Materiaaleihin sitoutunut hiili kiinteistöissä: Esteiden vähentäminen, päästöjen vähentäminen

Ajatus hiilitehokkaasta rakentamisesta on perinteisesti keskittynyt pitkälle kehitettyihin suunnittelustrategioihin, joilla vähennetään merkittävästi toiminnallista energiakuormitusta ja integroidaan uusiutuvia energialähteitä kuormansiirtotekniikoilla, jotka vähentävät käytetyn energian hiili-intensiteettiä.

Vaikka se on edelleen tarpeellista, rakennusten käyttö muodostaa vain 28 % maailmanlaajuisista hiilidioksidipäästöistä, eikä se sisällä huomattavaa osaa rakennusten aiheuttamista päästöistä. Sellaiset päästöt aiheutuvat korkeahiilisistä rakennusmateriaaleista ja -käytännöistä (materiaaleihin sitoutuneesta hiilestä).

Materiaaleihin sitoutuneiden hiilidioksidipäästöjen osuus maailman päästöistä on noin 11 %, mikä on suunnilleen sama kuin kaikki maatalouden päästöt. Kuitenkin viime aikoihin asti nämä hiilidioksidipäästöt rakennuksissa ovat jäänneet huomiotta. Kun jatkamme rakennustemme tehostamista toiminnallisesti, rakennusten suhteellinen vaikutus siirtyy hiilestä, jota ne käyttävät toiminnassaan, hiileen, jota ne ovat tuottaneet materiaalien ja rakentamisen kautta.

Ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi ja tarvittavien hiilidioksidipäästöjen vähentämistavoitteiden saavuttamiseksi meidän on vähennettävä rakennuksissamme olevaa hiiltä. Se tarkoittaa myös niiden esteiden ymmärtämistä ja heikentämistä, jotka estävät kiinteistöalaa ottamasta käyttöön vähähiilisiä materiaaleja, sekä ymmärtämään ja edistämään mahdollisia ratkaisuja.

Esteet materiaaleihin sitoutuneen hiilen vähentämiselle voidaan jakaa neljään kategoriaan: Institutionaalinen, taloudellinen, teknologinen ja tieto.

Institutionaaliset esteet syntyvät vuosikymmenien ajan kehitettyjen ja jalostettujen rakennuskäytäntöjen ja -säädösten muuttamisen hitaudesta. Taloudellisia esteitä syntyy, kun näiden ongelmien ratkaisemiseen tarvittavien uusien teknologioiden kustannukset eivät ole saavuttaneet mittakaavaetuja nykyisten materiaalien hintavaatimusten täyttämiseksi. Teknologiset esteet johtuvat markkinakelpoisten vähähiilisten materiaalien puutteesta riittävässä määrin. Tiedon esteet johtuvat 1) tiedon puutteesta rakennusten nykyisistä hiilidioksidipäästöistä ja 2) tiedon puutteesta käytettävissä olevista ratkaisuista sen vähentämiseksi.

Institutionaaliset esteet

Rakennusala on luonteeltaan, ja hyvästä syystäkin, konservatiivinen. Vaikka kulutuselektroniikan kaltaisilla aloilla nopeat innovaatiot ovat arkipäivää, edistymistä rakennuksissa on mitattava niiden asukkaiden suojaamisen varmistamiseksi. Konservatiivisuus on erityisen tärkää, kun käsitellään rakennuksen osia, joiden materiaaleihin sitoutuu hiiltä eli rakenteellisiin komponentteihin.

Koska hiilen vähentäminen vaatii usein uusia ideoita ja ratkaisuja, materiaaleihin sitoutuneen hiilen vähentäminen ei ole suunnittelussa yksinkertaista. Usein se voi monimutkaistaa suunnitteluprosessia kyseenalaistamalla periaatteet, jotka ovat palvelleet alaa hyvinkin pitkään.

Meidän on aloitettava haastamalla perusasiat, kuten: ”Voinko käyttää uudelleen olemassa olevan rakennuksen rakennetta uuden rakentamisen sijaan?”, ”Kuinka voin vähentää fyysisiä materiaaleja ja samalla tarjota vaaditut esteettiset ja toiminnalliset ominaisuudet?”, ”Vaatiiko suunnittelu vähähiilisemmillä materiaaleilla muutosta rakennukseen suunnitteluun?”

Näiden kysymysten ratkaisemiseksi tarvitsemme arkkitehtejä ja insinöörejä, jotka ovat rohkeita ja halukkaita haastamaan suunnittelun perinteet osoittaakseen, mikä on mahdollista.

