Kalciumkarbonat består av kalcium (Ca) och karbonat (CO3) som bryts ned till kalciumhydroxid (CaOH) och koldioxid (CO2). Det är en kemisk process som inte kan förändras utan är nödvändig för cementproduktion. Något som kan förändras är dock hur man värmer upp ugnarna. Vilket bränsle som används för uppvärmning. Här skiljer det sig åt mellan olika länder. I Sverige pågår en utfasning av fossila bränslen och idag är en stor del av bränslet till ugnarna fossilfritt. I många andra länder värmer man ugnarna med 100 procent kol.
Många undrar vad vi kan ersätta cement med. Men tyvärr finns det idag inget material vi kan ersätta cement med. Däremot kan man komplettera cement med alternativa bindemedel och på så vis få ner mängden cement som används och därmed reducera CO2-utsläppen. På RISE har vi forskat på alternativa bindemedel i många år. Masugnsslagg och flygaska är några sådana alternativa bindemedel. Tyvärr finns det väldigt lite av dessa material att tillgå i Sverige i dag. Det handlar om ungefär 5-10 procent av det som skulle behövas. Lera skulle kunna bli ett alternativt bindemedel. Det finns över mer eller mindre hela världen och det finns gott om lera i Sverige. Dock har alla leror olika egenskaper och det finns flera olika sorters leror. Det man vill åt för att få ett bra alternativt bindemedel är kaolinitmineralen i leran. Även leran värms upp (kalcineras), men inte till samma höga värme som kalkstenen, och eftersom leran inte består av karbonat så ger den inga CO2-utsläpp.
Lera är således ett potentiellt material för att komplettera cement i betong. Men vi kommer inte kunna bryta lera i morgon eller nästa år för produktion. Även för brytning av lera krävs tillståndsprocesser som tyvärr ofta tar flera år.
På RISE har vi arbetat med leror länge och vi har tagit fram flera recept som testats och som fungerar. Vi ser att vi kan ersätta ungefär 30 procent av cementen med kalcinerad lera och 15 procent med krossad kalksten. Miljöprofilen visar då att CO2-utsläppen kan minskas med 30 – 50 procent samtidigt som hållfastigheten är lika bra.
Något som också kan skapa skillnad är de två miljoner ton betongavfall vi har per år i Sverige. I stället för att betongavfallet kastas på deponi kan det krossas och designas för karbonatisering, det vill säga betongytan kan absorbera CO2 från luften och på så sätt fungera som CCS, Carbon Capture Storage, och om vi är smarta och använder detta i ny betong så kan det fungera som CCU, Carbon Capture Utilitation. Betongbroar och betonghus som byggs idag ska ju hålla i hundra eller tvåhundra år och genom att kapsylera CO2 från luften och helt enkelt bygga in det i nya konstruktioner kan vi minska utsläppen.
Det finns många fler sätt att minska användningen av cement och betong och det är viktigt att det arbetas med flera olika initiativ parallellt men inget av dessa alternativ kan ersätta cementen helt.
- Mängden betong i betongkonstruktioner kan minskas. Genom att använda en alternativ armering kan konstruktionerna göras slankare och därmed sänka betonganvändningen med 10 – 20 procent.
- Man kan minska cementhalten per kubikmeter betong. Sverige använder idag högst andel cement per kubikmeter betong i Europa. Här finns det potential att minska andelen cement i betongen och på så vis minska CO2-utsläppen.
- Med nya tekniker som 3D-printing kan man också minska mängden cement i betongen. Vi har ännu inte testat det i full skala utan bara i labb men man ska kunna minska CO2-utsläppen men 40 – 50 procent med 3D-priniting för vissa applikationer.
Att öka andelen konstruktioner som görs i andra material, så som trä, kan komplettera betongbyggandet. Men betong är det näst mest använda materialet i världen, efter vatten, och det finns helt enkelt inte tillräckligt mycket av andra material för att helt ersätta betong. Och även för trähus behövs betong för till exempel grundplatta och hisschakt. Men för det långa perspektivet är det viktigt att titta på alternativa material som kan komplettera betongbyggandet. Förutom trä används packad lera en del i södra Europa. Kan det vara ett material att börja använda även i Sverige? Eller geopolymerer som är av alkaliaktiverade askor eller slagg. Men alla alternativa material, när vi talar om volymer, är som brodering på betongbyggandet. Volymerna är så små och det finns inga alternativa material som skulle kunna ersätta 4,5 miljarder ton cement per år i dag.
Så har vi också frågan om import. Skulle import av cement vara ett alternativ för Sverige? Produktionskapacitet i Europa har gått i taket. Alla marknader har fullt upp med att producera cement till den inhemska marknaden. De länder som eventuellt skulle vilja exportera cement till Sverige är Kina, Turkiet eller några afrikanska länder. Men vill vi importera miljöproblem och arbetsmiljöproblem till Sverige? Cementproduktionen släpper ut minst lika mycket CO2 i länderna som exporterar till oss. Dessutom är det stor sannolikhet att de använder kol som bränsle till deras ugnar och utöver det har vi transport över nästan halva jordklotet som tillkommer. Därutöver har vi logistiska utmaningar kring fartyg och hamnar som inte kan transportera den mängden cement som skulle behövas och därtill kommer miljöavgifter. Att importera cement blir definitivt inte mer miljövänligt än att producera lokalt i Sverige och det blir heller inte billigare.
/Katarina Malaga, professor i hållbart byggande
