Studie zeigt: Ziegel aus Olivenkernen verringern den CO₂-Fußabdruck von Gebäuden
Eine neue Studie hat gezeigt, dass Abfälle aus Olivenkernen den Energieverbrauch in Gebäuden wirksam senken können, und damit verdeutlicht, wie die Kreislaufwirtschaft im Bausektor umgesetzt werden kann.
Spanische Forscher des Fachbereichs Maschinenbau der Universität La Rioja nutzen gemahlene Olivenkerne zur Herstellung energieeffizienterer Baumaterialien.
Die Forscher wiesen nach, dass die Verwendung von gemahlenen Olivenkernen bei der Herstellung von Mörtelsteinen zu erheblichen wirtschaftlichen Einsparungen führen und die Umweltbelastung durch Bau und Gebäudenutzung verringern kann.
Die Studie untersuchte die Auswirkungen der Beimischung von gemahlenen Olivenkernen zu perforierten Mörtelziegeln in einem Verhältnis von fünf bis 15 Volumenprozent des Feinzuschlags für den Hochbau.
Die Verwendung von Olivenkernabfällen bei der Herstellung von Fassadenziegeln ist ein deutliches Beispiel dafür, wie die Kreislaufwirtschaft die Nebenprodukte einer Industrie in innovative und nachhaltige Baumateriale umwandeln kann.
Das Dotieren ist ein Verfahren, bei dem einem Material eine geringe Menge einer Substanz zugesetzt wird, um dessen Eigenschaften zu verändern. Das Verfahren wird bei der Herstellung von Baustoffen eingesetzt, um deren Energieeffizienz, Festigkeit, Haltbarkeit, Feuerbeständigkeit oder Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
In den letzten Jahren hat sich die Forschung verstärkt auf das Dotieren zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit konzentriert, wodurch der Energiebedarf für das Heizen oder Kühlen von Gebäuden gesenkt werden könnte.
Gebäude sind Europas größter Einzelverbraucher von Energie. Etwa 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs in der Europäischen Union entfallen auf Gebäude, und rund 80 Prozent der in EU-Haushalten verbrauchten Energie werden für Heizung, Kühlung und Warmwasser verwendet.
Siehe auch: Forscher verwandeln Abfälle aus Olivenhainen in BiokunststoffFünfundachtzig Prozent der Gebäude in der EU wurden vor dem Jahr 2000 erbaut, und 75 Prozent weisen eine schlechte Energieeffizienz auf. Der Bausektor gilt daher als entscheidend für die Erreichung der Energie- und Klimaziele der EU.
Die Studie konzentrierte sich hauptsächlich auf Andalusien, Spanien, wo große Mengen an Olivenkernen als Nebenprodukt der Olivenölproduktion anfallen.
„Mein ursprüngliches Interesse entstand durch die Beobachtung der enormen Abfallmengen, die in der Olivenölindustrie anfallen, insbesondere Olivenkerne“, sagte der Hauptautor Javier Ferreiro-Cabello.
„Diese Rückstände haben ein erhebliches, aber bisher ungenutztes Potenzial hinsichtlich Wiederverwendung und Wertschöpfung“, fügte er hinzu. „Bei der Untersuchung möglicher Anwendungsbereiche für diese Kerne erkannte ich die Möglichkeit, sie zur Herstellung von Ziegeln für Mörtelfassaden zu nutzen. Diese Idee veranlasste mich, die Machbarkeit und die Umweltauswirkungen dieses Vorschlags weiter zu untersuchen.“
Die Analyse des Teams ergab Einsparungen und wirtschaftliche Erträge ab dem mittelfristigen Zeitraum (10 bis 20 Jahre) durch die Reduzierung des konventionellen Energieverbrauchs in Heizungs- und Klimaanlagen.
Frühere Untersuchungen von Ferreiro et al. haben gezeigt, dass eine Beimischung von bis zu 30 Prozent gemahlenen Olivenkernen verwendet werden kann, ohne die strukturelle Tragfähigkeit zu beeinträchtigen. Es wurde festgestellt, dass Konzentrationen über 15 Prozent die Amortisationszeit über die durchschnittliche Nutzungsdauer eines Gebäudes in Spanien (70 Jahre) hinaus verlängern.
Zur Bewertung der Umweltauswirkungen wurden mehrere Faktoren untersucht. Diese umfassten den gesamten Lebenszyklus des Produkts, vom Mahlen der Olivenkerne und dem anschlienden Transport bis hin zur Produktion und zum Transport der mit dem Material versetzten Mörtelziegel.
Bei der Analyse der Netto-Umweltbelastung des Endprodukts über die Zeit wurden die eingesetzten Ressourcen – Energie, Kraftstoff und Wasser – sowie die anfallenden Abfallprodukte – Kohlenstoffoxide, Stickoxide und Feststoffpartikel – berücksichtigt.
Es zeigte sich, dass eine Erhöhung des Anteils an Olivenkernen als Ersatz für feines Zuschlagmaterial die Umweltauswirkungen in den meisten Kategorien erhöht, mit Ausnahme des Wasserverbrauchs.
Ein höherer Anteil an Olivenkernen senkt die Wasserbelastung, da die Herstellung von natürlichem Zuschlagstoff erhebliche Mengen an Wasser für interne Waschprozesse erfordert.
