Ilmastopäästöjen leikkaamisen kunnianhimoa voisi kasvattaa reilusti

Tietoa kirjoittajasta Jussi Mattila
Toimitusjohtaja, Betoniteollisuus ry Rakenteiden elinkaaritekniikan dosentti, TTY
Kaikki kirjoittajan kirjoitukset

Rakennettu ympäristömme on merkittävä ilmastopäästöjen lähde. Rakennusteollisuuden vähähiilisyystiekartan mukaan rakennetun ympäristön päästöt ovat vuositasolla noin 17 Mt-CO2:a eli lähes kolmannes Suomen ilmastopäästöistä.

Yksi usein esille nouseva osakokonaisuus on rakennusmateriaalien valmistuspäästöt. Tiekartan mukaan niiden yhteismäärä on noin 2 Mt-CO2:a vuodessa eli nelisen prosenttia kokonaispäästöistämme.

Rakentamisen päästöjä ollaan suitsimassa rakentamismääräyksiin sisällytettävillä säädöksillä, joilla asetettaneen jatkossa raja-arvot rakentamisen hiilipäästöille. Lainsäätäjä ei ole pitänyt piilossa, että käytännössä se tavoittelee betonin korvaamista vähähiilisemmillä materiaaleilla etenkin kerrostaloissa ja muussa suuremman mittakaavan rakentamisessa.

Päästöjä voidaan toki saada hieman pienentymään materiaaleja toisiin vaihtamallakin, mutta mittakaava on kovin vaatimaton. Tämä johtuu siitä, että valtaosa, kolme neljäsosaa betonista käytetään sellaisissa kohteissa, joissa se ei ole korvattavissa muilla materiaaleilla.

Suomessa rakennettaneen lähivuosina kerrostalotyyppistä rakennuskantaa betonista noin nelisen miljoonaa neliömetriä vuodessa. Tehtyjen selvitysten perusteella tiedetään, että tällaisessa rakentamisessa materiaalivaihdoilla voidaan saada rakentamisvaiheessa aikaan noin 80–90 kg-CO2:n päästövähennys neliötä kohti. Materiaaleilla olisi siis saavutettavissa noin 0,15 Mt-CO2/a päästövähennys, jos betoni korvautuisi täysin peräti joka toisessa rakennuskohteessa. Päästövähennyksemme näillä keinoin jäisi siis melko vaatimattomaan 0,3 prosenttiin.

Sen lisäksi, että materiaalisubstituutiolla emme pääse lähellekään päästövähennystavoitteitamme, saamme samalla aikaan myös negatiivisia sivuvaikutuksia, kuten märkätilojen rakenteiden muuttumista yhä suuremmalta osin kosteutta kestämättömistä materiaaleista tehdyiksi, vain yhden esimerkin mainitakseni.

Jos sen sijaan panostaisimme sementin ja betonin vähähiilistymiseen, voisimme tavoitella selvästi suurempaa ja nopeampaa päästövähennystä, sillä silloin CO2-leikkuri purisi kaikkeen betonirakentamiseen. Samalla välttäisimme myös nyt suunnitteilla olevan sääntelyn ikävät sivuvaikutukset.

Betonin vähähiilisyyden kautta voisimme torjua ilmastonmuutosta myös merkittävästi materiaalivaihtoa edullisemmin. Viimeisimmissä toteutetuissa esimerkkikohteissa materiaalimuutoksilla säästetyn hiilidioksiditonnin hinta on nimittäin ollut huikea, 2500 euron luokkaa. YK:n hyväksymissä ja laajalti käytetyissä päästökompensaatioissa puhutaan noin 10 euron tonnikustannuksista.

Esimerkiksi maailmalta voi nostaa Norjan hallituksen vastikään käynnistämän Langskip-ilmastohankkeeen, jolla tuetaan merkittävillä summilla puhtaan teknologian hankkeita. Langskipin ”pääpalkinto” myönnettiin Norcemin sementtitehtaalle, josta on tulossa maailman ilmastoystävällisin sementtitehdas. Sen käyttämän sementin vähähiilistämisteknologian kustannuksiksi arvioidaan noin 100–150 euroa hiilidioksiditonnia kohti, mikä jää siis selvästi alle kymmenesosaan materiaalivaihdon aiheuttamista kustannuksista.

