17 febbraio 2021

Edifici come soluzione? Esplorare il potenziale per i materiali che immagazzinano carbonio

Presentazione di un rapporto di sintesi del Carbon Leadership Forum

Autori

Il team di ricerca del Carbon Leadership Forum presso l'University of Washington College of Built Environments:

Julie Kriegh, PhD, AIA, ricercatore, Carbon Leadership Forum, Dipartimento di Architettura, College of Built Environments, Università di Washington. Fondatore Kriegh Architecture Studios | Design + Ricerca

Chris Magwood, Direttore, Endeavour Center, The Sustainable Building School, Peterborough, Ontario, Canada

Wil Srubar III, PhD, Professore associato, Università del Colorado Boulder, Ingegneria civile, ambientale e architettonica, Programma di scienza e ingegneria dei materiali. Fondatore Aureus Earth

Il Carbon Leadership Forum dell'Università di Washington ha recentemente completato un progetto di ricerca di quattro mesi con un'importante azienda tecnologica statunitense per comprendere il potenziale dell'utilizzo di materiali a basso tenore di carbonio e che immagazzinano carbonio nelle nuove costruzioni. Il progetto si è concentrato su materiali hotspot ad alta intensità di carbonio (ad esempio, fondamenta in calcestruzzo e pavimenti in lastre, pannelli isolanti per tetti e pareti e intelaiature strutturali) in edifici industriali leggeri. Lo studio ha scoperto che una riduzione considerevole (~ 60%) del carbonio incorporato è possibile in due o tre anni portando materiali a basso tenore di carbonio prontamente disponibili in un uso più ampio. Inoltre, questo lavoro prevede che la promozione di un sistema di approvvigionamento di materiali per lo stoccaggio del carbonio investendo nello sviluppo e nella produzione di nascenti industrie di materiali per lo stoccaggio del carbonio renderà possibile un futuro positivo per il carbonio in tre o cinque anni. (vedi Figura 1).

Figura 1. Potenziali riduzioni di carbonio (credito: Wil Srubar).

Perché questa strategia è importante?

L'International Panel on Climate Change (IPCC) ha stabilito che rL'istruzione sulle emissioni di carbonio da sola non è sufficiente per ridurre il disastro climatico. Pertanto, è fondamentale prelevare e immagazzinare sistematicamente il carbonio. Si prevede che nei prossimi 30 anni, il carbonio incorporato, ovvero le emissioni associate all'approvvigionamento, alla produzione, all'uso edile e allo smaltimento dei materiali da costruzione, rappresenterà quasi il 50% di tutte le nuove emissioni di carbonio legate all'edilizia (Architecture2030). Affrontare queste emissioni adesso è fondamentale poiché le emissioni di anidride carbonica incorporate sono impegnate all'inizio di un edificio e rimangono costanti per tutta la vita di un edificio.  

Una strategia chiave

Possiamo convertire gli edifici da una minaccia climatica esistenziale (fonte di emissioni) a una soluzione climatica significativa (pozzo di emissioni) utilizzando materiali biogenici che immagazzinano carbonio e riducono le emissioni durante la produzione di materiali da costruzione. I pozzi di assorbimento delle emissioni sono fondamentali per raggiungere la decarbonizzazione entro il 2030 perché il carbonio ha un valore temporale; l'impatto del prelievo fotosintetico esercita il maggior impatto all'inizio del processo di costruzione (vedi Figura 2). 

Un altro kQuesta strategia può essere trovata nell'uso di materiali da costruzione biogenici che immagazzinano carbonio rapidamente rinnovabili prodotti dalla biomassa (ad esempio, residui agricoli raccolti ogni anno e fibre coltivate appositamente). Infatti, l'uso di materiali biogenici rende possibile non solo il prelievo fotosintetico anticipato, ma anche il potenziale di positività al carbonio a lungo termine. Entrambi sono fondamentali per raggiungere la decarbonizzazione entro il 2030 perché il raggiungimento del prelievo fotosintetico anticipato nelle prime fasi del processo di costruzione esercita il maggiore impatto sulle emissioni e sul clima.

lo stoccaggio del carbonio è fondamentale

Figura 2. Drawdown fotosintetico (Credit: Chris Magwood)

Quali sono gli impatti più ampi?

È possibile catalizzare la decarbonizzazione degli edifici stabilendo un nuovo modello socio-tecnico-economico che promuove la costruzione con biomasse. Materiali da costruzione biogenici a base di biomassa - residui agricoli sottoutilizzati (p. Es., Scafi di riso, paglia di grano e cenere di foglie di bambù, gambi di girasole, bagassa di zucchero) e fibre coltivate appositamente (p. Es., Bambù, sughero, canapa, alghe e alghe) - hanno il potenziale per creare nuovi prodotti per l'edilizia (Cantor & Manea, 2015; Liuzzi, S., 2017; Maraveas, C., 2020).

Costruire con questi materiali biogenici ha anche la promessa di catalizzare nuovi centri di produzione, creare posti di lavoro, fornire opportunità di formazione e istruzione e ridurre la necessità di metodi di smaltimento delle fibre di scarto tradizionali e ad alta intensità di emissioni (ad es. Inoltre, il carbonio evitato e il carbonio immagazzinato negli edifici rappresenta una nuova classe di attività di prodotti a base di carbonio per i mercati emergenti del carbonio. Prese insieme, si stima che queste strategie contribuiscano a un significativo (> 1 gigatonnellate di CO2 all'anno) riduzioni delle emissioni totali di carbonio a livello globale (Churkina, G., et al.2020; Habert, G., et al.2020; Frank, S., et al, 2018).

Questo lavoro propone che, accoppiando comunità in cui vengono raccolti materiali biogenici con aziende (partner industriali) in cui si svolgono servizi di produzione e costruzione, possiamo ridurre le emissioni iniziali nell'industria edile. Possiamo anche ridurre le emissioni associate a residui agricoli sottoutilizzati catalizzando il nuovo carbonio e costruendo mercati dei prodotti ed economie forti, producendo molteplici benefici collaterali.  

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