5 mars 2021 I denna artikel beskriver Ingemar Löfgren, FoU chef C-lab, Thomas Concrete Group hur betong tar upp koldioxid ur luften och hur det beräknas. Här visas också några exempel för olika konstruktioner där koldioxidupptaget anges i kg koldioxid per kvadratmeter exponerad yta. Koldioxidupptaget för ett flerfamiljshus redovisas och exempel ges på hur upptaget kan ökas genom alternativa lösningar. Redovisade resultat och nomenklatur är baserad på metodik enligt den europeiska standarden EN 15804. Läs hela artikeln som pdf här.
Betong tar upp koldioxid (co2) genom att kemiskt reagera med co2 i luften vilket gör att en del av den co2 som frigjordes vid cementtillverkningen binds i betongen då kalciumhydroxid reagerar med co2 och bildar kalksten. Detta koldioxidupptag benämns karbonatisering och beaktas när erforderligt täckskikt för armering bestäms.
Då karbonatisering är en naturlig process och som endast kan förhindras genom att betongen inte tillåts komma i kontakt med luften, t.ex. genom att applicera diffusionstäta spärrskikt, så bör koldioxidupptaget (eller bindningen) också beaktas vid en livscykelanalys (lca). Beräkning av betongens koldioxidupptag anges i de produktspecifika reglerna (pcr) för betong och betongelement, ss-en 16757 Product Category Rules for concrete and concrete elements. I rapporten sis-cen/tr 17310:2019 beskrivs hur koldioxidupptaget beaktas i en lca för betong, så som anges i ss-en 16757, och ger också ett detaljerat underlag till beräkningsmodellen och de olika vetenskapliga studier den baserats på.
Flera studier har genomförts för att kvantifiera och påvisa koldioxidupptaget i betong och cementbaserade material, se t.ex. i Lagerblad (2005), Stripple (2013), Stripple m.fl. (2018) och & Andersson m.fl. (2013 & 2019). Dessa analyser visar att effektenn är långt ifrån försumbar, upptaget under byggnadens brukarskede (b1) kan motsvara cirka 5 till 20 % av det utsläpp som skett under produktionsskedet (A1-A3) och kan bli avsevärt större om man beaktar och maximerar upptaget vid rivning och återanvändning (c1-c3). Stripple (2013) angav ett koldioxidupptag för ett 5 vånings flerfamiljshus med 23 lägenheter som var 31 708 kg co2, vilket motsvarar 23 kg koldioxid per kubikmeter betong (kg co2/m3 betong). Stripple (2013) beräknade även koldioxidupptaget vid rivning och återanvändning (c1-c3) och angav ett konservativt värde av 5 kg co2/m3, ett värde som skulle kunna ökas till 20 kg co2/m3 betong med bättre och effektivare hantering. Totalt skulle detta koldioxidupptag motsvara ca 43 kg co2/m3 betong vilket då motsvarar ett upptag som är 17 % av utsläppen från cementen under produktionsfasen. För betong motsvarar detta cirka 15 % då 85–90 % av utsläppen kan hänföras till cementtillverkningen. Erlandsson (2020) anger i ivl-rapporten Modell för bedömning av svenska byggnaders klimatpåverkan att koldioxidupptaget i betong motsvarar ca 10 % av de ursprungliga utsläppen och att den positiva klimatpåverkan är signifikant.
Beräkning av koldioxidupptag enligt ss-en 16757 Annex BB
Hur en beräkning av betongens koldioxidupptag i användarfasen (b1) och i slutfasen (c) ska göras beskrivs i Annex B av standarden ss-en 16757. Ett mer utförligt underlag av modellen ges i rapporten cen/tr 17310 Carbonation and co2 uptake in concrete.
Koldioxidupptaget av betongen beräknas enligt följande ekvation:
CO2 upptag = (kⁱ ×√t ⁄ 1000) × (CO2 – upptagtcc )× C×carbⁱ [kg CO2/m²]
• ki är karbonatiseringshastigheten [mm/år0,5]
• t är tiden (livslängd) i [år]
• co2-upptagtcc är det maximala teoretiska co2-upptaget i kg co2/kg cement. För portlandcement (cem i) är det 0,49 kg co2/kg
• C är cementinnehållet i betongen [kg/m3]
• carbi är karbonatiseringsgraden i [%]
Beräknad karbonatiseringshastighet och karbonatiseringsgrad för betong exponerad i olika miljöer är angivna i Tabell 1.
Koldioxidupptag för en betongvägg enligt ss-en 16757 Annex BB
Koldioxidupptaget för en vägg beror på dess exponering, om den är öppen eller har en beläggning (målad eller med tapet) samt av betongens tryckhållfasthet. I Figur 2 redovisas koldioxidupptaget per kvadratmeter vägg för tre olika hållfasthetsklasser med resp. utan beläggning. Som framgår av Figur 2 blir koldioxidupptaget 2,0 till 5,5 kg co2/m2 efter 100 år.
Hur stor andel koldioxid som kan bindas i förhållande till utsläppen vid cementtillverkningen (epd-data a1-a3, enl. en 15804) visas i Figur 3 för olika väggtjocklekar. För en tunnare vägg så kommer en större andel att bindas. I Tabell 2 redovisas koldioxidupptaget för en 200 mm tjock vägg: efter 100 år kommer den att ha bundit från 3,4 % till 25,2 % beroende på om väggen är exponerad från en sida eller båda (t.ex. ett tätskikt på ena sidan) och beroende på hållfasthet och ytskikt.
Läs hela artikeln som pdf här.
Ingemar Löfgren
FoU chef C-lab,
Thomas Concrete Group AB
Tekn.dr. & adjungerad professor
Chalmers tekniska högskola
