Was ist gebundener (embodied) Kohlenstoff? Überblick und Beispiele
„Embodied Carbon“ wird meist im Zusammenhang mit der gebauten Umwelt verwendet, wo man davon ausgeht, dass er im Unterschied zum „operational carbon“ Emissionen aus der Rohstoffgewinnung, dem Materialtransport, der Materialverschwendung, dem Gebäudebetrieb und der Gebäudewartung sowie die Emissionen umfasst, die ein Gebäude auch nach seiner Außerbetriebnahme noch produziert. Der gebundene Kohlenstoff kann bei der Betrachtung des Kohlenstoff-Fußabdrucks eines Gebäudes (oder eines anderen Produkts) übersehen werden, da er in den Materialien und Herstellungsprozessen verborgen ist und nicht während der Nutzung eines Produkts (in diesem Fall eines Gebäudes) emittiert wird. Eine Definition des Portals Treehugger (Baum-Umarmer).
Baustelle mit Kränen in Berlin – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify
Der Unterschied zwischen embodied carbon und operativem Kohlenstoff
Im Zusammenhang mit dem Bauwesen bilden der gebundene und der Betriebskohlenstoff den gesamten Kohlenstofflebenszyklus eines Gebäudes. Der gebundene ist der gesamte Kohlenstoff, der nicht durch betriebliche Prozesse freigesetzt wird. Der betriebsbedingte Kohlenstoff ist der Kohlenstoff, der nur während der Nutzung des Gebäudes freigesetzt wird, d. h. die Energie, die für Beleuchtung, Belüftung, Temperaturregulierung und Strom benötigt wird.
Der Gebäude- und Bausektor ist für 37 % aller CO2-Emissionen weltweit verantwortlich. Der Globale Statusbericht 2022 für den Bausektor der Vereinten Nationen hat ergeben, dass der größte Teil davon, nämlich 28 %, (angeblich) auf betriebsbedingten Kohlenstoff zurückzuführen ist, während nur 9 % auf den gebundenen Kohlenstoff entfallen sollen. Einem früheren Bericht zufolge räumen jedoch mehr als 50 % der Fachleute ein, dass sie den gebundenen Kohlenstoff in ihren Projekten nicht messen.
Obwohl der Energieverbrauch eines Gebäudes vielleicht häufiger beachtet wird als die Energie, die für den Bau und die Instandhaltung benötigt wird, machen der betriebliche und der gebundene Kohlenstoff in der Regel einen gleich großen Teil der gesamten Kohlenstoffemissionen eines Gebäudes aus.
Beispiele für gebundenen (embodied) Kohlenstoff
Gebndener Kohlenstoff ist die Summe der CO2-Emissionen aus verschiedenen Herstellungs- und Bauprozessen.
1. Gewinnung von Rohstoffen
Nach Angaben der Vereinten Nationen ist die Rohstoffgewinnung für die Hälfte der weltweiten CO2-Emissionen und für mehr als 90 % des Verlusts an biologischer Vielfalt verantwortlich. Die in diesen Zahlen enthaltenen Rohstoffindustrien umfassen zwei sehr gefragte Rohstoffe – fossile Brennstoffe und Biomasse (auch als Nahrungsmittel bekannt) – sowie den Bau von Gebäuden durch die Gewinnung von Metallen, Mineralien und Holz. Mineralien wie Sand und Kies werden zur Herstellung von Beton verwendet, und Metalle werden für Eisen-, Kupfer- und Aluminiumbaustoffe abgebaut. Experten gehen davon aus, dass sich der Verbrauch all dieser Materialien zwischen 2017 und 2060 mindestens verdoppeln wird – und dass der Verbrauch von Baumaterialien im Allgemeinen auch in den nächsten Jahrzehnten den Ressourcenverbrauch dominieren wird“.
Die am stärksten nachgefragten Materialien sind Sand und Kies, die zur Herstellung von Beton verwendet werden, der manchmal als das „zerstörerischste Material der Welt“ bezeichnet wird – schlimmer noch als Plastik. Die Fähigkeit des Betons, der Natur zu widerstehen und sie abzustoßen, ist der Grund, warum er in der Industrie so beliebt und gleichzeitig so zerstörerisch ist. Er zerstört nicht nur die fruchtbarste Schicht des Mutterbodens und sorgt für Überschwemmungen, Erosion und Verschmutzung durch Oberflächenabfluss, sondern weigert sich auch, mindestens ein halbes Jahrhundert lang zu verrotten. Dennoch ist er (neben Wasser) das am meisten verbrauchte Material der Welt.
