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產業動態

蓋房排碳量超高!建築業2050要如何達成零排放?

  • 發佈日期:2022/9/30
  • 資料來源:工商時報
  • 點閱次數:199次
2022.09.28 工商時報 書房編輯 

當2025年全球淨零碳排啟動,將全面改變你我生活。圖/freepik

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最綠的建築是已經存在的建築物。——卡爾.艾樂方(Carl Elefante),建築師、環保專家

營建的碳負債
預期2060 年之前,全球建築物的總平方英尺將加倍,以因應人口成長,多半在開發中國家。基本上,未來40 年間,營建部門每個月會增加相當於一個紐約市。

聯合國希望在2050 年前達到建材零碳排的目標,需要所有產業創新,來改善營建業直接和間接的碳排放,但是建築氣候追蹤系統(Buildings Climate Tracker)顯示,2016至2019年間的進度竟然是負的。

建築和營建部門產生的二氧化碳年排放量占全球的38%,其中74% 跟能源使用相關,26% 來自建材,以及營造階段的碳排放。

實體碳排放(Embodied Carbon)
實體碳排放是指在營建階段中,材料被製造並且運輸到工地現場,以及拆除和營建時所排放的二氧化碳。

混凝土和鋼是造成最多實體碳排放的建材,全球有50% 的混凝土和30% 的需求,來自建築和營建部門。

美國歷史儲存國民信託(US National Trust for Historica Preservation)發現,用最新能源效率措施蓋的新構造物,要花10 到80 年才能抵銷建造時的碳排放。因此,改善現有建築的效率是降低排放的關鍵。

如果房子不是蓋在一個能讓人忍受的地球上,房子又有何用?⸺亨利.大衛.梭羅(Henry David Thoreau),美國自然文學之父

圖/商業周刊提供_製造和營建的排放
法國一項新法律,要求所有汽車廣告都納入一則訊息,要人們多考慮步行、汽車共乘、騎自行車、或乘坐大眾運輸工具。

低碳混凝土

混凝土是建築物中隱含碳的第一大來源(隱含是指整個施工過程中排放的碳量)。混凝土是住宅、城市、橋樑和道路的建造基礎,佔全球人為二氧化碳排放量的8%。

混凝土的主要成分之一是水泥,而水泥是在石灰窯中以1450° C 左右的高溫燃燒煤炭或天然氣製成的。這種燃燒過程每生產1 噸水泥,就會釋放大約1噸的二氧化碳到空氣中。

建築混凝土製造過程造成的碳排放包括:

• 建造採石廠和機械設備。
• 實際開採石灰石、砂土、和粒料。
• 採石場運輸。
• 加熱石灰石。
• 製造混凝土。
• 運送到建築工地。

生產低碳混凝土

有兩種方法可減少水泥碳排造成的空污影響:

1. 碳捕獲與儲存
2. 重新調配

可以捕獲在傳統水泥生產過程中釋放到空氣中的二氧化碳,將之添加到預拌混凝土中進行儲存。

比較新的方法是採用性能相似的材料重新配製水泥,與傳統製造相比,釋出的二氧化碳更少。例如,可以在水泥中添加來自燃煤發電廠的高碳廢物(所謂的飛灰),以減少混凝土的碳足跡,同時可增加其強度和加工性能。

目前的解決方案
Blue Planet Systems 是位於加州洛斯加托斯(Los Gatos)的一家混凝土公司,申請了從煙道氣體中捕獲二氧化碳的礦化技術專利,將煙道氣轉化為碳酸鹽(CO3)⸺碳酸鹽會鎖住碳,因而產生低碳或負碳混凝土,同時確保具有與標準混凝土相同的特性。
US Concrete 是位於德州尤利斯(Euless)的混凝土公司,從燃煤或鋼渣中提取飛灰,將之添加到水泥中,進而減少了50% 的水泥用量。將爐渣作為額外骨料,不僅減少垃圾掩埋場傾倒量,也減少了原材料的開採需求。
位於德州康羅(Conroe)的Geopolymer Solutions 公司生產無熱混凝土,這是由回收的飛灰、顆粒礦渣、和其他天然存在的礦物質混合製成的,而不是靠水泥。相較於水泥混凝土,減少了90% 的碳排放量。
減少建築材料中的隱含碳
全球23% 的碳排放來自3 種建築材料的生產:混凝土、鋼鐡、和鋁。

