С деревом к климатической нейтральности? Интервью с Йоханнесом Тинтнер-Олиферсом

Сталь и цемент — большие убийцы климата. На металлургическую промышленность приходится около 11 процентов мировых выбросов CO2, а на цементную промышленность — около 8 процентов. Идея замены железобетона в строительстве более экологически чистым строительным материалом очевидна. Так должны ли мы строить из дерева? Мы устали от этого? Действительно ли древесина нейтральна по отношению к CO2? Или мы могли бы даже хранить углерод, который лес забирает из атмосферы, в деревянных зданиях? Будет ли это решением всех наших проблем? Или есть ограничения, как и у многих технологических решений?

Мартин Ауэр из SCIENTISTS FOR FUTURE обсудил это с доктор Йоханнес Тинтнер-Олиферс поддерживается Институтом физики и материаловедения Университета природных ресурсов и прикладных наук о жизни в Вене.

ЙОХАННЕС ТИНТНЕР-ОЛИФЕРС: Понятно, что мы должны переориентироваться, когда речь идет о строительных материалах. Выбросы, которые производит цементная промышленность и сталелитейная промышленность, в настоящее время находятся на очень высоком уровне - при всем уважении к мерам, которые предпринимает цементная промышленность для сокращения выбросов CO2. Проводится много исследований о том, как производить цемент безвредным для климата способом, а также о том, как заменить вяжущий цемент другими вяжущими. Также ведутся работы по отделению и связыванию СО2 в дымоходе при производстве цемента. Вы можете сделать это с достаточной энергией. Химически преобразование этого CO2 в пластик с помощью водорода работает. Вопрос: что с этим делать потом?

Строительный материал цемент по-прежнему будет иметь важное значение в будущем, но это будет продукт чрезвычайной роскоши, потому что он потребляет много энергии, даже если это возобновляемая энергия. С чисто экономической точки зрения мы не захотим себе этого позволить. То же самое относится и к стали. В настоящее время ни один крупный сталелитейный завод не работает исключительно на возобновляемых источниках энергии, и мы не хотим этого себе позволить.

Нам нужны строительные материалы, которые требуют значительно меньше энергии. Их не очень много, но если мы оглянемся на историю, диапазон будет знакомым: глиняное здание, деревянное здание, камень. Это строительные материалы, которые можно добывать и использовать с относительно небольшими затратами энергии. В принципе, это возможно, но в настоящее время деревообрабатывающая промышленность не является нейтральной по отношению к выбросам углекислого газа. Лесозаготовка, деревообработка, деревообрабатывающая промышленность работают на ископаемом топливе. Лесопильная промышленность по-прежнему остается лучшим звеном в цепи, потому что многие компании эксплуатируют свои собственные теплоэлектростанции с огромным количеством опилок и коры, которые они производят. Целый ряд синтетических материалов на основе ископаемого сырья используется в деревообрабатывающей промышленности, например для склеивания, . Проводится много исследований, но на данный момент ситуация такова.

Несмотря на это, углеродный след дерева намного лучше, чем у железобетона. Вращающиеся печи для производства цемента иногда сжигают мазут. Цементная промышленность является причиной 2 процентов выбросов CO8 в мире. Но топливо — это только один аспект. Вторая сторона – химическая реакция. Известняк представляет собой соединение кальция, углерода и кислорода. При преобразовании в цементный клинкер при высоких температурах (около 2°C) углерод выделяется в виде CO1.450.

МАРТИН АУЭР: Многие думают о том, как извлекать углерод из атмосферы и хранить его в долгосрочной перспективе. Может ли дерево как строительный материал быть таким хранилищем?

ЙОХАННЕС ТИНТНЕР-ОЛИФЕРС: В принципе, расчет правильный: если брать древесину из леса, устойчиво управлять этой территорией, там снова растет лес, и древесина не сжигается, а перерабатывается в зданиях, то древесина хранится там и СО2 не в атмосфере. Пока так правильно. Мы знаем, что деревянные конструкции могут очень стареть. В Японии есть очень известные деревянные строения, которым более 1000 лет. Мы можем многому научиться из истории окружающей среды.

Слева: Хорю-дзи, «Храм Учения». Буддв Икаруга, Япония. Согласно дендрохронологическому анализу, дерево центральной колонны было срублено в 594 году.
Фото: 663горь через Викимедиа
Справа: Деревянная церковь в Урнесе, Норвегия, построенная в XII-XIII веках.
Фото: Майкл Л. Ризер через Викимедиа

Раньше люди использовали древесину гораздо более разумно, чем мы это делаем сегодня. Пример: Технически самая надежная зона в дереве — это соединение ветвей. Он должен быть особенно устойчивым, чтобы ветка не обломилась. Но мы не используем это сегодня. Привозим древесину на лесопилку и отпиливаем ветку. Для строительства кораблей в период раннего Нового времени велся особый поиск деревьев с правильной кривизной. Некоторое время назад у меня был проект о традиционном производстве смолы из черной сосны "Печень". Трудно было найти кузнеца, который мог бы изготовить необходимый инструмент — тесло. Печер сам сделал рукоять и искал подходящий куст кизила. Затем этот инструмент остался у него на всю оставшуюся жизнь. Лесопилки перерабатывают максимум четыре-пять пород деревьев, некоторые даже специализируются только на одной породе, в первую очередь на лиственнице или ели. Чтобы лучше и разумнее использовать древесину, деревообрабатывающая промышленность должна стать гораздо более ремесленной, использовать человеческий труд и человеческие ноу-хау и производить меньше товаров массового производства. Конечно, изготовление ручки тесла в единичном экземпляре было бы экономически проблематично. Но технически такой продукт лучше.

