Umožnění oběhového hospodářství ve stavebnictví

Obrovské množství odpadu generovaného stavebním sektorem zdůrazňuje naléhavou potřebu přijetí oběhového hospodářství – udržitelného modelu, který minimalizuje odpad a maximalizuje efektivitu materiálů prostřednictvím recyklace a opětovného použití – ve stavebnictví: 600 milionů tun stavebního a demoličního odpadu bylo vyrobeno pouze ve Spojených státech v roce 2018, 820 milionů tun bylo hlášeno v Evropské unii a více než 2 miliardy tun ročně v Číně.

Tato významná ztráta zdrojů v našem současném průmyslovém ekosystému charakterizuje lineární ekonomiku fungující na modelu „vyrob-použij-zahoď“; naproti tomu přístup „vyrob-použij-opětovně použij“ oběhového hospodářství nabízí důležitou příležitost ke snížení dopadů na životní prostředí.

Tým výzkumníků z MIT zahájil hodnocení toho, co může být potřeba k podpoře širokého zavedení oběhového hospodářství ve stavebnictví v nové studii s otevřeným přístupem, která si klade za cíl porozumět současným postojům zúčastněných stran k oběhovému hospodářství a kvantifikovat jejich ochotu platit.

„Tento dokument slouží jako první krok k pochopení toho, co by mohlo průmysl motivovat, a jak integrace motivací zúčastněných stran by mohla vést k většímu přijetí,“ říká hlavní autorka Juliana Berglund-Brown, doktorandka na katedře architektury MIT.

Zohlednění postojů zúčastněných stran

Výzkumný tým, který zahrnuje také Akrisht Pandeyho ’23; Fabia Duarteho, zástupce ředitele MIT Senseable City Lab; Raquel Ganitskyovou, výzkumnou pracovnicí v programu Sustainable Real Estate Development Action Program; Randolpha Kirchaina, spolureditela MIT Concrete Sustainability Hub; a Siqi Zhenga, profesora udržitelnosti v oblasti urbanismu a nemovitostí na katedře urbanistických studií a plánování, provedl průzkum mezi třemi různými skupinami zúčastněných stran ze Severní Ameriky, Evropy a Asie – dodavatelé materiálů, projekční a stavební týmy a developeri nemovitostí.

Navzdory rostoucí informovanosti o praxi opětovného použití mezi zúčastněnými stranami stavebního průmyslu nebyly oběhové postupy dosud zavedeny ve velkém měřítku – kvůli mnoha faktorům, které ovlivňují průnik potřeb stavebnictví s vládními předpisy a ekonomickými zájmy developerů nemovitostí.

Studie konstatuje, že vnímané překážky přijetí oběhového hospodářství se liší v závislosti na roli v daném odvětví, přičemž nedostatek zájmu klientů a standardizovaných metod posuzování konstrukce byly identifikovány jako hlavní obavy projekčních a stavebních týmů, zatímco největšími překážkami pro dodavatele materiálů jsou logistická složitost a nejistota dodávek. Developeri nemovitostí se na druhé straně především obávají vyšších nákladů a posuzování konstrukce.

Přesto respondenti povzbudivě vyjádřili ochotu absorbovat vyšší náklady, přičemž developeri uvedli připravenost zaplatit průměrně o 9,6 % vyšší stavební náklady za minimální 52,9% snížení uhlíkové stopy – a všechny zúčastněné strany silně upřednostňují potenciál pobídek, jako jsou daňové úlevy, k pomoci s cenovými příplatky.

Další kroky k podpoře oběhového hospodářství

Zjištění zdůrazňují potřebu dalšího dialogu mezi projekčními týmy a developery, jakož i dalšího zkoumání potenciálních řešení praktických problémů. „Na oběhovém hospodářství je to, že existuje příležitost k velkému vytváření hodnoty a následně i zisku,“ říká Berglund-Brown. „Pokud jsou lidé motivováni náklady, poskytněme jim nákladovou pobídku, nebo zavěďme strategie, které ji nabízejí.“

Pokud jde o motivační důvody k přijetí postupů oběhového hospodářství, studie také zjistila, že se v závislosti na roli v daném odvětví objevují trendy. Cíle budoucí čisté nuly ovlivňují developery i projekční a stavební týmy, přičemž vládní regulace je třetím nejčastěji uváděným důvodem napříč všemi typy respondentů.

