31. juli 2022

Analyse: Ny teknologi skal mindske enormt men overset CO2-udslip fra stål og beton

Vores verden er bygget på stål og beton, men de nyttige materialer kommer med en overraskende stor klimaregning, som vi først nu er begyndt at få fokus på. Nye teknikker skal være med til at løse problemet.

Illustration: Lauge Eilsøe-Madsen

Illustration: Lauge Eilsøe-Madsen

Verdens forbrug af beton og stål er eksploderet i de seneste årtier. Tilbage i år 2000 brugte verden 1,6 milliarder tons beton, og i 2021 var tallet næsten tredoblet til 4,4 milliarder tons. Men selvom beton er et genialt materiale på mange måder, er det hårde og holdbare byggemateriale langt mere forurenende og klimabelastende, end mange nok er klar over.

Alene produktionen og støbningen af beton står for omkring otte procent af verdens CO2-udledninger. Samtidig står produktionen af jern og stål for lidt over syv procent af CO2-udledningerne. Til sammenligning står hele verdens flytransport, der ofte fremhæves som en stor klimasynder, vi skal spare på, for kun omkring to procent.

De høje udledninger skyldes, at produktionen af stål og beton kræver enorme mængder energi. Både fordi kalk og jernmalm skal varmes op til høje varmegrader, og fordi produktionen udleder endnu mere CO2 på grund af kemiske processer i materialerne.

Der er derfor virkelig mulighed for at hjælpe klimaet, hvis vi kan nedbringe udslippet fra stål og beton. Enten ved at spare på materialerne og i stedet bygge huse af for eksempel træ, eller ved at finde på nye løsninger, der mindsker CO2-udledningerne.

Hvis vi kunne genbruge beton bedre, kunne vi spare på mængden af ny cement. Indtil videre har man kun genbrugt beton i mindre grad, og hovedsagelig ved at knuse det og benytte det som fyldstof. Men en ny opdagelse fra ingeniører ved Cambridge University er måske på vej til slå to fluer med ét smæk. De har udviklet og patenteret en ny metode til at gøre gammel beton om til ny beton, og endda på en måde, der samtidig mindsker udledningerne fra stålproduktion.

Metoden virker ved, at man knuser den gamle beton og sier sand og småsten fra. Så ender man med et kalkholdigt pulver, der kan bruges i stålproduktion. Pulveret lægger sig ovenpå det glohede flydende stål og beskytter det mod at gå i forbindelse med luftens ilt. Når stålet tappes af, ligger slaggerne tilbage som et grovkornet pulver, der er næsten identisk med det såkaldte cement-klinker, man normalt bruger til at producere nyt cementpulver, skriver Cambridge University.

Stålproduktionen er dog i sig selv stadig enormt energikrævende, og hver gang, man producerer ét ton stål, udleder det op til tre tons CO2, viser tal fra Det Internationale Energiagentur. For at undgå at bruge det meget klimaskadelige kul som brændstof, arbejder blandt andet den svenske stålproducent SSAB nu med at prøve at gå over til at puste brint ind i højovnen i stedet for kul.

Brint er et rent brændstof, fordi det kun udleder vand, når det forbrænder, og fordi man kan producere nyt brint ved at sætte strøm til vand. Hvis strømmen kommer fra for eksempel vindmøller, er processen CO2-neutral. SSAB forventer, at de kan levere fossilfrit stål til den svenske bilindustri fra 2026. To tyske stålproducenter er også i gang med forsøg.

Hvis vi kigger længere frem, er der endnu mere vidtgående idéer på vej, som måske kan blive vigtige på sigt.

Der findes allerede i dag virksomheder, der arbejder på at rense skorstensrøg for CO2 og enten lagre den under jorden eller bruge den som et nyt råmateriale. En canadisk virksomhed vil bruge den klimaskadelige gas til at producere ny cement, som endda kan blive endnu stærkere end hidtil. Men indtil videre er metoden relativt dyr og svær at bruge i stor skala.

Måske er løsningen i stedet at bruge naturens egne metoder til at producere byggematerialer og fjerne CO2 fra atmosfæren på samme tid. Det oplagte valg er at plante træer, men de kræver både meget tid og plads, før de bliver rigtigt effektive til at lagre kuldioxid. Og der er rift om verdens landbrugsjord.

Forskere fra universitetet MIT i USA vil i stedet bruge alger til at indfange CO2 og relativt hurtigt omdanne gassen til kunstige kalksten. Det var den samme proces, der over millioner af år opbyggede de tykke kalklag, der findes i undergrunden i dag. Kalken kan så knuses og bruges til ny cement. Forskerne anslår, at man kunne producere nok kalk på denne måde til at dække hele USA’s cementproduktion ved at afsætte blot 0,5 procent af landets areal til algeproduktion.

Beton er blevet et moderne problem, men det har været et nyttigt materiale i årtusinder. Allerede de gamle romere havde fundet ud af, at man ved at blande brændt kalk, sand og småsten kunne producere en slags kunstig sten, der både var stærk og holdbar. De brugte det nye materiale, som de kaldte caementicium, til at bygge blandt andet Colosseum og Parthenon-templets enorme kuppel, der indtil videre har holdt i næsten 2000 år.

I 2006 færdiggjorde Kina den 181 meter høje betondæmning over Yangtze-floden. Dæmningen brugte 28 millioner kubikmeter beton. Men selv denne dæmning er kun en lille parentes i historien, for i dag støber verden lige så meget ny beton hver dag, som blev brugt til hele den enorme kinesiske dæmning. Kina står for over halvdelen af det samlede forbrug.

3tons CO2

kan det udlede at producere et tons stål. Det afhænger dog af metoden, for det udleder meget mere CO2 at producere nyt stål fra jernmalm, end det kræver at omsmelte og genbruge allerede eksisterende stål. I gennemsnit udleder et ton stål 1,4 tons kuldioxid.

Det er ofte svært at erstatte beton med træ, da det kræver høj styrke at bygge for eksempel broer. For nylig er der indviet en bro i Holland, hvor stål og beton er erstattet af hørfibre og bio-harpiks omkring en kerne af skum.

Første bæredygtige bro af bio-harpiks klar til brug