Kotimaisen sementtimme päästöjä on saatu pudotettua jo nyt yli 20 prosenttia. Kehitystä voisi nopeuttaa merkittävästi, mutta se ei tapahdu markkinaehtoisesti vaan edellyttää yhteiskunnan tukea. Jos puoletkin vähähiilisille materiaaleille osoitetusta yhteiskunnan tuesta ohjattaisiin kotimaisen sementintuotannon vähähiilistämiseen, saavuttaisimme moninkertaiset päästövähennykset paljon pienemmillä kustannuksilla.

Tätä artikkelia on kommentoitu 15 kertaa

15 vastausta artikkeliin “Ilmastopäästöjen leikkaamisen kunnianhimoa voisi kasvattaa reilusti”

  1. Ei ilmastoasioissa eikä sähköautojen ostajana kannata olla eturivissä. Ensin kannattaa antaa muiden hankkia kokemusta ja maksaa niistä. Kannattaa mennä kustannukset ja talous edellä.

    1. Jep, minunkin Nokia 6310 toimii vieläkin ja ei sitä toiseen kannata vaihtaa. Antaa muiden testailla niitä uusia juttuja jotka ei hanskat kädessä edes toimi.

  2. Kannatetaan! Ja sen kunnianhimon kasvattamiseksi voitaisiin aloittaa siitä, että artikkelin kirjoittajalta kiellettäisiin ekostalinistisen edistyksellisyyden nimissä autoilu, lihansyönti, asunnon lämmittäminen, peseytyminen, matkustaminen ja poliittisesti puhdasoppisen paremmiston turhaksi määrittämä kuluttajuus ylipäätään. Koska edelläkävijyys vaatii esimerkin näyttämistä!

  3. CO2-päästöjä voidaan vähentää betoniteollisuudessa kehittämällä sementin tuotantoa, mutta kustannustehokkaampiakin keinoja on, kuten korjaamalla rakennesuunnittelun luotettavuusmalli. Enemmän tai vähemmän väärää mallia sovelletaan koko maailmassa, esimerkiksi Euroopassa erityisen väärää ja Amerikassa vähemmän.
    Eurokoodin virhekustannus on noin 10 mrd euroa vuodessa. Virhe muodostuu pääasiassa tarpeettomasta materiaalin käytöstä. Betoni- ja puurakenteet ovat tarpeettoman massiivisia. Betonin materiaalivarmuuslukua voitaisiin pienentää 5-10% ja laadunvalvonnasta huolehtimalla ainakin 10%. Kaikesta materiaalista käytetään noin kolmannes lattioissa, joiden mitoitusarvot ovat ainakin 20% tarpeettoman suuria.
    Betonia käytetään siten noin 10% tarpeettomasti eli yli hyväksytyn luotettavuustason. Betoni aiheuttaa noin 8% koko maailman CO2-päästöistä, joten korjaamalla suunnittelumalli, maailman ja myös Suomen CO2-päästöt vähenisivät lähes 1% pelkästään betoniteollisuuden osalta.
    Kaikki tieto korjauksen tekemiseen on olemassa. Muutos olisi yksinkertainen ja voitaisiin tehdä kirjoituspöytätyönä. Vain varmuusluvut ja ominaisarvot täytyisi muuttaa, kaikki muu säilyisi.
    Kannattaisi tosin siirtyä takaisin sallittujen jännitysten suunniteluun, sillä tällä yksinkertaisemmalla menetelmällä saadaan sama tulos kuin nykyisellä osavarmuuslukumenetelmällä. Tarkemmin sanoen, sallittujen jännitysten menetelmä on oikeampi, sillä rakenteet murtuvat käyttötilakuormilla, joten sallittujen jännitysten menetelmä vastaa paremmin rakenteiden murtotapaa. Lisäksi, sallittujen jännitysten menetelmässä ei ole varmuuslukuja, joten niistä aiheutuvaa pyöristysvirhettä ja ylimitoitusta ei ole. Varmuusluvut asetetaan nimittäin niin, että viimeinen desimaali on joko 0 tai 5, jolloin jokaisesta varmuusluvusta aiheutuu potentiaalisesti 2.5% ylimitoitus ja varovastikin arvioituna Euroopassa noin 2 mrd euron kustannus.
    Osavarmuuslukumenetelmään siirryttiin pääasiassa kahden virheen vuoksi: Luultiin, että rakenteet murtuvat korotetuilla kuormilla ja hallitseva luotettavuusmalli edellyttää, että osa kuormista täytyy hävittää. Se onnistuu yksinkertaisesti osavarmuuslukumenetelmässä asettamalla kaksi pysyvän kuorman varmuuslukua, eurokoodissa 1.15 ja 1.35.
    ”Betonikerrostalojen korvaaminen puisilla pienentää päästöjä 0.15 Mt-CO2/a.” Jos suunnittelunormit korjataan, pelkästään betoniteollisuuden päästöt pienenevät noin kolme kertaa enemmän. Mattila perää yhteiskunnan tukea sementtiteollisuuden kehittämiseen. Ensin on kuitenkin korjattava suunnittelunormit. Korjaus ei oikeastaan maksa mitään, kun tunnustetaan, että luotettavuusteorian paradigma on muutettava.

