Nyheter
Mot en klimanøytral byggebransje?
Økt treforbruk i nybygg på bekostning av mer energikrevende materialer som stål og betong kan gi merkbare utslag i det norske klimaregnskapet. Ved å øke treforbruket til 40 prosent av det teoretisk mulige vil klimagassutslippene knyttet til oppføring, vedlikehold og riving av nye bygningsgenerasjoner reduseres med 20-30 prosent.
12. mai 2004
Dette tilsvarer det som kan oppnås ved at energiforbruket til drift av nye bygninger reduseres med en tredjedel. Men både betong-, stål- og trebransjen har store forbedringsmuligheter. Hvem som på sikt kommer best ut av dette «miljøslaget» avhenger av bransjenes vilje og evne til omstilling.
Som del av NAL/NABUs prosjekt «Reduksjon av klimabelastninger fra byggebransjen» er det sett nærmere på klima-effekten av substitusjon til treprodukter i nybygg. Prosjektet er basert på nyere skandinaviske studier av klimabelastningen fra ulike konstruksjonsmetoder. Kildetilfanget er riktignok mangelfullt og ikke tilstrekkelig grunnlag for bastante konklusjoner, men som utgangspunkt for foreløpige vurderinger er det godt nok.
Bygningssektoren er ansvarlig for en stor del av de norske klimagassutslippene. De bruksrelaterte belastningene – til oppvarming, belysning, ventilasjon og annet elektrisk utstyr – er anslått til 5,5 millioner tonn CO2-ekvivalenter per år. Dette utgjør ca 10 prosent av de samlede nasjonale utslippene, og skyldes fyring med olje og gass samt import av elektrisitet basert på kull.
I tillegg vil byggebransjen være opphav til produksjonsrelaterte klimagassutslipp fra framstilling av bygningsmaterialer og oppføring, vedlikehold og riving av bygninger. Her er energiforbruket i seg selv betydelig lavere, men siden kraftandelen fra fossile energikilder er større, vil klimabelastningen likevel være omfattende. For nye, energieffektive bygninger vil de produksjonsrelaterte belastningene kunne nærme seg samme størrelsesorden som de bruksrelaterte, sett gjennom bygningens livsløp.
Strategier for reduserte utslipp
Mens de bruksrelaterte klimabelastningene kan reduseres med økt varmeisolasjon, klimatilpasning og alternative energikilder, gjelder følgende taklingsprinsipper i møtet med de produksjonsrelaterte klimabelastningene: Å effektivisere produktene som benyttes eller å skifte ut, substituere, særlig belastende produkter med mindre belastende alternativer.
I nybygde boligblokker og næringsbygg dominerer konstruksjoner av stål og betong. Begge alternativene innbærer store klimabelastninger i produksjonsfasen. Fra sementproduksjonen avgis det karbondioksid som følge av kjemiske prosesser ved brenning av kalkstein. I stålproduksjonen utvikles det karbondioksid fra reduksjonsprosesser basert på steinkull
.
Så vel sement- som stålindustrien er nå i gang med å effektivisere produktene sine. De ligger likevel et godt stykke bak treindustrien som gjennom årene har operert i en klasse for seg med særlig lave klimakonsekvenser (se fig 1.). Her ligger det således til rette for introduksjon av substitusjonsstrategien ved at trebruken økes på bekostning av annen materialbruk.
Stort potensial for økt trebruk
Norge har allerede det største treforbruket per innbygger i Europa. Trekonstruksjoner i form av lett bindingsverk benyttes i om lag 90 prosent av nye småhusboliger og fritidshus. For boligblokker og næringsbygg er treforbruket lavt, men potensialet desto større. Økt treforbruk i alle typer byggverk er imidlertid nå aktuelt av to grunner. For det første er det nylig gjennomført endringer i byggeforskriftene som generelt tillater mer tre, også i fleretasjes hus. For det andre er det utviklet nye, rasjonelle byggeteknikker som gjør trekonstruksjoner til et reelt alternativ også for en høyt industrialisert byggebransje, blant annet massivtre-konstruksjoner (skiveelementer i heltre) og andre prefabrikerte løsninger.