Eine Beimischung von 15 Prozent Olivenkernen führte zu einer Reduzierung des Wasserverbrauchs um 7,98 Prozent, was eine Einsparung von 0,61 Kubikmetern pro Quadratmeter Fassade bedeutet.
In der Kategorie „globale Erwärmung“ wurde bei einer Beimischung von 15 Prozent ein Anstieg der CO2-Emissionen um 4,68 Prozent berechnet, was 0,8 Kilogramm CO2 pro Quadratmeter Fassade entspricht. Dieser Anstieg war auf den höheren Energie- und Ressourcenverbrauch zurückzuführen, der für die Einarbeitung der Olivenkerne erforderlich war.
Kategorien im Zusammenhang mit der Herstellung von Naturzuschlagstoffen, darunter Versauerung, Eutrophierung und photochemische Oxidation, verzeichneten einen Anstieg von 29,13 Prozent, 30,28 Prozent bzw. 21,56 Prozent. Der Aufbereitungsprozess der Olivenkerne, der Energie- und Materialverbrauch für das Zerkleinern und den Transport umfasst, verursachte diese Auswirkungen.
Siehe auch: Nebenprodukte der Olivenverarbeitung könnten Tierfutter verbessernEs wurde festgestellt, dass Transportprozesse die Verwertbarkeit von recycelten Zuschlagstoffen erheblich beeinträchtigen, indem sie Stickoxide, Kohlenoxide und Feststoffpartikel erhöhen, die die Ozonschicht schädigen.
Eine Beimischung von 15 Prozent führte zu einem Anstieg des Ozonabbaus um 8,90 Prozent und zu einem Anstieg des Verbrauchs fossiler Brennstoffe um 8,19 Prozent, was 6,90 Megajoule pro Quadratmeter Fassade entspricht.
Bei einer Berechnung über einen Zeitraum von 35 Jahren wurden die mit dem anfänglichen Herstellungsprozess verbundenen Erhöhungen des Energieverbrauchs und der Emissionen jedoch durch die Gesamteinsparungen mehr als ausgeglichen.
Die Analyse ergab, dass die Nettoenergiekosten für die Herstellung von Material mit 15-prozentiger Dotierung in diesem Zeitraum unter Null lagen und die CO2-Emissionen für alle Gebäudeenergiequellen ebenfalls unter Null lagen. Letzteres war besonders bemerkenswert bei Gebäuden mit elektrischen Energiequellen, bei denen eine Reduzierung von 105,84 Prozent erzielt wurde.
Die Autoren betonen jedoch, dass die Vorteile der Dotierung mit Olivenkernen auf Regionen beschränkt sind, in denen Olivenabfälle reichlich vorhanden und lokal verfügbar sind, da der Transport einen erheblichen Beitrag zum Energieverbrauch und zu den Emissionen leistet. Ein erhöhter Transport würde daher zu deutlich geringeren Vorteilen führen.
Sie weisen zudem darauf hin, dass dies nur eines von vielen Beispielen für das Potenzial der Branche zur Steigerung der Nachhaltigkeit ist.
„Die Kreislaufwirtschaft wird eine Schlüsselrolle in der Zukunft des Bauwesens spielen, indem sie nachhaltige und effiziente Lösungen für ökologische und wirtschaftliche Herausforderungen bietet“, sagte Ferreiro. „Durch die Übernahme von Prinzipien der Wiederverwendung, des Recyclings und der Abfallvermeidung kann die Bauindustrie ihre Umweltbelastung minimieren und die Ressourcennutzung maximieren.“
„Im spezifischen Kontext meiner Forschung ist die Verwendung von Olivenkernabfällen bei der Herstellung von Fassadenziegeln ein deutliches Beispiel dafür, wie die Kreislaufwirtschaft die Nebenprodukte einer Industrie in innovative und nachhaltige Baumateriale umwandeln kann“, fügte er hinzu.
Weltweit gibt es zahlreiche Initiativen zur Steigerung der Nachhaltigkeit im Gebäude- und Bausektor.
Diese reichen von multinationalen Programmen wie dem Ziel für nachhaltige Entwicklung Nr. 12 der Vereinten Nationen und der Strategie der Europäischen Union für Nachhaltigkeit im Bauwesen sowie den „Renovation Wave“-Programmen bis hin zu Gesetzen auf nationaler und lokaler Ebene.
Ferreiro ist jedoch der Ansicht, dass noch viel mehr getan werden kann.
„Die Regierung kann durch fördernde politische Maßnahmen und Programme eine entscheidende Rolle bei der Förderung von Forschung und Entwicklung im Bereich des nachhaltigen Bauens spielen“, sagte er. „Dazu könnten finanzielle Anreize für Unternehmen gehören, die in Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Zusammenhang mit der Kreislaufwirtschaft und der Nachhaltigkeit im Bauwesen investieren.“
„Darüber hinaus könnte die Regierung Vorschriften und Standards festlegen, die die Verwendung von recycelten Materialien und die Einführung nachhaltiger Praktiken in der Bauindustrie fördern“, schloss Ferreiro. „Aufklärungs- und Sensibilisierungsprogramme könnten ebenfalls dazu beitragen, wichtige Interessengruppen für die Bedeutung von Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft im Bauwesen zu sensibilisieren.“