Een groep bouwvakkers op de bouwplaats. Bannafarsai_Stock/Shutterstock
Tot 8% van alle wereldwijde antropogene door de mens veroorzaakte emissies zijn te wijten aan slechts één materiaal, cement. En ons gebruik ervan neemt toe.
De cement- en betonindustrie moedigt dit gebruik aan, bijvoorbeeld door te beweren dat het gebruik van beton de “levenslange” koolstofemissies van gebouwen zal verminderen.
Door het ontbreken van regelgeving om dit te meten, hebben dergelijke claims een belangrijke rol kunnen spelen bij het overhalen van ontwerpers en bestekschrijvers om bepaalde producten te gebruiken. Uit onderzoek dat mijn collega’s en ik hebben verricht, blijkt echter dat deze beweringen vaak, op zijn minst, overdreven zijn.
Wij hebben het gebruik van drie van dergelijke beweringen vastgesteld. Ten eerste de bewering dat beton, omdat het een hoge thermische massa heeft, waardoor het als een warmteopslagplaats kan fungeren, de koolstofemissies van het verwarmen en koelen van een gebouw tijdens de levensduur ervan zal verminderen.
De tweede bewering is dat beton duurzamer is dan andere materialen, en dat betonnen gebouwen daarom langer meegaan, waardoor er minder behoefte zal zijn aan nieuwbouw. De derde is gebaseerd op het vermogen van beton om carbonatatie te ondergaan, waarbij kooldioxide langzaam uit de atmosfeer wordt geabsorbeerd. Dit betekent dat beton kan worden beschouwd als een “koolstofput”, en dus een duurzame keuze is.
Deze boodschappen worden onder meer door de Mineral Products Association (MPA), de handelsvereniging van het Verenigd Koninkrijk, gepromoot door middel van hun technische richtsnoeren en hun sectorale routekaart naar “meer dan netto nul”. Soortgelijke boodschappen zijn herhaald door de Europese betonindustrie.
Ons onderzoek laat een heel ander beeld zien.
Absorberen van warmte vermindert verwarmingsgebruik niet
Ten eerste, hoewel de thermische massa van beton het inderdaad mogelijk maakt om te fungeren als een opslag van warmte, of “koelte”, zal dit waarschijnlijk weinig doen om de koolstofemissies van het verwarmen van gebouwen te verminderen. Het vermogen van beton om warmte te absorberen zal eerder leiden tot een toename van het energieverbruik voor verwarming, aangezien het beton moet worden verwarmd, evenals de ruimte.
Dit kan worden geïllustreerd aan de hand van uit steen opgetrokken kerken, die getuigen van de uitdagingen van het verwarmen van gebouwen met een hoge thermische massa. Het is waar dat het gebruik van zichtbeton de behoefte aan koeling kan verminderen, vooral in diepe kantoorgebouwen. In relatief koele klimaten zoals het Verenigd Koninkrijk gebruikt koeling echter nog steeds slechts een fractie van de energie die voor verwarming nodig is.
Bovendien wordt koeling voornamelijk gevoed door het nationale elektriciteitsnet, dat snel koolstofvrij wordt gemaakt. Ons onderzoek toont aan dat de berekeningen voor het gebruik van bouwmaterialen die veel koolstof kosten om te maken, om in de toekomst steeds minder operationele koolstof te besparen, gewoon niet kloppen.
Gebouwen worden vervangen voordat ze nodig zijn
Het tweede argument, duurzaamheid, is eveneens onjuist. Uit ons onderzoek is gebleken dat maar weinig gebouwen worden gesloopt omdat ze structureel verouderd zijn. In plaats daarvan worden ze vernietigd om plaats te maken voor “regeneratie” in gebieden die economisch in bloei staan.
Er is ook weinig bewijs dat betonnen gebouwen duurzamer zijn dan andere. Het aantal betonnen gebouwen en constructies met “betonkanker”, waarbij de stalen wapeningsstaven zijn gaan roesten en afbreken en het beton is gaan breken, doet eerder het tegendeel vermoeden.
Ondertussen suggereren miljoenen oude gebouwen over de hele wereld die zijn opgetrokken uit hout, maar ook uit baksteen en steen, dat andere bouwmaterialen zeer duurzaam kunnen zijn.
Betonnen gebouwen absorberen niet veel koolstof
Tenslotte wordt het vermogen van beton om koolstof te absorberen meestal overschat. Alleen het blootgestelde oppervlak van beton zal carbonateren. Beton dat ondergronds ligt, of verborgen is onder coatings of bekledingen, zal dus niet fungeren als koolstofput.
Gewapend beton wordt ook ontworpen om carbonatatie te minimaliseren, omdat dit de stalen wapening kwetsbaar maakt voor roesten. Carbonatatie treedt daarom voornamelijk op na het einde van de levensduur van het gebouw, wanneer het beton is vergruisd.
Als betonpuin aan de lucht wordt blootgesteld, zal het langzaam een deel van de kooldioxide-emissies die bij de oorspronkelijke vervaardiging zijn uitgestoten, weer opnemen. Dit is correcter op te vatten als “gedeeltelijke re-carbonatie” en vormt nauwelijks een goed argument voor het gebruik van extra koolstofrijk beton in nieuwe gebouwen.
Het betonnen puin van een gesloopt gebouw.
Tim Elliott/Shutterstock
Is het tij aan het keren?
In 2021-22 heeft het Environmental Audit Committee van de Britse regering een onderzoek gehouden naar de duurzaamheid van de gebouwde omgeving van het Verenigd Koninkrijk. In hun antwoord op het onderzoek herhaalde de MPA opnieuw haar beweringen over thermische massa, duurzaamheid en carbonatatie.
In het rapport over de uitkomst van het onderzoek worden deze beweringen echter niet herhaald. In plaats daarvan wordt het gebruik van koolstofarme materialen, zoals hout, aangemoedigd en wordt opgeroepen om het meten van de koolstofemissie van gebouwen gedurende hun hele levensduur op te nemen in de regelgeving.
Samen met de recente invoering van dergelijke voorschriften in verschillende Europese landen zou dit een verschuiving moeten ondersteunen in de richting van materialen met een hoog koolstofgehalte. De nauwkeurige meting en daadwerkelijke vermindering van koolstof, zowel als belichaamd in de materialen als resulterend uit de werking van een gebouw, zijn essentieel om onze impact op het milieu te verminderen.
Alice Moncaster heeft in het verleden financiering ontvangen van UKRI (EPSRC, AHRC en ESRC), de WhitbyBird Foundation, het Equilibrium Network, de Isaac Newton Trust, de Irish Green Building Council en Buckinghamshire Council. Naast de Open Universiteit is zij verbonden aan het Department of Engineering van de Universiteit van Cambridge, Cambridge Architectural Research, en het Equilibrium Network. Zij is lid van het Institution of Civil Engineers, en lid van de Groene Partij. De AHRC financierde een klein deel van het beschreven onderzoek, maar geen andere organisatie heeft financiering verstrekt.