En konsekvent overgang til massive trekonstruksjoner der samtidig aktuelle plater, kledninger, varmeisolasjon, balkonger, vinduer og dører er trebaserte, vil resultere i et treforbruk på ca 500 kg per kvm bruksareal i et småhus. I en boligblokk eller et næringsbygg oppført etter gjeldende brannkrav, vil treforbruket kunne utgjøre opp mot 300-400 kg per kvm.
Som gjennomsnitt for en generasjon norske nybygg er en middels økning i treforbruket til 40 prosent av dette «tekniske potensialet» trolig oppnåelig på litt sikt og innenfor rammene av en realistisk utvikling i bransjen. I et ekstrem-scenario kan vi tenke oss en høy økning til 80 prosent av det teoretisk mulige. Høyere enn dette er det trolig vanskelig å komme hvis det fortsatt skal bygges kjellere og dersom nødvendige brannsikringstiltak i byer og tettsteder ivaretas. Høy økning innebærer et trelastforbruk på 2,8 millioner tonn, noe som fortsatt må antas å være innenfor rammene av en forsvarlig ressursutnyttelse, ettersom vi i Norge bare avvirker ca 1/3 av den årlige tilveksten på over 20 millioner tonn rundvirke.
Stor klimaeffekt
Økt treforbruk gir reduserte klimautslipp dersom dette erstatter andre og mer belastende materialer. Den klimamessige gevinsten ved for eksempel overgang fra betong til massivtre kan grovt anslås til 0,4 kg CO2-ekvivalenter per kilo økt treforbruk. Tilsvarende tendenser gjelder for overgang fra lette stålkonstruksjoner til massivtre og for overgang fra lette bindingsverkskonstruksjoner i tre til massivtre, selv om utbyttet her er noe lavere (henholdsvis 0,3 og 0,25 kg CO2).
Ved omlegging av den norske byggemåten til nivået middels økning i treforbruket i nye bygg, vil vi således kunne oppnå en innsparing i klimagassutslippene på ca 0,3 millioner tonn CO2- ekvivalenter per år. Dette tilsvarer 20-30 prosent av klimabelastningene knyttet til produksjon av nye bygninger i Norge. I størrelsesorden kan dette også sammenlignes med at det bruksrelaterte energiforbruket i nybygg reduseres med 30 prosent, tilsvarende 0,35 millioner tonn CO2- ekvivalenter. Og disse tiltakene utelukker ikke hverandre. Her er det snakk om «ja takk, begge deler».
Tar vi skrittet fullt ut til høy økning av treforbruket vil innsparingene trolig runde 0,8 mill. tonn CO2-ekv per år (se figur 2).
I disse tallene er også den klimamessige betydningen av varmelagringsevne i materialene inkludert. Tunge materialer vil stabilisere innetemperaturen og således redusere energibehovet til oppvarming. Dette har tradisjonelt vært et argument for å bygge i betong og tegl. Den klimamessige betydningen er imidlertid liten ettersom det i stor grad vil være snakk om å spare elektrisk kraft. Dessuten har det vist seg at også massive trekonstruksjoner har betydelig varmelagringsevne.
Tallene omfatter ikke avfallsbehandlingen. I dag energigjenvinnes 40 prosent av treavfallet, og dette gir ytterligere klimagevinst ved at annen og mer forurensende kraftproduksjon kan utfases (ca 0,1 kg CO2-ekvivalenter/kg økt treforbruk).
Kun foreløpige konklusjoner
Selv om disse resultatene slår meget gunstig ut for treproduktene, er slaget om hva som blir framtidens byggematerialer likevel ikke endelig avgjort. Disse foreløpige konklusjonene er basert på dagens produksjon av både treprodukter og øvrige bygningsmaterialer. Og det foreligger til dels betydelige forbedringsmuligheter.
I stålproduksjonen vil en overgang til trekull/flis som reduksjonsmiddel redusere utslippene av karbondioksid med 30-40 prosent. Tilsvarende muligheter gjelder for sementindustrien ved overgang til mindre kalkbaserte sementtyper.