Taloudelliset esteet

Uusien materiaalien sisällyttämiselle hankkeisiin on myös taloudellisia esteitä. Asiakkaat ja suunnittelijat ovat usein valmiita maksamaan enemmän estetiikasta, joka tekee rakennuksesta ainutlaatuisemman. Mutta miksi maksaa enemmän piilotetuista rakenneosista, jotka on valmistettu vähähiilisemmistä materiaaleista, onkin vaikeampi perustella.

Vähähiilisempien materiaalien kysynnän kasvaessa ja tuotantoteknologian kehittyessä taloudellinen perustelu helpottuu. Siihen saakka tarvitsemme kuitenkin näkyvämpää, markkinoilla hyväksyttävää tunnustusta puhtaammalla tavalla rakentamisen arvosta, jotta voimme kompensoida teknologisen oppimiskäyrän taloudellisia vaikutuksia.

Lisäksi, vaikka nähdä yhä enemmän vähähiilisiä rakennustuotteita, niitä ei ole saatavilla kaikilla maantieteellisillä alueilla ja samoilla toimitusajoilla. Maantieteellisten alueiden ja toimitusaikojen vaihtelun monimutkaisuus lisää hankkeen riskejä, joita arkkitehdin ja urakoitsijan on vähennettävä.

Teknologiset esteet

Toteutuksessa on kaksi teknologista estettä: suunnittelutekniikka ja materiaalitekniikka. Suunnittelussa yhä useammat CAD-yritykset integroivat hiiltä rakennusmallinnusteknologioihinsa, mutta niiden käyttöönotto ei ole yleistynyt laajalti.

Suunnittelussa tarvitaan laajalti hyväksyttyjen, laadukkaiden elinkaarianarviointien insinöörejä, jotka osaavat laskea rakennuksen hiilipitoisuuden. Etenkin tietyillä alueilla on kuitenkin edelleen puute laadukkaista elinkaariarvioinneista ja ympäristötuoteselosteista, jotta suunnittelijat voisivat käyttää niitä suunnittelutyökaluna.

Viime aikoina on tehty merkittäviä innovaatioita tärkeissä korkeahiilisessä rakennusmateriaaleissa, kuten teräksessä ja sementissä. Tarvitaan kuitenkin lisää innovaatioita näiden teknologioiden saatavuudessa teollisessa mittakaavassa.

Ottaen huomioon suurten pääomahankkeiden investointi- ja rakentamisaikataulut, investointien on tapahduttava nyt, jotta niillä olisi riittävän suuri vaikutus näillä toimialoilla, jotta hiilidioksidipäästöjen vähentämisen määräajat saavutetaan.

Tiedon esteet

Materiaaleihin sitoutunutta hiiltä on ollut olemassa käsitteenä ainakin kymmenen vuoden ajan, mutta useilla rakennusalan ammattilaisilla on edelleen hyvin vähän tietoa, siitä

1. mitkä materiaalit sisältävät korkean hiilipitoisuuden,
2. miten materiaaleihin sitoutunutta hiiltä voi vähentää, ja
3. miten materiaaleihin sitoutunutta hiiltä voi mitata suunnitelmissa.

Tarve oppia uusia tekniikoita ei ole rakennusalalle uusi asia, mutta tämän tieto ja suunnittelutaito on integroitava rakennusyhteisöön nykyistä nopeammin. Sen vuoksi meidän on varmistettava, että tietoa materiaaleihin sitoutuneesta hiilestä on laajalti saatavilla, helposti ymmärrettävää ja helposti toteutettavissa kaikille sitä etsiville suunnittelijoille.

On ensiarvoisen tärkeää luoda lisää mahdollisuuksia suunnittelijoille näiden tietojen oppimiseen vaatimalla yhä tiukemmin rakennusten hiilipitoisuuden mittaamista ja vähentämistä ajan myötä.

Vasta kun tiedosta tulee välittömästi merkityksellistä ja hyödyllistä useimmissa hankkeissa, voimme kehittää suunnitteluyhteisön valmiuksia käsitellä sitä laajemassa mittakaavassa.

Materiaaleihin sitoutuneen hiilen ymmärtämiselle ja vähentämiselle on edelleen esteitä. On kuitenkin joitakin tärkeitä tapoja, joilla voimme muuttaa markkinoita, murentaa näitä esteitä ja integroida nopeammin hiilidioksidipäästöjen vähentäminen rakennettuun ympäristöön. Minusta on olemassa kaksi ratkaisua, jotka olisivat alku uusien ja parempien käytäntöjen vaalimiselle.