    Tuomo Poutanen

    1. Sementin valmistus tuottaa Suomen päästöistä kaikkiaan noin 2 % (ja sementin päästö edustaa lähes 90 % betonin päästöistä). Pienentämällä varmuuslukuja ja sitä kautta materiaalin määrää on täysin mahdotonta saada 1 prosenttiyksikön eli 60 % säästöä, siis Suomessa.

      1. HS kirjoitti viime keskiviikkona “Sementtiteollisuus aiheuttaa noin kahdeksan prosenttia kaikista maailman hiilidioksidipäästöistä”. Luotin tähän tietoon ja oletin, että tilanne Suomessa on ainakin likimäärin sama.
        Tuomo Poutanen

        1. Suomen sementintuotantoluvut ovat eri asia kuin Suomen sementinkulutusluvut. Kaikki Suomessa käytetty sementti ei ole Suomessa valmistettua. Osa sementistä tuodaan ulkomailta. Globaalisti sementtiteollisuuden päästöt painottuvat maapallon väestömäärältään kasvaviin osiin, kun taas Suomen kaltaisissa matalan syntyvyyden maassa, jossa väkiluku pysyy jokseenkin paikallaan ilman suurempaa kasvua, uudisrakentaminen on suhteessa vähäisempää. Itäinen Aasia on keskeinen globaali sementtiteollisuuden päästökeskittymä. Siellä rakennetaan paljon uusia kaupunkeja. Sementtiteollisuuden päästöt ovat esimerkiksi Kiinassa olleet yli 10 %:n tasolla. Tosin kiinalaista sementtiä kuljetetaan myös Eurooppaan, eli ihan kaikki siellä aiheutettu sementtiteollisuuden päästö ei johdu siellä käytetystä sementistä.

          1. Suomessa käytetystä sementistä noin viidennes tuodaan ulkomailta. Jos sen valmistuspäästö otetaan myös huomioon, Suomessa käytetyn sementin valmistuksen päästöjen osuus Suomen kokonaispäästöistä on jokseenkin tarkkaan 2 %.

            Kiinasta ei juuri tuoda sementtiä Eurooppaan. Vuonna 2018 EU:ssa käytetystä sementistä alle 2 % oli ylipäätään tuontitavaraa. Siitä hyvin pieni osa tuli Kiinasta. Valtaosa tuontisementistä tulee Itä-Euroopasta EU:n rajavaltioista.

      2. Ristiriita HS:n luvun 8% ja Mattilan 2% välillä on suuri. Mattilan kannattaisi tehdä asiasta seikkaperäinen selvitys ja tarvittaessa vaatia HS:n artikkelin oikaisua. Joka tapauksessa Mattilan kulu vaikuttaa liian pieneltä, sillä CO2-päästöjä tapahtuu sementin valmistuksen jälkeenkin. Minun sanomani on, että normit kannattaa muuttaa. Jos kuitenkin oletetaan, että Mattilan luku on oikea, korjaamalla normi betoniteollisuuden CO2-päästöt laskisivat noin 0.1 Mt-CO2/a eli lähes yhtä paljon kuin vaihtamalla betonikerrostalot puisiin 0.15 Mt-CO2/a. Mattilan ehdotus edellyttää veroeurojen käyttämistä eko-sementin kehittämiseen. Se olisi kuitenkin kalliimpaa kuin nykinen, joten rakentaminen aikanaan kallistuisi. Minun ehdotus ei maksaisi juuri mitään ja johtaisi rakentamisen halpenemiseen heti.