Men også trebransjen har ubenyttede potensialer. Her vil redusert bruk av fossilt brensel i skogsdrift og transport, høyere holdbarhet på produktene og økt gjenbruk av rivningsvirke kunne gi betydelig uttelling. Det største energiforbruket i trebransjen ligger i tørkeprosessene, men dette er for det meste dekket inn med klimanøytralt biobrensel, og det er derfor små klimabesparelser å hente her. Aller viktigst er det å øke graden av energigjenvinning av treavfallet fra byggebransjen, fra dagens 40 prosent opp mot 100 prosent. Dette er trolig en realistisk målsetting som langt på vei vil presse seg fram som følge av nye EU-regelverk. Forutsetningene er imidlertid redusert bruk av impregneringsgifter, økt vekt på løsninger uten lim, sparkel og overflatebehandlinger som stiller strenge krav til røykgassrensing. Transportavstanden til ovnene må samtidig være liten nok til at gevinsten ikke blir borte på veien. For samtidig å øke gjenbruket er det nødvendig at bygningene blir generelt lettere å demontere.
Selv om trebransjen i dag har et stort forsprang, avhenger derfor den endelige konklusjonen i dette «miljøslaget» av vilje og evne til omstilling, både i trebransjen og konkurrerende bransjer. Dersom trebransjen nå kun gjentar argumentet om at tre er et godt miljøalternativ, uten å jobbe for forbedringer, kan det hende at bildet ser annerledes ut om noen år.
Revisjon av Kyoto-protokoll
Men i tillegg til innsparingene ved substitusjon til tre og treprodukter i nybygg som umiddelbart vil kunne godskrives i det nasjonale klimaregnskapet etter prinsippene i Kyoto-protokollen, har trebransjen nok et godt kort på hånden. Trevirke binder nemlig opp CO2 gjennom fotosyntesen, og bygningsmassen vil dermed kunne fungere som et gigantisk CO2-lager. Og her kan vi ane store gevinster. Hvordan dette skal inngå i klimaregnskapet er foreløpig ikke klarlagt, og karbonlagring er således heller ikke del av Kyoto-protokollen. Men det er antatt at dette aspektet blir inkludert i regnestykket etter den planlagte revisjonen i 2010. Mulighetene for en klimanøytral bygningsbransje ser ut til å være innen rekkevidde.
Som del av NAL/NABUs prosjekt «Reduksjon av klimabelastninger fra byggebransjen» er det sett nærmere på klima-effekten av substitusjon til treprodukter i nybygg. Prosjektet er basert på nyere skandinaviske studier av klimabelastningen fra ulike konstruksjonsmetoder. Kildetilfanget er riktignok mangelfullt og ikke tilstrekkelig grunnlag for bastante konklusjoner, men som utgangspunkt for foreløpige vurderinger er det godt nok.
Bygningssektoren er ansvarlig for en stor del av de norske klimagassutslippene. De bruksrelaterte belastningene – til oppvarming, belysning, ventilasjon og annet elektrisk utstyr – er anslått til 5,5 millioner tonn CO2-ekvivalenter per år. Dette utgjør ca 10 prosent av de samlede nasjonale utslippene, og skyldes fyring med olje og gass samt import av elektrisitet basert på kull.
I tillegg vil byggebransjen være opphav til produksjonsrelaterte klimagassutslipp fra framstilling av bygningsmaterialer og oppføring, vedlikehold og riving av bygninger. Her er energiforbruket i seg selv betydelig lavere, men siden kraftandelen fra fossile energikilder er større, vil klimabelastningen likevel være omfattende. For nye, energieffektive bygninger vil de produksjonsrelaterte belastningene kunne nærme seg samme størrelsesorden som de bruksrelaterte, sett gjennom bygningens livsløp.
Strategier for reduserte utslipp
Mens de bruksrelaterte klimabelastningene kan reduseres med økt varmeisolasjon, klimatilpasning og alternative energikilder, gjelder følgende taklingsprinsipper i møtet med de produksjonsrelaterte klimabelastningene: Å effektivisere produktene som benyttes eller å skifte ut, substituere, særlig belastende produkter med mindre belastende alternativer.
I nybygde boligblokker og næringsbygg dominerer konstruksjoner av stål og betong. Begge alternativene innbærer store klimabelastninger i produksjonsfasen. Fra sementproduksjonen avgis det karbondioksid som følge av kjemiske prosesser ved brenning av kalkstein. I stålproduksjonen utvikles det karbondioksid fra reduksjonsprosesser basert på steinkull
.