減少建築隱含碳的6 種方法
1. 重新調整建築物用途、並利用回收建築材料。
2. 投資開發低碳混凝土。
3. 使用低碳或碳封存建材(例如,可持續發展的木材)。
4. 設計結構減少使用裝飾材料。
5. 大大地提高結構效率,同時盡量減少使用碳密集型材料。
6. 盡量減少建築廢棄物。

低碳建築材料替代品
• 竹子可快速再生,是一種用途廣泛的建築材料。
• 從可持續耕作的森林所生產的木材,是一種堅固的建築結構材料,也適用於多層式建築物中。
• 小麥、大米、黑麥和燕麥的秸稈可用於牆壁填充和隔熱。
• 大麻混凝土(Hempcrete)由大麻的木質內核與石灰黏合劑所混合製成,可以替代黏土磚和水泥混凝土。
• 羊毛是一種優質的高效隔熱材料。

我們每個人都很重要,都有自己的角色,並有所貢獻。我們每個人都必須對自己的人生負責,最重要的是,對周遭的生物,尤其是對彼此,表現出尊重和愛。⸺珍.古德(Jane Goodall),聯合國和平大使

加拿大的陸地擁有世界近四分之一的碳儲量,其中大部分以泥炭地的形式存在。

碳隔離功能的建材
全球每年將近40% 的二氧化碳排放量是由建築物產生的,其中光是混凝土、鋼鐡、和鋁這3種建材,就佔全球總排放量的23%(其中大部分用於施工環境)。

技術的改進使我們得以生產出能夠隔離碳、而非會造成碳排的建築材料。碳封存是因應氣候挑戰的一種方法,這是透過捕獲和儲存二氧化碳來防止它存留於地球大氣層中。

施工建設時採用儲存碳和減少排放的生物材料,可以將建築物轉化成碳匯。具碳儲存功能的建材可以利用生物質生產,例如,每年收成的農產廢棄物和特殊用途的纖維,如稻殼、麥秸、竹葉灰、向日葵莖、大麻、藻類、和海藻。建築物在施工時利用植物纖維建材,可以形成隔離碳的功能。

儲碳建材
• 生物塑料:由生物碳製成,這是一種透過高溫隔氧燃燒生物質所製成的富碳物質。
• 菌絲體:這是一種便宜的生物材料,形成真菌的根系,以農業廢棄物為食,並藉此過程隔離儲存於生物質中的碳。菌絲體可作為阻燃劑和絕緣材料。
• 拼貼地毯:由回收塑料和各種生物材料製成,這些產品可儲存的碳,比生產過程中排放的碳更多。
• 木材:一棵生長健全的樹木每年可從大氣中去除22 公斤的二氧化碳,如果負責任地採購、並透過重新種植來補償砍伐的樹木,木材會是負碳建材。
• 3D 列印木材:木材和造紙行業丟棄的鋸屑和木質素,可以透過3D 列印轉化成木製品,這樣可以減少樹木砍伐,木材廢棄物也無需被腐化或焚燒而造成儲存碳的釋放。
• 橄欖石砂:地球上最常見的礦物之一,經過粉碎並散佈於地面時,能夠吸收自身質量的二氧化碳。適合用作肥料和景觀美化中的沙子或礫石替代品,而碳酸化版本可作為水泥、紙張或3D打印細絲生產中的添加劑。
• 混凝土:特殊類型的混凝土在生產中捕獲碳,同時利用鋼鐵產業的廢渣代替碳排量巨大的水泥。水泥佔所有溫室氣體排放量的8%。
• 磚塊:二氧化碳可注入尾礦等工業廢物中,將之從氣體轉化為固體,再用於製造水泥磚和其他建築材料。該過程複製了同樣發生在自然界的礦物碳酸化過程,即二氧化碳溶解在雨水中,並與岩石反應形成新的碳酸鹽礦物。

圖/商業周刊提供_能源相關的排放

圖/商業周刊提供_成功打造能源屋
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