        Tuomo Poutanen

        1. Sementinvalmistus kuluu EU:n päästökauppaan ja sen johdosta sen valmistuksen päästöt tunnetaan hyvin tarkkaan.

  4. Varmaan on niin, että pienemmilläkin materiaalimenekeillä olisi pärjätä rakenteellisen kestävyyden vaatimusten näkökulmasta. Mutta eivät nykyiset materiaalipaksuudet toisaalta pelkästään niistä aina edes johdu. Esimerkiksi asuinrakennusten ontelolaattojen paksuuden kannalta määrävä asia ei monessa talossa ole rakenteiden murtumisriskeihin liittyvät mitoitusvaatimukset, vaan tavoiteltu ääneneristävyys kerrosten välillä. Kerrostaloasunnoissa ei ole enää hyväksyttävää, että yläkerran jumpan töminät tai suoratoistokanavan katsomisesta tulevat äänet kuuluvat alakertaan. Lattiarakenteista tehdään nykyään usein niin massiivisia kuin tehdään siksi, että massiivinen rakenne vaimentaa äänen etenemistä – vaikka lujuusvaatimukset täyttyisivät ohuemmillakin rakenteilla. Sama pätee osaan omakotitaloistakin. Niissäkin toisinaan halutaan hyvää ääneneristävyyttä kerrosten välille ja valitaan sen johdosta normien minimivaatimuksia massiivisemmat välipohjarakenteet.

    1. Eilinen kirjoitukseni käsitteli kustannuksia ja CO2-päästöjä. Kun ominaiskuormia kasvatetaan tarpeettomasti, kustannukset ja CO2-päästöt kasvavat tarpeettomasti riippumatta siitä, että lujuusehdon rinnalla olisi muita mitoitusehtoja kuten akustiikka, taipuma tai värähtely. Esimerkiksi, jos oletetaan, että betonivälipohjan akustiikka edellyttää tiettyä massaa, pienempien kuormien tapauksessa semettiä ja terästä tarvitaan vähemmän, kustannukset ja CO2-päästöt ovat pienempiä.
      Suunnittelijalle on annettava vapaus optimointiin. Esimerkiksi välipohjan akustiikkaa voidaan parantaa monella tavalla, esimerkiksi massaa lisäämällä. Kun välipohjakuormien ominaisarvoja taannoin korotettiin, minua pöyristytti ministeriön virkamiehen perustelu: ”se tehtiin värähtelyominaisuuksien parantamiseksi”.
      Selvennys vielä eiliseen kirjoitukseen, virhekustannukset ovat vuosikustannuksia: Korjaamalla Eurokoodin luotettavuusmalli (mm. riippuva kuormien yhdistely muutetaan riippuvaksi) saavutetaan noin 10 mrd euron säästö vuodessa. Osavarmuuslukunormilla mitoitetut rakenteet ovat Euroopassa ainakin 2 mrd euroa kalliimpia vuodessa kuin sallittujen jännitysten menetelmällä mitoitetut varmuuslukujen pyöristyksen takia.

      Tuomo Poutanen

      1. Tuomo, kukaan ei maksa suunnittelijalle optimoinnista. Ei tilaajaa kiinnosta värähtelyn tai materiaalien massojen kanssa kikkailu. Kuhan saavat nopeasti suunnitelmat, joista urakoitsija valittaa mahdollisimman vähän.

        1. En ole lisäämässä suunnittelijan taakkaa, päinvastoin. Suunnittelija tekee nyt analyysin käyttötilassa ja murtotilassa. Vain käyttötilan analyysi jotakuinkin aina riittää. Kun lisäksi kuormavarmuusluvut sovitetaan samoiksi, mieluimmin ykkösiksi, suunnittelija työ vähenee edelleen.

          Tuomo Poutanen

Jätä kommentti