Слева: Реконструкция подрезного плуга эпохи неолита, в которой используется естественное разветвление дерева.
Фото: Вольфганг Чистый через Викимедиа
Справа: тесло
Фото: Разбак через Викимедиа

МАРТИН АУЭР: Значит, древесина не так экологична, как можно было бы подумать?

JOHANNES TINTNER-OLIFIERS: Комиссия ЕС недавно классифицировала деревообрабатывающую промышленность как оптовую и устойчивую. Это вызвало много критики, потому что использование древесины является устойчивым только в том случае, если оно не сокращает общий лесной фонд. Лесопользование в Австрии в настоящее время устойчиво, но это только потому, что нам не нужны эти ресурсы, пока мы работаем с ископаемым сырьем. Мы также передаем на аутсорсинг вырубку лесов отчасти потому, что импортируем корма и мясо, для которых леса вырубаются в других местах. Мы также импортируем древесный уголь для гриля из Бразилии или Намибии.

МАРТИН АУЭР: Хватит ли нам древесины, чтобы преобразовать строительную отрасль?

JOHANNES TINTNER-OLIFIERS: В целом наша строительная отрасль сильно раздута. Мы слишком много строим и слишком мало перерабатываем. Основная масса зданий не предназначена для утилизации. Если бы мы захотели заменить установленные в настоящее время объемы стали и бетона на дерево, нам бы этого не хватило. Большая проблема заключается в том, что современные конструкции имеют относительно короткий срок службы. Большинство железобетонных зданий сносят через 30-40 лет. Это пустая трата ресурсов, которые мы не можем себе позволить. И пока мы не решим эту проблему, замена железобетона на дерево не поможет.

Если в то же время мы хотим использовать намного больше биомассы для производства энергии и отдавать гораздо больше биомассы в качестве строительного материала и намного больше земли для сельского хозяйства - это просто невозможно. А если древесину объявляют СО2-нейтральной навалом, то есть риск, что наши леса будут вырубать. Затем они вырастут снова через 50 или 100 лет, но в течение следующих нескольких лет это будет способствовать изменению климата так же сильно, как потребление ископаемого сырья. И даже если древесина может храниться в зданиях длительное время, большая ее часть сжигается как отходы распиловки. Существует много этапов обработки, и в конечном итоге фактически устанавливается только пятая часть древесины.

МАРТИН АУЭР: Насколько высоко вы могли бы построить из дерева?

JOHANNES TINTNER-OLIFIERS: Высотное здание от 10 до 15 этажей, безусловно, может быть построено из деревянных конструкций.Не все части здания должны иметь такую ​​же несущую способность, как железобетон. В частности, глину можно использовать в дизайне интерьера. Подобно бетону, глину можно засыпать в опалубку и утрамбовать. В отличие от кирпичей, утрамбованную землю не нужно нагревать. Глина, особенно если ее можно добывать на месте, имеет очень хороший баланс СО2. Уже есть компании, производящие сборные детали из глины, соломы и дерева. Это, безусловно, строительный материал будущего. Тем не менее, главная проблема остается в том, что мы просто слишком много строим. Нам нужно больше думать о том, как мы реконструируем старые запасы. Но и здесь вопрос о строительном материале имеет решающее значение.

Утрамбованные земляные стены во внутреннем строительстве
Фото: автор неизвестен

МАРТИН АУЭР: Каков был бы план для больших городов, таких как Вена?

JOHANNES TINTNER-OLIFIERS: Когда речь идет о многоэтажных жилых домах, нет никаких причин не использовать деревянную или деревянно-глиняную конструкцию. В настоящее время это вопрос цены, но если мы оцениваем выбросы CO2, то экономические реалии меняются. Железобетон – это продукт экстремальной роскоши. Он нам понадобится, потому что, например, из дерева нельзя построить туннель или плотину. Железобетон для трех-пятиэтажных жилых домов — непозволительная роскошь.

Однако: лес еще растет, но прироста становится все меньше, возрастает риск преждевременной гибели, вредителей становится все больше. Даже если мы ничего не возьмем, мы не можем быть уверены, что лес не погибнет. Чем больше усиливается глобальное потепление, тем меньше CO2 может поглотить лес, а значит, тем меньше он может выполнить свою намеченную задачу по замедлению изменения климата. Это еще больше снижает возможности использования древесины в качестве строительного материала. Но если соотношение правильное, то древесина может быть очень устойчивым строительным материалом, который также отвечает требованиям климатической нейтральности.

Фото на обложке: Мартин Ауэр, многоэтажный жилой дом из цельного дерева в венском Майдлинге.