Så vel sement- som stålindustrien er nå i gang med å effektivisere produktene sine. De ligger likevel et godt stykke bak treindustrien som gjennom årene har operert i en klasse for seg med særlig lave klimakonsekvenser (se fig 1.). Her ligger det således til rette for introduksjon av substitusjonsstrategien ved at trebruken økes på bekostning av annen materialbruk.
Stort potensial for økt trebruk
Norge har allerede det største treforbruket per innbygger i Europa. Trekonstruksjoner i form av lett bindingsverk benyttes i om lag 90 prosent av nye småhusboliger og fritidshus. For boligblokker og næringsbygg er treforbruket lavt, men potensialet desto større. Økt treforbruk i alle typer byggverk er imidlertid nå aktuelt av to grunner. For det første er det nylig gjennomført endringer i byggeforskriftene som generelt tillater mer tre, også i fleretasjes hus. For det andre er det utviklet nye, rasjonelle byggeteknikker som gjør trekonstruksjoner til et reelt alternativ også for en høyt industrialisert byggebransje, blant annet massivtre-konstruksjoner (skiveelementer i heltre) og andre prefabrikerte løsninger.
En konsekvent overgang til massive trekonstruksjoner der samtidig aktuelle plater, kledninger, varmeisolasjon, balkonger, vinduer og dører er trebaserte, vil resultere i et treforbruk på ca 500 kg per kvm bruksareal i et småhus. I en boligblokk eller et næringsbygg oppført etter gjeldende brannkrav, vil treforbruket kunne utgjøre opp mot 300-400 kg per kvm.
Som gjennomsnitt for en generasjon norske nybygg er en middels økning i treforbruket til 40 prosent av dette «tekniske potensialet» trolig oppnåelig på litt sikt og innenfor rammene av en realistisk utvikling i bransjen. I et ekstrem-scenario kan vi tenke oss en høy økning til 80 prosent av det teoretisk mulige. Høyere enn dette er det trolig vanskelig å komme hvis det fortsatt skal bygges kjellere og dersom nødvendige brannsikringstiltak i byer og tettsteder ivaretas. Høy økning innebærer et trelastforbruk på 2,8 millioner tonn, noe som fortsatt må antas å være innenfor rammene av en forsvarlig ressursutnyttelse, ettersom vi i Norge bare avvirker ca 1/3 av den årlige tilveksten på over 20 millioner tonn rundvirke.
Stor klimaeffekt
Økt treforbruk gir reduserte klimautslipp dersom dette erstatter andre og mer belastende materialer. Den klimamessige gevinsten ved for eksempel overgang fra betong til massivtre kan grovt anslås til 0,4 kg CO2-ekvivalenter per kilo økt treforbruk. Tilsvarende tendenser gjelder for overgang fra lette stålkonstruksjoner til massivtre og for overgang fra lette bindingsverkskonstruksjoner i tre til massivtre, selv om utbyttet her er noe lavere (henholdsvis 0,3 og 0,25 kg CO2).
Ved omlegging av den norske byggemåten til nivået middels økning i treforbruket i nye bygg, vil vi således kunne oppnå en innsparing i klimagassutslippene på ca 0,3 millioner tonn CO2- ekvivalenter per år. Dette tilsvarer 20-30 prosent av klimabelastningene knyttet til produksjon av nye bygninger i Norge. I størrelsesorden kan dette også sammenlignes med at det bruksrelaterte energiforbruket i nybygg reduseres med 30 prosent, tilsvarende 0,35 millioner tonn CO2- ekvivalenter. Og disse tiltakene utelukker ikke hverandre. Her er det snakk om «ja takk, begge deler».
Tar vi skrittet fullt ut til høy økning av treforbruket vil innsparingene trolig runde 0,8 mill. tonn CO2-ekv per år (se figur 2).
I disse tallene er også den klimamessige betydningen av varmelagringsevne i materialene inkludert. Tunge materialer vil stabilisere innetemperaturen og således redusere energibehovet til oppvarming. Dette har tradisjonelt vært et argument for å bygge i betong og tegl. Den klimamessige betydningen er imidlertid liten ettersom det i stor grad vil være snakk om å spare elektrisk kraft. Dessuten har det vist seg at også massive trekonstruksjoner har betydelig varmelagringsevne.