„Stavebnictví potřebuje tržní hybnou sílu k přijetí oběhového hospodářství,“ říká Berglund-Brownová, „ať už se jedná o mrkev nebo bič, zúčastněné strany potřebují pobídky k přijetí.“

Vliv politiky na motivaci ke změně nelze podceňovat, přičemž po zavedení politiky omezující emise, jako je místní zákon 97 v New Yorku a nařízení o snižování emisí budov a zveřejňování údajů v Bostonu, byly učiněny významné kroky v oblasti projektování budov s nízkou provozní uhlíkovou stopou. Tyto politické kroky a jejich výsledky mohou sloužit jako modely pro politiku snižování uhlíkové stopy jinde.

Berglund-Brownová navrhuje, aby obce mohly zavádět nařízení požadující demolici budov, což by umožnilo opětovné použití součástí a omezovalo metody demolice, které vedou k odpadu namísto záchrany. Nařízení shora dolů by mohly být jedním ze způsobů, jak spustit posun dodavatelského řetězce směrem k recyklaci stavebních materiálů, které jsou typicky považovány za „konec životnosti“.

Studie také identifikuje další výzvy pro zavedení oběhového hospodářství ve velkém měřítku, včetně rizik spojených se způsobem, jak opětovně použít materiály v nových budovách, a narušení stávajících projekčních postupů.

„Pochopení nejlepšího způsobu, jak motivovat přechod navzdory nejistotě, je to, kde naše práce začíná,“ říká Berglund-Brownová. „Kromě toho mohou výzkumníci udělat mnoho pro zmírnění rizik – například vývoj standardů pro opětovné použití.“

Inovace, které zpochybňují stávající stav

Narušení stávajícího stavu není pro výzkumníky z MIT neobvyklé; další vizionářská práce v oblasti oběhového hospodářství ve stavebnictví, která byla v MIT zahájena, zahrnuje „chytrou sadu součástí“ zvanou Pixelframe. Tento systém pro modulární opětovné použití betonu umožňuje rozebrání a opětovnou montáž stavebních prvků několikrát, čímž napomáhá dekonstrukci a opětovnému použití, a zároveň si zachovává efektivitu materiálů a všestrannost.

Pixelframe, vyvinutý výzkumným týmem zástupce ředitele MIT Climate and Sustainability Consortium Caitlin Mueller, je navržen tak, aby vyhovoval široké škále aplikací od bydlení až po sklady, přičemž každému kusu propojovacích prefabrikátů z betonu, nazývaných Pixely, je přiřazen materiálový pas, aby bylo možné sledovat jeho mnohé životní cykly.

Muellerova práce ukazuje, že oběhové hospodářství může fungovat technicky a logisticky v měřítku stavebnictví – specifickým navrhováním pro demontáž, konfiguraci, všestrannost a předběžnou efektivitu z hlediska uhlíkové stopy a nákladů.

„Tohle lze postavit už dnes. To je dnes v souladu se stavebními předpisy,“ řekla Mueller o Pixelframe v úvodní řeči na nedávné výroční konferenci MCSC, na které se sešli zástupci průmyslu a členové komunity MIT, aby diskutovali o škálovatelných řešeních problémů klimatu a udržitelnosti. „V současné době máme potenciál pro vysoce účinné snižování uhlíkové stopy jako přesvědčivou alternativu k běžným stavebním metodám, na které jsme zvyklí.“

Pixelframe nedávno získal grant od Massachusetts Clean Energy Center (MassCEC) na podporu komercializace, což je důležitý další krok směrem k integraci podobných inovací do oběhového hospodářství v praxi. „Úkolem MassCEC je zajistit, aby tito lídři v oblasti klimatu měli zdroje, které potřebují k přeměně svých technologií na úspěšné podniky, které změní svět,“ uvedla generální ředitelka MassCEC Emily Reichartová v tiskové zprávě.

Další podpora oběhových inovací se objevila díky historickému klimatickému zákonodárství od Bidenovy administrativy. Agentura na ochranu životního prostředí nedávno udělila federální grant na téma rozvoje opětovného použití oceli Berglund-Brownové – jejíž disertační práce se zaměřuje na škálování opětovného použití konstrukční těžkooddílové oceli – a Johnu Ochsendorfovi, profesorovi stavebního a environmentálního inženýrství a architektury na MIT.

„V této oblasti probíhá mnoho vzrušujících nadcházejících prací,“ říká Berglund-Brownová. „Všem praktikům, kteří si to čtou a mají zájem se zapojit – prosím, ozvěte se.“

Studie je částečně podporována MIT Climate and Sustainability Consortium.