Beton

Teknologisk Institut står i spidsen for et nyt udviklingsprojekt, som skal undersøge muligheden for at opnå CO2-besparelser ved at anvende biokul i produktionen af letvægtsbeton. Samt hvordan biokul i spånplader kan bidrage til en sundere indendørs luftkvalitet.

Byggeindustrien står over for store udfordringer med at reducere sit CO2-aftryk, og derfor er der behov for nytænkning og innovation alle steder, hvor det er muligt. Med det afsæt har Teknologisk Institut fokus på mulighederne for anvendelse af biokul i byggematerialer i et nyt udviklingsprojekt, CHARBUILD, der udføres i samarbejde med Stiesdal SkyClean A/S, Leth Beton A/S og Kronospan ApS, og som er finansieret af INNO-CCUS-partnerskabet, støttet af Innovationsfonden.

Biokul lagrer CO2
Biokul er betegnelsen for kulstofbaserede materialer, der er produceret ved varmebehandling af organisk materiale, fx affaldsprodukter fra landbrug og skovbrug, som normalt bliver brændt af og afgiver CO2 til atmosfæren. Fordelen ved at omdanne affaldsprodukter til biokul ligger i dets evne til at binde og lagre CO2. Biokul er samtidig et kemisk stabilt materiale, der nedbrydes meget langsomt, hvilket gør det velegnet til bl.a. jordforbedring i landbruget, spildevandsbehandling og som komponent i byggematerialer.

Projektet har til formål at demonstrere potentialet ved at anvende biokul som en essentiel komponent i byggematerialer. Dette vil ikke kun reducere CO2-aftrykket, men også spare på naturlige ressourcer og forbedre den indendørs luftkvalitet. I projektet vil vi specifikt undersøge brugen af biokul i letvægtsbeton og spånplader uden at gå på kompromis med kvaliteten, siger projektleder Nina Marie Sigvardsen, Teknologisk Institut.

Letvægtsbeton anvendes bredt i konstruktioner for at reducere vægten og forbedre isoleringsegenskaber.

Ved at erstatte en del af betonens traditionelle tilslag af letvægtsklinker med biokul kan CO2-aftrykket reduceres markant, hvilket vil blive præciseret ved hjælp af en livscyklusanalyse. Forskning har desuden vist, at op til 20 procent af cementen i beton kan erstattes med biokul uden at kompromittere de mekaniske egenskaber, samtidig med at den termiske isolering forbedres, forklarer Nina Marie Sigvardsen.

Stort potentiale for CO2-besparelser i letvægtsbeton
Og der er da også stort potentiale i det nye projekt, for byggesektoren bidrager med cirka ti procent af Danmarks samlede CO2-udledning, svarende til omkring 6,3 millioner ton CO2-ækvivalenter i 2020. En udbredt anvendelse i Danmark af biokul i produktionen af vægelementer af letvægtsbeton kunne potentielt reducere disse udledninger med op til omtrent 35.000 ton om året.

Ved en global udbredelse af en sådan praksis vil potentialet for CO2-besparelser naturligvis være betydeligt større. I projektet vil der blive udført en livscyklusanalyse for at præcisere CO2-gevinsten, der kan opnås ved anvendelse af biokul som delmateriale i letvægtsbeton.

Forbedring af indendørs luftkvalitet
CHARBUILD-projektet har også fokus på spånplader, som anvendes bredt i byggeriet samt i fx møbler. Her ser forretningsleder Thue Trofod, Teknologisk Institut, også et interessant potentiale ved at anvende biokul.

En stor udfordring ved spånplader er emissionen af formaldehyd, som stammer fra den type lim, der anvendes, og som er en skadelig flygtig organisk forbindelse (VOC). Her forventer vi, at biokul på grund af sin porøse struktur vil virke lidt som aktivt kul og kunne absorbere og binde formaldehyd og andre problematiske VOC'er fra luften og derved forbedre den indendørs luftkvalitet, siger Thue Trofod.

Aktiviteterne i CHARBUILD-projektet spænder fra laboratorieundersøgelser til industriel produktion af prototyper og dokumentation af materialernes egenskaber og miljøpåvirkninger. I projektet vil partnerne gennemføre test og validering af biokuls anvendelighed i industrielle produktionsprocesser hos Leth Beton og Kronospan. Ved projektets afslutning er målet at have demonstreret, at biokul med fordel kan anvendes som en komponent både i produktionen af letvægtsbeton og i spånplader.