2. Herstellung von Materialien
Bestimmte Baumaterialien wie Glas und Ziegel müssen aus natürlichen oder synthetischen Ressourcen hergestellt werden. Studien haben gezeigt, dass bei der Herstellung eines Kilogramms Ziegelstein, das aus Ton, Schiefer und/oder Beton hergestellt wird, 0,16 Kilogramm CO2 entstehen. Die Glasherstellung, bei der Kalkstein, Sand und Soda mit Hilfe von Erdgas erhitzt werden, ist ein großer Luftverschmutzer. Die weltweiten Kohlenstoffemissionen allein aus der Glasproduktion werden auf 95 Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt. Und die Nachfrage steigt, warnt die Europäische Kommission, „aufgrund des Bevölkerungs- und Infrastrukturwachstums“. Insgesamt machen Baumaterialien – Beton, Stahl, Glas, Ziegel, Aluminium usw. – 9 % aller energiebezogenen Kohlenstoffemissionen aus.
3. Verkehr
Der Transport umfasst die Emissionen, die beim Transport von Bauprodukten zu und zwischen Baustellen entstehen.
4. Abriss und Beseitigung
Eine Studie über Bauschutt (Construction Demolition Waste – CDW) schlüsselte die Emissionen aus dem Abbruch auf: vom Diesel, der für den Betrieb von Kränen, Bulldozern und anderen hydraulischen Geräten benötigt wird, über die CO2-Emissionen aus dem Schutt während des Abbruchs und der Beseitigung bis hin zu den Auspuffemissionen aus dem Transport des Abfalls. Die meisten Baumaterialien – einschließlich Holz, Glas, Keramik, Kunststoff, Beton und Stahl – können und sollten recycelt werden. Während der Energieverbrauch eines Gebäudes vielleicht häufiger beachtet wird als die Energie, die für den Bau und die Instandhaltung benötigt wird, machen der betriebliche und der gebundene Kohlenstoff in der Regel einen gleich großen Teil der gesamten Kohlenstoffemissionen eines Gebäudes aus.
Wenn sie nicht recycelt werden, verstopfen sie die Deponien. Nach Angaben der Umweltschutzbehörden wird etwa ein Viertel des Hausmülls auf Deponien gelagert, und mehr als 60 % des auf Deponien gelagerten Hausmülls besteht aus Asphalt und Beton.
Beispiele für gebundenen Kohlenstoff außerhalb des Bauwesens
Embodied Carbon wird am häufigsten mit dem Baugewerbe in Verbindung gebracht, sollte aber auch im Zusammenhang mit Lebensmitteln (der gebundene Kohlenstoff von verarbeiteten Lebensmitteln könnte beispielsweise die Emissionen aus der Energieversorgung der Fabrik beinhalten) und dem Transportwesen (in dem die Auspuffemissionen „betriebsbedingt“ und die Emissionen aus dem Bau und der Instandhaltung von Straßen „verankert“ wären) sowie anderen Sektoren betrachtet werden.
Wie wird der gebundene Kohlenstoff gemessen?
Es gibt verschiedene Möglichkeiten zur Messung des „embodied carbon“, die jeweils davon abhängen, welche Materialien und/oder Prozesse in die Berechnungen einbezogen werden. Alle beginnen an der „Wiege“, d. h. bei der Gewinnung von Rohstoffen aus der Erde.
- Von der Wiege bis zum Tor: Die gebräuchlichste Messmethode, Cradle-to-Gate Embodied Carbon, ist die Summe der Emissionen, die nur bei der Materialgewinnung und -produktion entstehen, nicht aber bei Bauarbeiten, Transport, Abriss und Entsorgung. Dies wird auch als „Kohlenstoff in der Lieferkette“ bezeichnet.
- Von der Wiege bis zum Standort: Cradle-to-Gate plus Transport der Materialien zur Baustelle.
- Von der Wiege bis zum Ende: Von der Wiege bis zum Standort plus Bauarbeiten.
- Von der Wiege bis zur Bahre: Von der Wiege bis zum Ende plus Wartung, Abriss und Entsorgung.
- Von der Wiege bis zur Wiege: Von der Wiege bis zur Bahre plus die Kohlenstoffemissionen, die bei der Umwandlung der alten Materialien in etwas Neues entstehen.
Dekarbonisierung des Bausektors
In ihrem globalen Statusbericht 2022 forderte die von den Vereinten Nationen unterstützte Global Alliance for Buildings and Construction (GlobalABC) eine Dekarbonisierung bis 2050. Nach der Pandemie-Flaute im Jahr 2020 habe sich die Branche wieder negativ entwickelt, so der Bericht, und die seither errichteten Gebäude seien mit „erhöhter Energieintensität und höheren Emissionen“ hergestellt worden. Die Dekarbonisierung des Gebäudesektors würde bedeuten, dass die Emissionen von CO2 und anderen Treibhausgasen schrittweise reduziert werden, bis sie ganz verschwunden sind. Strengere Vorschriften und höhere Leistungsstandards würden die Branche auf einen Weg zur Dekarbonisierung bringen.
->Quellen: