På vei mot nullutslippsbetong

Globalt kommer om lag seks prosent av de menneskeskapte klimagassutslippene fra betongproduksjon. Det er like mye som hele flyindustrien. Hovedråstoffet til betong er sement. Og det er her problemet ligger. Om lag 90 prosent av utslippet av klimagasser fra tradisjonell betong kommer fra produksjonen fra sement. Utslippet fra denne produksjonen stammer fra spalting av kalksteinen og fra brensel som benyttes i den kjemiske prosessen, der CO2 frigjøres fra de gamle skalldyrene som i sin tid dannet kalksteinen. Men det finnes heldigvis løsninger.

Pilotprosjekter

FutureBuilt har gjennom et betydelig antall byggeprosjekter – med Meteorologisk institutts Tallhall fra 2011 som det første – vært en aktiv pådriver for å teste ut lavkarbonbetong, som har et redusert karbonavtrykk fordi bindemidlet blant annet inneholder en lavere andel sementklinker, som gir høye CO2-utslipp. Lavkarbonbetong har inntil 30 prosent reduserte utslipp sammenlignet med standardbetong.

Men nå økes ambisjonene. Det finnes nemlig muligheter for betongprodukter med betydelig lavere utslipp. Noen av disse er tilgjengelig i det norske markedet for dokumentasjon, men foreløpig ikke benyttet kommersielt i bygningskonstruksjoner. Eksempler er slaggbetong, som har om lag 75 prosent lavere utslipp og som i kombinasjon med hybridbetong kanskje kan gi opp til 90 prosent lavere utslipp enn standardbetong. Denne betongsammensetningen går klimamessig langt forbi lavkarbonbetong i klasse A, som oppfattes som bransjens beste praksis per i dag.

– Ja, det finnes muligheter for det vi kan kalle ”nær-nullutslippsbetong”, og til og med visjoner for nullutslipp. Men videreutvikling og bruk av disse løsningene er nå avhengig av et godt samspill mellom produksjons- og etterspørselssiden, sier faglig leder Stein Stoknes i FutureBuilt.

– FutureBuilt har etablert dialog med betongnæringen, som gjennom Betongløftet selv har satt det grønne skiftet på agendaen og uttrykt ønske om å samarbeide med utbyggere om forbildeprosjekter på lavutslippsbetong, sier Stoknes, som forteller at FutureBuilt også har fått offentlige midler til å konkretisere samarbeidet.

Miljødirektoratet har gjennom ”Klimasats” – klimasatsingene i kommunene – gitt støtte til gjennomføringen av tre til fire pilotprosjekter innen ny betongpraksis. Bydelsutvikleren Avantor er allerede ombord med Nydalen Vy, og Statsbygg og Det kongelige slott skal teste ut innovative betongløsninger på Logistikkbygget i Slottsparken. FutureBuilt er også i dialog med Omsorgsbygg om Tåsenhjemmet og Universitetet i Oslo om Klimahuset om mulige betong-piloter. Det siste er finansiert av Ulltveit-Moe.

– Målet er å mobilisere tunge og profilerte eiendomsaktører til aktivt å bruke sin markedskraft og etterspørre framtidens betongløsninger. Parallelt med arbeidet med pilotprosjektene ønsker vi å etablere en felles strategi for å mobilisere markedet og forberede betongnæringen på kommende krav og forventninger, forteller Stoknes

Hybridbetong i Nydalen

Utviklingen av ”hybridbetong” er en videreføring av bransjens arbeid med lavkarbonbetong, og FutureBuilt-prosjektet Nydalen Vy har klimagassambisjoner som gjør det naturlig å  bruke dette konseptet. Til dette kombinasjonsbygget på 18 etasjer med boliger, kontorer og næring har Skanska utredet bruk av hybridbetong, noe som utfordrer det materialtekniske grunnlaget. Det skyldes høyt innhold av flyveaske, som medfører produksjonstekniske utfordringer.

– Det etablerte standardverket fokuserer primært på bestandighet, derfor er deler av prosjektet i Nydalen å påvise at de grepene vi tar med endringen i betongmaterialet ikke bryter med standardens forutsetninger om lang levetid for betongkonstruksjonene, forteller Sverre Smeplass som er sjefsrådgiver i Skanska og professor II på NTNU.