Tallene omfatter ikke avfallsbehandlingen. I dag energigjenvinnes 40 prosent av treavfallet, og dette gir ytterligere klimagevinst ved at annen og mer forurensende kraftproduksjon kan utfases (ca 0,1 kg CO2-ekvivalenter/kg økt treforbruk).
Kun foreløpige konklusjoner
Selv om disse resultatene slår meget gunstig ut for treproduktene, er slaget om hva som blir framtidens byggematerialer likevel ikke endelig avgjort. Disse foreløpige konklusjonene er basert på dagens produksjon av både treprodukter og øvrige bygningsmaterialer. Og det foreligger til dels betydelige forbedringsmuligheter.
I stålproduksjonen vil en overgang til trekull/flis som reduksjonsmiddel redusere utslippene av karbondioksid med 30-40 prosent. Tilsvarende muligheter gjelder for sementindustrien ved overgang til mindre kalkbaserte sementtyper.
Men også trebransjen har ubenyttede potensialer. Her vil redusert bruk av fossilt brensel i skogsdrift og transport, høyere holdbarhet på produktene og økt gjenbruk av rivningsvirke kunne gi betydelig uttelling. Det største energiforbruket i trebransjen ligger i tørkeprosessene, men dette er for det meste dekket inn med klimanøytralt biobrensel, og det er derfor små klimabesparelser å hente her. Aller viktigst er det å øke graden av energigjenvinning av treavfallet fra byggebransjen, fra dagens 40 prosent opp mot 100 prosent. Dette er trolig en realistisk målsetting som langt på vei vil presse seg fram som følge av nye EU-regelverk. Forutsetningene er imidlertid redusert bruk av impregneringsgifter, økt vekt på løsninger uten lim, sparkel og overflatebehandlinger som stiller strenge krav til røykgassrensing. Transportavstanden til ovnene må samtidig være liten nok til at gevinsten ikke blir borte på veien. For samtidig å øke gjenbruket er det nødvendig at bygningene blir generelt lettere å demontere.
Selv om trebransjen i dag har et stort forsprang, avhenger derfor den endelige konklusjonen i dette «miljøslaget» av vilje og evne til omstilling, både i trebransjen og konkurrerende bransjer. Dersom trebransjen nå kun gjentar argumentet om at tre er et godt miljøalternativ, uten å jobbe for forbedringer, kan det hende at bildet ser annerledes ut om noen år.
Revisjon av Kyoto-protokoll
Men i tillegg til innsparingene ved substitusjon til tre og treprodukter i nybygg som umiddelbart vil kunne godskrives i det nasjonale klimaregnskapet etter prinsippene i Kyoto-protokollen, har trebransjen nok et godt kort på hånden. Trevirke binder nemlig opp CO2 gjennom fotosyntesen, og bygningsmassen vil dermed kunne fungere som et gigantisk CO2-lager. Og her kan vi ane store gevinster. Hvordan dette skal inngå i klimaregnskapet er foreløpig ikke klarlagt, og karbonlagring er således heller ikke del av Kyoto-protokollen. Men det er antatt at dette aspektet blir inkludert i regnestykket etter den planlagte revisjonen i 2010. Mulighetene for en klimanøytral bygningsbransje ser ut til å være innen rekkevidde.
Skogskole i Lyss, Sveits. Arkitekter: Itten + Brechbühl.
(Fig.1.) Produksjonsmessige klimabelastninger for ulike materialer, oppgitt per kilo. I praksis vil forskjellen mellom treprodukter og betong øke ytterligere som følge av at betongen er 4-5 ganger tyngre.
(Fig.2.) Klimaeffekt av substitusjon til tre i nybygg ved henholdvis middels og høy økning i treforbruket, sammenlignet med produksjonsrelaterte belastninger i konvensjonelt byggeri og reduksjoner ved aktuelle bruksrelaterte ENØK-tiltak. ENØK-alternativet baserer seg på gj.sn. årlig energiforbruk i konvensjonelle oppvarmede nybygg på 150 kWh/m2 og klimabelastning 0,04 kg CO2/kWh. Beregningene tar utgangspunkt i at alle nybygg i løpet av en periode på 50 år oppføres med samme tiltaksnivå.