Na začátek úplně jednoduše: CO₂ je zkratka pro oxid uhličitý – plyn složený z jednoho atomu uhlíku a dvou atomů kyslíku. Je bezbarvý, bez zápachu a v běžných podmínkách jen o málo těžší než vzduch. Ve venkovním prostředí tvoří jeho koncentrace ve vzduchu řádově desetiny promile, okolo 0,04% – častěji se setkáváme s hodnotami uváděnými v ppm, tedy parts per million, počet molekul CO₂ na milion molekul vzduchu. Dnes jsme už kolem 428ppm a křivka stoupá. Není to náhodné číslo určené k okamžitému zapomenutí, ale něco, co betonáři zprostředkovaně řeší denně: CO₂ ve velkém vzniká při výrobě cementu, a zároveň jej v betonu umíme částečně „uzamykat“ chytrými recepturami a postupy. Jinými slovy – u problému s CO₂ nejsme jen diváci, ale i hráči: způsobujeme ho a musíme si s ním umět poradit.
Tímto textem pokračujeme v sérii článků o betonu a jeho budoucnosti. Nepůjde však jen o čistě teoretickou, akademicky uhlazenou rozpravu – vyhrneme si rukávy a skutečně budeme inovovat, testovat, stavět a bourat. Za celou sérií totiž stojí společnost PEVE Construct s.r.o., přední český dodavatel monolitických železobetonových konstrukcí, který odstartoval ambiciózní vývojový program, jehož cílem je vytvořit nové betonové materiály – udržitelnější, technicky pokročilé a obchodně konkurenceschopné.
Cement v rovnici
Beton zcela bez cementu v podstatě neexistuje. Všem moderním a zeleným směsím se omlouváme, ale buď se jeho dávka snižuje – nebo je pryč, ale pak je obtížné výsledný materiál řadit mezi plnohodnotné betony. Cement je a ještě dlouho bude realitou a při jeho výrobě vznikají emise CO₂ hned ze dvou zdrojů.
První je samotná chemie: při dekarbonizaci vápence při vysokých teplotách se CO₂ uvolní přímo z materiálu. Druhým zdrojem je energie: pece je nutné vytopit na velmi vysoké teploty, což při použití fosilních paliv znamená vznik dalšího CO₂.
A protože je beton všudypřítomný, jeho environmentální stopa je ohromná: výroba cementu se globálně podílí zhruba 8 % na emisích skleníkových plynů. Gigantické číslo, které staví obor do první ligy klimatické odpovědnosti – a zároveň definuje nutnost dlouhodobého vývoje inovovaných směsí a technologií. Co dává smysl dnes a hned? Zvyšovat energetickou účinnost provozů, hledat alternativní energetické zdroje a snižovat dávky cementu v recepturách; pomáhají příměsi jako struska, popílek či aktivované jíly. Každé procento, které ušetříme na cementu nebo na palivu, se okamžitě projeví v menších emisích CO₂.
Neviditelná hrozba CO₂
Tohoto „padoucha” nezahlédnete, je nutné zapojit představivost: CO₂ je totiž bezbarvý a bez zápachu. Kdyby měl fialovou barvu, svět by se nám jevil úplně jinak – viděli bychom všudypřítomný jemný nafialovělý závoj, který ve městech houstne a v lesích naopak bledne, ale nikdy by zcela nezmizel. Není to ohraničený mrak, je všude kolem nás.
Sám o sobě není v běžných venkovních koncentracích jedovatý. Venku dýcháme kolem 400–600ppm, v nevětraných místnostech se ale může vyšplhat až k 1000ppm. To už klesá pozornost a začíná nás bolet hlava; nad 5000ppm je to už skutečný toxický problém pro zdraví. Klimatickou hrozbu z něj však překvapivě nedělá tato toxicita, ale fyzika.
CO₂ totiž má silný skleníkový efekt: propustí sluneční záření dovnitř, ale brání úniku tepla zpět do vesmíru. Udržuje tím obrovskou energii v atmosféře a zásadně narušuje oběh vzduchu i vody. Atmosféra na to reaguje hůře předvídatelnými, častějšími a silnějšími extrémy – vlnami veder, přívalovými dešti i delšími suchy. A spirálový efekt se posiluje, protože změny se zrychlují: větší teplo způsobí méně ledu, díky tomu se zpět odrazí méně světla, teplejší oceány zase přirozeně uvolňují další CO₂.