– Utfordringen med betong med høyt flyveaskeinnhold er langsom fasthetsutvikling, liten varmeutvikling og økt temperaturfølsomhet, noe som gir utfordringer under vinterdrift, sier Smeplass. 

– Spesielt når framdriften er avhengig av at betongen skal oppnå en gitt trykkfasthet, for eksempel 25 MPa, før oppspenning. Derfor vil det være nødvendig å gjennomføre tiltak både for å redusere varmetapet fra den herdende betongen, og tilføre varme for å sikre tilstrekkelig reaktivitet og fasthetsutvikling, sier han.

Målet med Nydalen-prosjektet er at de etterspente dekkene skal utvikles med betong som inneholder 50 prosent flyveaske. Dette vil gi 35 prosent redusert klimagassutslipp i forhold til lavkarbonbetong og om lag 60 prosent reduksjon i forhold til dagens bransjestandard. Dette vil utgjøre en potensiell besparelse på om lag 170 tonn CO2, sammenlignet med lavkarbonbetong klasse A, og om lag 300 tonn CO2 sammenlignet med bransjestandard.

– Hybridbetongen vi benytter i dette prosjektet er egentlig er lavkarbonbetong. Men vi bruker dette navnet delvis for å markere at vi har kommet et skritt videre: Delvis med henvisning til at materialkonseptet er i grenselandet mellom tradisjonell portlandsementbasert betong og geopolymerer. Geopolymerer har et bindemiddel som bare består av flyveaske, aktivert ved tilsetning av store mengder alkalier, forteller Smeplass.

Bedre enn forventet

Smeplass forteller at Skanska benytter det samme hybridbetongkonseptet i utførelsen av Powerhouse i Trondheim. Herfra vil de ta med seg verdifulle erfaringer og målinger som skal videreføres i Nydalen-prosjektet.

– Resultatene fra Trondheim viser at vi vil kunne oppfylle både klimaambisjonene og kostnadsnivået i FutureBult-prosjektet i Nydalen, sier han.

Merkostnader for hybridbetongen har Smeplass og hans team beregnet til 100 kroner mer per kubikk tradisjonell betong. Ved et totalt dekkeareal på 10000 kvadratmeter med en dekketykkelse på 240 mm, vil denne betongtypen gi en total merkostnad på rundt 1,1 millioner kroner.

Hybridbetong er temperaturfølsom, noe som påvirker framdriften. For å sikre effektiv herding benyttes det varm betong fra blandeverk, mellom 22 og 24 grader Celsius. Alle frie betongoverflater må tildekkes, underliggende etasje må varmes opp med varmluftaggregater basert på fjernvarme eller biodiesel. Dette er tiltak som Skanska kommer til å ta i bruk på Powerhouse på Brattørkaia i Trondheim, der ambisjonen er å bli det første energipositive kontor-nybygget i Norge.

Smeplass forteller at dette er erfaringer som tas med i FutureBuilt-prosjektet i Nydalen. Men det er knyttet et lite usikkerhetsmoment til energikostnadene ved utførelsen av hybridbetongen, siden fasthetsutviklingen av betongen er temperaturfølsom.

– Her kan lokale værvariasjoner spille inn, som vi ikke vet før vi setter i gang, sier han.  

– Vi har en nyhet til i forbindelse med Nydalen-prosjektet, slik at vi kan ta dette prosjektet et skritt lenger enn annonsert. Vi vurderer bruk av betong med høyt slagginnhold. Denne betongtypen kan gi meget lave klimagassutslipp, men kan ha vanskeligere vinteregenskaper enn hybridbetongen, forteller Smeplass.

Samordnet regelverk

Smeplass forteller at sett ut fra et klimasynspunkt vil byggenæringen komme et langt skritt videre når de ulike leverandørindustriene kan enes om et samordnet regelverk, slik at næringen får et reelt sammenlikningsgrunnlag for klimavurdereringene knyttet til materialene – enten det er betong, stål eller tre.