Laskelmat materiaaleihin sitoutuneesta hiilestä koko rakennuksesta

Ensinnäkin meidän on kerättävä tarvittavat tiedot, jotta voimme asettaa perustan muutokselle. Sitä varten kehittäjien ja omaisuuden omistajien tulee ottaa käyttöön vaatimus, jonka mukaan uusille kehityshankkeille on suoritettava koko rakennuksen elinkaariarvioinnit riippumatta vähennystavoitteiden asettamisesta.

Vaatimukset elinkaariarviointien käytölle suunnitteluprosessissa luo kysyntää, jota tarvitaan näiden työkalujen sisällyttämiseksi suunnitteluprosessiin, ja antaa käytännön kokemusta, jota tarvitaan tietojen integroimiseksi suunnittelupäätöksiin, jotka ovat välttämättömiä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Vaikka elinkaariarvioinnit on sisällytetty moniin rakennusten luokitusjärjestelmiin, niitä ei pitäisi rajoittaa vain sertifioitaviin rakennuksiin, vaan niiden tulee olla osa normaalia suunnitteluprosessia.

Jos koko rakennuksen elinkaariarviointi ei ole mahdollista, rakennuttajan tai omaisuuden omistajan tulee vaatia vähintään rakennuksen rakennejärjestelmän elinkaariarviointia. Tällaisen mittauksen asettaminen lähettää markkinoilta korkeahiilisten tuotteiden valmistajille signaalin siitä, että vähähiiliselle tuotteille tulee olemaan kysyntää, jotta he voivat tehdä pääomasijoituksia uusiin teknologioihin.

Suunnitteluvaatimukset ja kysyntä

Toiseksi, mittaustekniikoiden käyttöönoton jälkeen kehotan kehittäjiä ja omaisuuden omistajia lähettämään myös erittäin selkeän signaalin markkinoille asettamalla suunnitelmiinsa tavoitteita materiaaleihin sitoutuneen hiilen määrästä. Tavoitteiden tulisi ajan myötä laskea, jotta markkinat tietävät selvästi, että vähähiilisten tuotteiden kysyntä kasvaa lähitulevaisuudessa.

Vaikka nämä suunnittelutavoitteet voitaisiin asettaa vapaaehtoisiksi lyhyellä aikavälillä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi, tavoitteista pitäisi saada vaatimus rakennussuunnitteluun keskipitkällä aikavälillä, jotta investoinnit siirtyisivät suunnitteluyrityksiin, jotka pystyvät luomaan näitä rakennuksia ja materiaalien valmistajiin, jotka pystyvät toimittamaan vähähiilisiä tai hiilittömia rakennusmateriaaleja.

Materiaaleihin sitoutunut hiili on nousemassa tärkeään osaan rakennusten hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Sen merkitys tulee kasvamaan ja se on sisällytettävä toiminnallisiin energiansäästöihin, jotta voimme jatkaa rakennusten hiilidioksidipäästöjen vähentämistä.

Kasvun ja kehityksen tahtiin nähden rakennettu infrastruktuurimme on yksi tärkeimmistä hiililähteistä, johon voimme keskittyä hidastaaksemme ilmastonmuutosta.

Onneksi monet kehittäjät ja suunnittelijat ovat jo edelläkävijöitä ja poistavat sekä operatiivista että materiaaleihin sitoutunutta hiiltä portfoliostaan. Toivon heidän saavan siitä kilpailuetuja, jotka vauhdittavat lisää muutoksia ja sitoutumista koko toimialalla.

Ei ole epäilystäkään siitä, että vastaamme haasteeseen siirtääksemme rakennuksemme nettonollaan tai jopa nettopositiiviselle tasolle, mukaan lukien materiaaleihin sitoutunut hiili.

Lue lisää materiaaleihin sitoutuneesta hiilestä ja sen torjumisesta.

Corey Barnes-Covenant auttaa kiinteistöalan yrityksiä siirtymään kestävämpiin kiertotalouden liiketoimintamalleihin ja lähestymistapoihin. Hän työskentelee maailmanlaajuisesti toimivien yritysten kanssa Ramboll's Management Consulting -toimistosta Yhdysvalloissa. Tutustu hänen näkemyksiinsä kiertotaloudesta tässä videossa.

1) https://www.worldgbc.org/embodied-carbon

2) https://www.wri.org/insights/4-charts-explain-greenhouse-gas-emissions-countries-and-sectors