23.02.2021 Tommi Kekkonen

Suomen betonikanta sitoo n. 5,2 miljoonaa tonnia hiilidioksidia

CO₂ncrete Solution on CANEMURE-hankkeen alainen projekti, jossa selvitetään betonin hiilinielua Suomessa ja tavoitellaan uusia kierrätystapoja, joissa betonin karbonatisoitumista voitaisiin hyödyntää ympäristön hyväksi. Osana projektia on nyt määritelty Suomen betonikanta sekä laskettu tähän sitoutunut hiilidioksidi.

Betonin sideaine, sementti, reagoi ilman hiilidioksidin kanssa karbonatisaatioksi kutsutussa reaktiossa muuttuen takaisin lähtöaineekseen, kalkkikiveksi ja sitoo hiilen näin pysyvästi. Tämä reaktio tapahtuu rakennuksissa niiden käyttöaikana; kun rakennus puretaan, paljastuu murskattaessa betonista merkittävästi karbonatisoitumatonta pinta-alaa ja hiilen sidonta tehostuu huomattavasti ja ilman haittapuolia.

Projektin ensimmäisessä vaiheessa kartoitettiin olemassa olevaa tutkimustietoa betonin hiilensidonnasta sekä selvitettiin tämän laskentatapoja. Näin saatiin vahva perusta jatkotutkimukselle. Tutkimusten tulokset vaihtelevat suuresti, riippuen tutkitusta aikajänteestä, alueesta ja rakenteesta mutta yhteneväistä oli, että betoni toimii suurena tai todella suurena hiilinieluna ja pysyvänä hiilivarastona. Betonin kierrätysvaihe oli tunnistettu erittäin tärkeäksi, vaikka varsinaista tutkimusta tästä on vähemmän. (https://concretesolution.fi/tutkimustuloksia-maailmalta-betoni-on-hiilinielu/)

Suomen betonikannan analyysi päätettiin tehdä mahdollisimman tarkasti, jotta laskennan pohjadata saataisiin mahdollisimman laadukkaaksi; suorittajaksi tehtävään valikoitui Forecon Oy. Suomen rakennus- ja infrakanta mallinnettiin rakennustyyppien eri rakenneosien mukaan, kullekin vuosikymmenelle ominaisesti. Tätä puolestaan verrattiin sementin myyntitilastoon Suomessa. Mallinnusten korrelaatio osoittautui erinomaiseksi ja saatuja tuloksia voidaan pitää erittäin tarkkoina. Analyysin mukaan Suomen betonikanta oli vuonna 2018 n. 340 miljoonaa kuutiota (mᶟ) betonia, josta 241 miljoonaa kuutiota on talokannassa ja 98 miljoonaa kuutiota infrassa. Alla on kuvattu talokannan betonimäärän kehitystä vuodesta 1950; kuvaajassa on huomioituna betonin poistuma.

Mallinnuksesta jaoteltiin betonipinnat karbonatisaation kannalta olennaisiin ryhmiin altistumisolosuhteiden perusteella, jolloin voitiin rakennusvuoden perusteella laskea karbonatisaatiorintaman syvyys eri tapauksissa. Näiden perusteella saatiin karbonatisoituneen betonin kokonaistilavuus. Betonipinnat, jotka eivät ole ilman kanssa kosketuksissa oletettiin tässä tapauksessa karbonatisoitumattomiksi, vaikka reaktiota tällaisissakin olosuhteissa toki tapahtuu. Kirjallisuustutkimukseen perustuen, tästä tilavuudesta voitiin laskea betoniin imeytyneen hiilidioksidin määrä.

Suomen betonikanta oli vuoteen 2018 mennessä sitonut 5,2 miljoonaa tonnia hiilidioksidia. Tästä 4,8 miljoonaa tonnia on sitoutunut talokantaan mikä vastaa 14 % tämän betonimäärän kalsinoinnin hiilidioksidipäästöistä. Hiilivarasto on kasvanut varsin tasaisesti ja vuotuinen betonikannan hiilinielu on n. 0,1 miljoonaa tonnia, mikä vastaa n. kymmenesosaa Suomen sementtituotannon kokonaispäästöistä. Näissä laskelmissa ei ole huomioitu purkubetonin vaikutusta hiilinieluun.

Suomen betonikannan hiilivaraston kehitys vuosien 1999 ja 2018 välillä

Foreconin analyysissä on mallinnettu myös betonin poistumaa, joka on ollut viime vuosina täydennysrakentamisen seurauksena nousussa. Vuonna 2018 purettiin n. 1,1 miljoonaa kuutiota betonia; vuosittaista betonipoistumaa on kuvattu alla olevassa kaaviossa. Kierrätysvaiheessa betonissa paljastuu runsaasti karbonatisoitumatonta pinta-alaa ja kappalekoko pienenee merkittävästi, joten tämä aiheuttaa huomattavaa kasvua sitoutuvaan hiilidioksidiin. Projektin jatko keskittyykin tämän vaiheen tutkimiseen, miten kierrätystavoilla voitaisiin mahdollisimman hyvin hyödyntää betonia hiilinieluna sekä pysyvänä hiilivarastona sekä samalla säästää neitseellisen kiviaineen louhintaa.

Suomen betonikannan vuosittainen poistuma vuodesta 1995

Tutustu tutkimusraporttiin