– Vi vil om kort tid få en norsk standard som setter felles regler for klimagassberegninger, og som dermed gir like forutsetninger for alle konstruksjonsmaterialer. Betong vil uansett ha en viktig rolle i alle byggeprosjekter i fremtiden. Jeg mener betongbransjen har arbeidet koordinert og transparent med å komme fram til forbedrete løsninger for å redusere klimautslipp, helt siden 90-tallet. Nå ser vi positive effekter av dette arbeidet, avslutter Smeplass.

Nullutslippsbetong?

Det ultimate målet er selvfølgelig nullutslippsbetong. Men da kreves, i tillegg til fininnstilling av betongresepter, også en liten ”månelanding” som foreløpig dessverre er utsatt.

Kommunikasjonssjef Vetle Houg i HeidelbergCement forteller at med selskapets nullvisjon for 2030 arbeider konsernet med å redusere karbonavtrykket fra betongprodukter. Den norske virksomheten i HeidelbergCement omfatter blant annet sementprodusenten Norcem. Houg forteller at selskapet allerede har gjort store forbedringer for å redusere klimautslippene, og er godt i gang med det videre arbeidet med CO2-nøytrale betongprodukter – sett over produktets livsløp (LCA).

– Den siste delen av utviklingen er effektiv karbonfangst, som i stor grad er basert på statlig finansiering gjennom Gassnova. Men i siste statsbudsjett valgte regjeringen å redusere støtten til Gassnova og de pågående fangstprosjektene. Derfor er denne utviklingen satt på vent i påvente av nasjonale, politiske prosesser, sier Houg.

Nytt Munchmuseum

Det nye Munchmuseet er prosjektert etter FutureBuilt-kriteriet om minst 50 prosent reduksjon av klimagassutslipp sammenlignet med dagens standard. Det er utarbeidet et klimagassregnskap som dekker områdene materialer, transport og energi. Totalt går det med om lag 14 5000 kubikkmeter lavenergibetong, og det er benyttet 2 500 tonn resirkulert armeringsstål i råbygget, inkludert bunnplaten.

– Totalt sett er vi innenfor målene som ble satt for bygget med reduksjon av CO2-ekvivalenter knyttet til betongen, forteller prosjektsjef for det nye Munchmuseet, Jard Bringedal i ÅF Advansia.

– Men vi har hatt utfordringer med de synlige overflatene og har derfor vært nødt til å gjøre en vri. Når vi blander inn flyveaske i betong, slik at den oppnår klasse A, utvikles det bobler som ikke tar seg pent ut i de synlige stedene i bygget. Derfor har vi redusert innholdet av flyveaske i disse områdene. Det betyr en mindre miljøvennlighet. Men for at totalreduksjonen av utslippet skal oppfylles, har vi balansert med litt mer ispedd flyveaske i andre deler av bygget. Derfor kommer vi i mål, sier Bringedal.     

Uforutsett miljøgevinst

Bringedal forteller at de under utførelse har fått på plass en uforutsett miljøgevinst. Fjernvarmen, som skulle vært koblet på når bygget står ferdig, er tatt i bruk under utførelsen.

– Siden fjernvarmen er klar, bruker vi det i stedet for diesel og gass, som er vanlige oppvarmingskilder når vi bygger. Dette var opprinnelig ikke med i prosjektet, men vi fant ut at vi må være klimasmarte også under utførelse, sier Bringedal, som ikke vet hvordan dette slår ut økonomisk.

– Vi gjør det ut fra miljøhensyn, og håper dette kan bli vanlig praksis, sier han.    

Fakta Nytt Munchmuseum

Byggherre: Oslo kommune ved Kultur- og idrettsbygg Oslo KF Prosjektledelse: ÅF Advansia Arkitekt: Estudio Herreros. Samarbeidspartner: LPO arkitekter AS Entreprenør råbygg: Veidekke Entreprenør AS Bruttoareal: 26.313 kvadratmeter Publikumskapasitet: 500.000 per år, 2.000 per dag Byggeperiode: 2015 – 2019 Åpner for publikum i 2020

Artikkelen ble først publisert i FutureBuilts statsusrapport. Tekst: Knut Werner Lindeberg Alsén