FAKTA

Hvad er biokul?
Biokul er betegnelsen for kulstofbaserede materialer, der er produceret ved varmebehandling af organisk materiale ved høje temperaturer under iltfattige forhold. Selve processen betegnes som pyrolyse. I pyrolyseprocessen omdannes rundt regnet halvdelen af kulstoffet i restproduktet til biokul, mens den anden halvdel ender som pyrolysegas.

Biokul er et stabilt materiale, som kun nedbrydes meget langsomt, og den halvdel af kulstoffet, der bliver til biokul, er dermed effektivt fjernet fra atmosfæren. Materialet har en høj porøsitet og er kemisk stabilt, hvilket gør det velegnet til mange anvendelser, herunder som jordforbedringsmiddel i landbruget, til spildevandsbehandling og, hvad der afprøves i dette projekt, som komponent i byggematerialer, forklarer Nina Marie Sigvardsen, Teknologisk Institut.

Med miljøvaredeklaration for RECYCON Elements typer af urbanbeton lavet med byggeaffald indleveret på virksomhedens Urban Mining-modtagestationer rundt om i landet er der nu konkrete beviser for en betydelig CO2-besparelse. Set ud fra et nationalt perspektiv betyder de nye typer urbanbeton en øget genanvendelse af byggeaffaldsressourcer, lavere CO2-udledning og mindre brug af jomfruelige råstoffer - et vigtigt skridt mod den cirkulære økonomi.

RECYCON Element producerer beton og betonelementer, hvor tilslagene består af 100 pct. genanvendte materialer. Urbanbetonen er gennemtestet til at have samme styrke som ordinær beton. I november 2023 blev RECYCON Element også certificeret under DS/EN 206-standarden som den første i Danmark hvor alle tilslagene, der var indleveret til analyse og test, udelukkende var baseret på genanvendte materialer.

Nu har urbanbetonen fået en yderligere miljømæssig blåstempling, idet EPD Danmark har udstedt en EPD på hver af RECYCON Elements fire forskellige urbanbetoner.

"Det er ikke blot en EPD på en specifik vare eller produktgruppe. Vi er gået et skridt videre og har fået disse EPD'er på selve urbanbetonen. Det betyder, at miljøvaredeklarationen dækker alle de typer produkter, der kan laves med urbanbetonerne i den passive miljøklasse, som tegner sig for knap 40 pct. af al solgt beton i Danmark. Den miljømæssige dokumentation er altså på plads for kunden - uanset om det handler om vores betonelementer eller specialopgaver, hvor vores urbanbetoner anvendes," siger Jens Flade-Rasmussen, salgs- og udviklingsdirektør i RECYCON Element.

Han tilføjer, at anvendelse af urbanbetonen kan give vigtige point f.eks. i miljøregnskabet og i DGNB-certificerede byggerier.

EPD for beton med byggeaffald fra virksomhedens modtagestationer

Bygge- og anlægssektoren genererer omkring 5 mio. tons byggeaffald årligt, svarende til 40 pct. af alt affald i Danmark. Jens Flade-Rasmussen har ofte påpeget, at alt for mange byggeaffaldsfraktioner, herunder rester fra nybyggeri og renovering, ender som byggeaffald i affaldshierarkiets kategorier "Anden nyttiggørelse" eller "Deponi/bortskaffelse" i stedet for "Genanvendelse". Der er et betydeligt potentiale for at genanvende byggeaffald endnu mere på det højere niveau i værdikæden, men en af barriererne har hidtil været den manglende dokumentation.

Rejsen mod urbanbetonens EPD startede i 2023. Før en EPD kan udarbejdes, skal der først udarbejdes en LCA - en livscyklusvurdering, der dokumenterer et produkts samlede miljømæssige påvirkning i hele dets livscyklus. RECYCON Element samarbejder med modtagestationer over hele landet, men ingen af dem var i stand til at levere data til en LCA på deres byggeaffaldsfraktioner.

RECYCON Element besluttede derfor at åbne egne modtagestationer under RECYCON Recycling - en ny form for affaldsmodtagelse i Danmark, som fokuserer på Urban Mining. RECYCON Recycling kan nu modtages urban mining fraktioner i Aalborg, Holsted, Esbjerg, Kolding, Prøvestenen (København) og Køge – og forventningen er at Fyn også er en mulighed efter sommerferien.

