta sementistä käytetään betonin valmistukseen.

Miljardi tonnia päästöjä takaisin vuosittain

Tutkimuksen mukaan maailmassa tällä hetkellä olemassa olevat rakenteet sitovat vuodessa miljardi tonnia ilmakehän hiilidioksidia.

Vuosina 1930–2013 hiilidioksidia on sitonut yhteensä 4,5 gigatonnia. Luku on vajaa puolet siitä, joka sementin valmistuksessa on vapautunut tuolla ajanjaksolla. Tosin tähän lukuun ei ole otettu mukaan sementin valmistuksessa käytettävien fossiilisten polttoaineiden tuottamia päästöjä.

Vuosina 1980-2013 syntyneistä vuosittaisista sementin valmistusprosessin päästöistä arviolta 44 prosenttia saadaan tasattua hiilinielulla.

Ennen vuotta 1982 suurin osa hiilidioksidista otettiin talteen Euroopassa ja Yhdysvalloissa. Vuodesta 1994 alkaen Kiinassa käytetyt betonirakenteet ovat imeneet enemmän hiilidioksidia kuin kaikki muut tutkimuksen alueet yhteensä johtuen maan nopeasti lisääntyvästä kaupunkirakentamisesta.

Karbonisaatio lisääntyy vauhdilla

Vuosina 1990–2013 hiilidioksidin vuosittainen imeytyminen on lisääntynyt vauhdilla, lähes kuusi prosenttia vuodessa. Tämä johtuu siitä, että betonirakennusten ja infrastruktuurin määrä lisääntyy ja myös vanhenee, jolloin betonia puretaan ja kierrätetään.

Kun betonirakennus puretaan ja betoni murskataan, esiin tulee aikaisemmin rakenteen sisällä ollutta betonia. Tämä kiihdyttää karbonatisaatiota. Kiinassa rakenteiden keskimääräinen kestävyys on noin 35 vuotta, kun taas Yhdysvalloissa ja Euroopassa 67–70 vuotta. Tämän takia karbonisaatio on lisääntynyt ja hiilidioksidin imeytyminen kiihtynyt viime vuosina.

Kun otetaan huomioon viimeisen 50 vuoden aikana rakennettujen betonirakenteiden suuri määrä ja niiden arvioitu purkaminen, murskaus ja uudelleenkäyttö rakenteiden synnyttämien hiilinielujen voidaan odottaa lisääntyvän myös tulevaisuudessa.

Suuri ja unohdettu hiilinielu

Hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin IPCC:n päästöinventaarioiden ohjeistus tarjoaa keinoja hiilidioksidipäästöjen määrittämiseen sementin valmistuksessa, mutta siinä ei kuitenkaan oteta huomioon karbonisaation aikana imeytyvää hiilidioksidia.

Tutkimuksen johtava tutkija, professori Dabo Guan toteaa, että rakenteiden hiilinielun suuruus oli ratkaiseva maailmanlaajuiselle hiilidioksidin kiertokululle vuosina 1930–2013.

– Olemassa olevat rakenteet ovat suuri ja unohdettu hiilinielu, joka pitäisi huomioida päästöinventaarioissa ja hiilidioksidia koskevissa laskelmissa.

Hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä pitäisikin priorisoida fossiilisten polttoaineiden päästöjen eikä sementin päästöjen vähentämistä, koska sementin valmistuksessa syntyy myös hiilinielu.

Artikkeli “Substantial global carbon uptake by cement carbonation” on julkaistu Nature Geoscience-lehdessä.

Linkit tutkimukseen:

Juttu tutkimuksesta Nature Geoscience -lehdessä

Tiivistelmä tutkimuksesta ja tuloksista

 

kaupunki_hiilinielu_kivitaloinfo

Olemassa olevat betonirakenteet ovat suuri ja unohdettu hiilinielu, joka pitäisi huomioida päästöinventaarioissa ja hiilidioksidia koskevissa laskelmissa, kansainvälinen tutkimus toteaa.