De natuur als onuitputtelijke bron voor 0-materialen
Kunnen we een gebouw in de toekomst groeien?
door Michiel Haas
0-Materialen zijn materialen die geen milieubelasting veroorzaken, een metafoor, zoals 0-energie gebouwen ook een metafoor is. Want een gebouw gebruikt wel degelijk energie, maar die gebruikte energie wordt duurzaam opgewekt. Zo ook met 0-materiaal gebouwen, ze hebben nog materialen nodig maar het gebouw of zijn directe omgeving brengt deze materialen zonder milieubelasting voort. Tot zover de theorie. In de praktijk zijn wij op de TU Delft met heel spectaculair onderzoek bezig dat sterk in de richting van 0-materialen gaat. Er zullen daar voorbeelden van worden gegeven.
Michiel Haas is sinds 1976 VIBA lid en professioneel actief op het gebied van de bouwbiologie. Hij heeft een eigen adviesbureau en onderzoeksinstituut Nederlands Instituut voor Bouwbiologie en Ecologie (NIBE) en is daarnaast prof aan de TU Delft, faculteit Civiele Techniek met de leerstoel Materials & Sustainability.
Verslag
door Guus Cladder
De bouwindustrie in Nederland heeft een aandeel van 7% van het BNP (bruto nationaal product). 40% van de grondstoffen worden door de bouwindustrie verwerkt. Dat is veel en dus is het noodzakelijk om het materiaalcomponent van het bouwproces te bestuderen en te zoeken naar echt duurzame oplossingen.
Voor het bouwen van een woning, gebouwd volgens het bouwbesluit 2011, is nog veel fossiele energie nodig, een fors deel aan materialen en een beperkt deel water. Deze componenten bepalen de ecologische belasting van het bouwwerk. Als alle benodigde energie, voor het hele bouwproces, duurzaam gewonnen wordt, is die component niet meer belastend en wordt de grondstoffencomponent naar verhouding groter. Dus zodra 0-energie gebouwen mogelijk zijn wordt het mogelijk om te werken aan 0-materialen gebouwen.
Het is nog steeds haalbaar om vanaf 2030 vrij te zijn van fossiele- en kernenergie. Er ligt wel een taak voor de overheid want er moeten wel keuzes gemaakt worden.
De zon levert circa 10.000 keer meer energie dan wij verbruiken. Wij hebben dus geen energieprobleem maar een conversieprobleem. De duurzame energie moet wel geoogst kunnen worden, maar zover zijn we nog niet. De doelstelling is 50% windenergie, 40% zonne-energie en 10% overige duurzame energiebronnen. Op termijn is dat ook goedkoper dan fossiele energie.
De benodigde financiële investering voor het omschakelen naar duurzame energie, komt overeen met het bedrag dat wij met z’n allen in twee jaar uitgeven aan de aanschaf van nieuwe auto’s.
Momenteel wordt er onderzoek gedaan naar silicium pv-cellen met nanodeeltjes die een rendement kunnen bereiken van 70%, dat is vele malen beter dan de huidige 20 tot 22% rendement van pv-cellen. Het zal nog circa 10 jaar duren voordat deze zonnecellen op de markt zijn.
De zeldzame aardelementen zijn nu beperkt beschikbaar voor de industrie en beperken daardoor de productie van elektrische auto,s, laptops, mobiele telefoons etcetera. 97% Van deze aardelementen komen uit China en Africa, in Europa en de VS zijn de mijnen daarvoor gesloten (vanwege milieuproblemen en de slechte arbeidsomstandigheden). De prijzen van deze aardelementen stijgen, het wordt dus belangrijker om elektronica te recyclen en (als de prijzen voldoende stijgen) de mijnen zullen weer open gaan.
Er is dus geen energie- maar een materiaalprobleem.
Wereldwijd is afgesproken (Kyoto) dat de milieubelasting teruggebracht moet worden tot 1/20ste ten opzichte van de milieubelasting van 1990. Voor energiegebruik is dat haalbaar maar bij materiaalgebruik lukt dat nog niet.
Het pantheon in Rome staat er al 2000 jaar, milieuvriendelijk bouwen kan dus wel.
Een 0-materiaalgebouw wordt haalbaar als we nagroeibare materialen gebruiken. In Nederland is klei een nagroeibaar product, maar in Zwitserland veel minder.
Recycling van grondstoffen wordt steeds belangrijker, niet alleen oude beton vermalen en als basis voor nieuwe wegen gebruiken, maar ook betonelementen opnieuw gebruiken voor nieuwe gebouwen.
Een deel van de doelstelling kan bereikt worden door compenserende maatregelen voor het gebruik van niet nagroeibare materialen, denk aan het begroeien of overgroeien van gebouwen.
Selfhealing materials
Een botbreuk herstelt zichzelf, een gebroken been groeit weer aan elkaar met wat hulp en wat tijd. Beton doet dat niet, beton scheurt wel. Als bepaalde bacteriën toegevoegd worden aan beton, kunnen de bacteriën silicium produceren en daarmee scheurtjes opvullen. Deze bacteriën worden pas actief als een scheutje ontstaat en daar water bij komt, dus alleen dan en daar waar het nodig is.
Cement winnen uit planten wordt mogelijk, tomatenplanten kunnen na de oogst verbrand worden en van de as kan men cement maken. Wellicht kan dat ook met komkommers en pompoenen.
conclusies
- 0-Materialen zijn alleen mogelijk bij 100% duurzame energie
- Recyclen van elektronica is nodig voor het winnen van de zeldzame aardelementen. Een ton mobieltjes bevat meer goud dan een ton erts uit een goudmijn.
- De vervuiling bij mijnen van zeldzame aardelementen is nog ernstig en moet veel schoner en beter.
- Een gebouw is een grondstoffendepot, je kan het pas slopen als je weet wat je er mee gaat doen
- Afval bestaat niet want dat is een grondstof voor nieuwe materialen.