Věřte nebo ne, stále ještě nejsme u největšího problému s CO₂, protože tím je jeho odolnost a vytrvalost. Část dnes vypuštěného CO₂ totiž zůstane v atmosféře stovky až tisíce let – tohle není problém jedné vlády ani jedné generace. Sama příroda produkuje ohromné množství CO₂, vzniká například s každým naším výdechem. Ale zároveň je v rovnováze a svou produkci dokáže zpětně pohltit, rozložit, zužitkovat. Horší je to s tím, co do rovnice přidávají lidé a co už přirozené cykly prostě nezvládají. Proto koncentrace v atmosféře neustále stoupá, a i kdyby emise zítra výrazně spadly – to, co vypouštíme dnes, bude ovlivňovat klima i životní podmínky našich pravnuků.
Jak velký je to problém?
Už známe rovnice, dokážeme si představit fialový závoj, ale chybí nám měřítko. Lidstvo dnes ročně vypustí zhruba 40-42 miliard tun CO₂. Přibližně polovinu z toho příroda zvládne přirozeně pohltit v oceánech, půdách a vegetaci, ale zbytek – kolem 20 miliard tun ročně – v atmosféře zůstává a postupně zvyšuje již teď extrémně vysokou koncentraci CO₂. To je ten „trvalý přírůstek“, kvůli kterému se planeta dál ohřívá a kvůli kterému se bije na poplach.
A kolik toho plynu vlastně je, pro lepší představu? Jedna tuna CO₂ je asi 500 kubíků plynu, což odpovídá zhruba objemu malého pětadvacetimetrového plaveckého bazénu. A roční přebytek je 20 miliard tun, tedy plocha, kterou by jeden roční přebytek „bazénů“ zabral, se blíží rozloze Austrálie a je mnohem větší než celá EU. Tady někde začíná výzva i odpovědnost oborů, které s uhlíkem přímo pracují, získávat reálnější obrysy. Nejde o něco, co samo za chvíli zmizí, nejde o něco zanedbatelného v koncentraci ani rozsahu.
Když se podíváme na zdroje emisí, dominuje energetika; průmysl – včetně cementářského – tvoří podstatnou část, doprava a zemědělství přidávají další díly skládačky. Ale právě cement je výjimečný v tom, že velká část jeho emisí není „jen“ o palivu a energiích – je zapsaná v samotné chemické reakci, která dělá cement cementem. Proto má smysl řešit zároveň účinnost, složení i standardy – a nečekat na jediný spásný nápad. Tím by totiž mohla být jen kompletní eliminace cementu jako univerzálního problému. Ale tak daleko dnes ještě nejsme.
CO₂ není strašák proto, že by nás venku přímo dusil – je to tichý posun v energetické bilanci planety. A cement v téhle rovnici hraje mnohem zásadnější roli, než by se podle jeho neutrální šedé barvy mohlo zdát. Čím dřív začneme systematicky snižovat dávky cementu ve směsích, zvyšovat energetickou účinnost provozů a proměňovat receptury, tím dřív uvidíme rozdíl v reálných číslech, ne jen v prezentacích.
Technologie zachytávání a využití CO₂ (CCS/CCU) existují a dávají smysl tam, kde jsou procesní emise nevyhnutelné – ale jsou to jen dílky mozaiky, které samy o sobě nejsou rychlou zkratkou ke klimatickému happy‑endu. Je to mimořádně zajímavá oblast, které se budeme věnovat, prakticky a bez iluzí, v samostatném dílu seriálu Beton to the Future. A nebude to snadné čtení.
Nezapomeňte se podívat na předchozí články z této série – první díl „Beton to the Future: Materiál s minulostí i budoucností v rukou PEVE Construct s.r.o.” (se stále dostupnou bonusovou prezentací Beton to the Future na adrese www.peveconstruct.cz/#vyzkum-a-inovace), na druhý díl „Beton to the Future 2: Příměsi a technologie nové generace” a na předchozí třetí díl „Beton to the Future 3: Specifické betony pro specifické trhy”.
PEVE Construct