Med modtagestationerne sikrer RECYCON en stærk klimaprofil til urbanbetonens EPD og dokumentationen for, at RECYCON Element fabrikken er End-of-Waste, hvor affald bliver til en råvare.

RECYCON har gjort forarbejdet for anvendelse af urbanbetonen

"Vi har styrkeprøver fra Teknologisk Institut og Fosroc. Vi har miljøgodkendelsen, der gør, at vi må modtage affald og upcycle det selv. Vi har styr på produktionen af materialer ud fra DS/EN 12620-standarden. Vi har renhedsdokumenteret vores miljøhåndtering med et miljøledelsessystem på ISO 14001. Og nu har vi en EPD, som dokumenterer klima- og miljøbelastningen fra vugge til grav," siger Jens Flade-Rasmussen og fortsætter:

"Med vores EPD på betonen dokumenterer vi vores bidrag til et mere bæredygtigt byggeri. Vores urbanbeton er et vigtigt skridt for byggesektorens bidrag til den cirkulære økonomi og forståelsen af, hvor vigtig Urban Mining er. Det er også derfor, vi nu introducerer betegnelsen urbanbeton i stedet for genbrugsbeton. Vi er nødt til at øge genanvendelsen af byggeaffaldsressourcerne for at nå klimamålene og spare på de naturlige jomfruelige råstoffer, som vi ikke har mange tilbage af," siger Jens Flade-Rasmussen.

RECYCON's urbanbeton sætter med sit unikt lave CO2-aftryk en ny standard for betonvarers klimabelastning.

For RECYCON fabriksbeton med tilslag af knust urbantilslag er tallet 77,5 kg CO2-e pr. 1000 kg. Og for RECYCON fabriksbeton med tilslag af knust beton er tallet 73,5 CO2-e pr. 1000 kg.

Som den første betonproducent i Danmark har Dansk Mobil Beton foretaget en fuld konvertering til den CO2-reducerede cement FutureCEM, der er udviklet af Aalborg Portland. Det betyder, at Dansk Mobil Betons kunder fremover udelukkende vil modtage beton med op til 25 procent lavere CO2-aftryk sammenlignet med den konventionelle beton, de hidtil har produceret.

Når Dansk Mobil Beton fremover kører ud til danske byggepladser og private bygherrer for at blande og levere beton, vil en CO2-reduceret cement udgøre en af hovedingredienserne. Dansk Mobil Beton har således som første betonproducent i Danmark foretaget en fuld konvertering til cementtypen FutureCEM, der er udviklet af Aalborg Portland. FutureCEM har op til 30 procent lavere CO2-aftryk, når man sammenligner med konventionel grå cement.

- Vi er stolte over at kunne være med til at gå forrest i forhold til at implementere den nye CO2-reducerende cementtype til gavn for byggebranchen og klimaet. Vi har længe arbejdet med flere bæredygtige initiativer i vores egen produktion, og derfor passer brugen af FutureCEM perfekt ind i vores profil, hvor vi gerne vil levere nogle mere bæredygtige betonløsninger. Vi oplever allerede nu en efterspørgsel, som kun ser ud til at stige fremadrettet, og vi er derfor glade for at kunne imødekomme behovet, siger Steen Madsen, adm. direktør hos Dansk Mobil Beton.

I den danske betonbranche er der ambitiøse mål om at reducere CO2-udslippet i de kommende år. Heriblandt Bæredygtig Beton Initiativet med et mål om en halvering af udledningen over de næste ti år. Aalborg Portland forventer, at FutureCEM i den kontekst vil spille en afgørende rolle, og derfor glæder det Danmarks eneste cementproducent, at den første virksomhed herhjemme nu har foretaget en fuld konvertering til den CO2-reducerede cement.

- Udrulningen af FutureCEM er en vigtig del af vores roadmap for bæredygtig cementproduktion frem mod 2030, som ikke mindst arbejder hen imod en betydelig CO2-reduktion i vores produktion. Det er derfor glædeligt, at vi nu ser en kombination af både store betonproducenter og mindre spillere på markedet tage FutureCEM-teknologien til sig. Det betyder, at flere og flere betonproducenter får øjnene op for, at det er muligt at levere en CO2-reduceret betonløsning med samme styrke og kvaliteter som konventionel beton, lyder det fra salgsdirektør Brian Dürr fra Aalborg Portland.