Studie: Aus Olivenkernen hergestellte Ziegel verringern den CO2-Fußabdruck von Gebäuden

Eine neue Studie hat ergeben, dass der Energieverbrauch von Gebäuden durch Olivenkernabfälle effektiv gesenkt werden kann, und zeigt damit, wie die Kreislaufwirtschaft im Bausektor angewendet werden kann.
Von Simon Roots
8. Juli 2024 13:56 UTC

Spanische Forscher der Fakultät für Maschinenbau der Universität La Rioja nutzen gemahlene Olivenkerne, um energieeffizientere Baumaterialien herzustellen.

Die Forscher gezeigt dass die Verwendung gemahlener Olivenkerne bei der Herstellung von Mörtelziegeln zu erheblichen wirtschaftlichen Einsparungen führen und die Umweltauswirkungen von Bau und Gebäudenutzung reduzieren kann.

In der Studie wurden die Auswirkungen der Dotierung von Lochziegeln mit gemahlenen Olivenkernen in einem Verhältnis von fünf bis 15 Volumenprozent als Feinzuschlagstoff für den Hochbau analysiert.

Die Verwendung von Olivenkernabfällen bei der Herstellung von Fassadenziegeln ist ein klares Beispiel dafür, wie die Kreislaufwirtschaft Nebenprodukte einer Industrie in innovative und nachhaltige Baumaterialien umwandeln kann.- Javier Ferreiro-Cabello, Ingenieurforscher, Universität von La Rioja

Beim Dotieren wird einem Material eine kleine Menge einer Substanz zugesetzt, um dessen Eigenschaften zu verändern. Die Methode wird bei der Herstellung von Baumaterialien eingesetzt, um deren Energieeffizienz, Festigkeit, Haltbarkeit, Feuerbeständigkeit oder Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.

In den letzten Jahren konzentrierte sich die Forschung verstärkt auf die Dotierung zur Reduzierung der Wärmeleitfähigkeit, was den Energiebedarf zum Heizen oder Kühlen von Gebäuden senken könnte.

Gebäude sind Europas größter Energieverbraucher. Etwa 40 Prozent des gesamten Energieverbrauchs in der Europäischen Union entfallen auf Gebäude, und etwa 80 Prozent der in EU-Haushalten verbrauchten Energie wird für Heizung, Kühlung und Warmwasser verwendet.

Siehe auch:Forscher verwandeln Abfälle aus Olivenhainen in Biokunststoff

2000 Prozent der Gebäude in der EU wurden vor dem Jahr 75 gebaut und - Prozent weisen eine schlechte Energieeffizienz auf. Der Bausektor gilt daher als entscheidend für das Erreichen der Energie- und Klimaziele der EU.

Die Studie konzentrierte sich hauptsächlich auf Andalusien in Spanien, wo bei der Olivenölproduktion große Mengen Olivenkerne als Nebenprodukt anfallen.

"„Mein anfängliches Interesse entstand, als ich die enormen Abfallmengen beobachtete, die von der Olivenölindustrie erzeugt werden, insbesondere Olivenkerne“, sagt der Hauptautor Javier Ferreiro-Cabello.

"Diese Rückstände haben erhebliche, aber ungenutztes Potenzial im Hinblick auf Wiederverwendung und Mehrwert“, fügte er hinzu. "Als ich die möglichen Anwendungen dieser Gruben untersuchte, entdeckte ich die Möglichkeit, sie zur Herstellung von Ziegeln für Mörtelfassaden zu verwenden. Diese Idee brachte mich dazu, die Machbarkeit und die Umweltauswirkungen dieses Vorschlags genauer zu untersuchen.“

Die Analyse des Teams zeigte, dass sich durch die Reduzierung des konventionellen Energieverbrauchs in Heizungs- und Klimaanlagen mittelfristig (10 bis 20 Jahre) Einsparungen und wirtschaftliche Erträge erzielen lassen.

Vorherige Forschung von Ferreiro et al. hat gezeigt, dass eine Dotierung mit gemahlenen Olivenkernen in Konzentrationen von bis zu 30 Prozent ohne Beeinträchtigung der strukturellen Lebensfähigkeit durchgeführt werden kann. Konzentrationen über 15 Prozent verlängerten die wirtschaftliche Amortisationszeit über die durchschnittliche Nutzungsdauer eines Gebäudes in Spanien (70 Jahre) hinaus.

Zur Beurteilung der Umweltauswirkungen wurden mehrere Faktoren untersucht. Diese erstreckten sich auf den gesamten Lebenszyklus des Produkts, vom Mahlen der Olivenkerne und ihrem anschließenden Transport bis hin zur Produktion und zum Transport der mit Mörtel vergüteten Ziegel.

Bei der Analyse der Nettoauswirkungen des Endprodukts im Zeitverlauf wurden die eingesetzten Ressourcen (Energie, Kraftstoff und Wasser) sowie die erzeugten Abfallprodukte (Kohlenoxide, Stickoxide und Feststoffe) berücksichtigt.

Die Studie ergab, dass eine Erhöhung des Anteils von Olivenkernen als Ersatz für Feinzuschlagstoffe in den meisten Kategorien, mit Ausnahme des Wasserverbrauchs, zu einer Erhöhung der Umweltauswirkungen führt.

Ein höherer Olivenkernanteil verringert die Wasserbelastung, da bei der Produktion natürlicher Zuschlagstoffe große Wassermengen für die internen Waschprozesse benötigt werden.

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Durch eine 15-prozentige Dotierung mit Olivenkernen konnte der Wasserverbrauch um 7.98 Prozent gesenkt und so 0.61 Kubikmeter pro Quadratmeter Fassade eingespart werden.

In der Kategorie Treibhausgase wurde bei 4.68 Prozent Doping ein Anstieg der CO2-Emissionen um 15 Prozent berechnet, das entspricht 0.8 Kilogramm CO2 pro Quadratmeter Fassade. Dieser Anstieg ist auf den höheren Energie- und Ressourcenverbrauch zurückzuführen, der durch den Einbau der Olivenkerne entsteht.

Kategorien im Zusammenhang mit der natürlichen Aggregatproduktion, einschließlich Versauerung, Eutrophierung und photochemischer Oxidation, verzeichneten Anstiege von 29.13 Prozent, 30.28 Prozent bzw. 21.56 Prozent. Diese Auswirkungen wurden durch den Olivenkernaufbereitungsprozess verursacht, der Energie und Material für das Zerkleinern und den Transport verbraucht.

Siehe auch:Nebenprodukte der Olivenmühle können die Tierernährung verbessern

Es wurde festgestellt, dass Transportprozesse die Lebensfähigkeit recycelter Zuschlagstoffe erheblich beeinträchtigen und zu einer Erhöhung der Stickoxide, Kohlenoxide und festen Partikel führen, die die Ozonschicht beeinträchtigen.

Eine 15-prozentige Dotierung führte zu einem 8.90-prozentigen Anstieg der Ozonschichtzerstörung und einem 8.19-prozentigen Anstieg der Erschöpfung fossiler Brennstoffe, was 6.90 Megajoule pro Quadratmeter Fassade entspricht.

Auf einen Zeitraum von 35 Jahren gerechnet werden jedoch die mit dem anfänglichen Herstellungsprozess verbundenen Mehreinsparpotenziale im Energieverbrauch und bei den Emissionen durch die Gesamteinsparungen mehr als ausgeglichen.

Die Analyse ergab, dass in diesem Zeitraum die Nettoenergiekosten für die Herstellung von 15 Prozent dotiertem Material unter Null lagen und auch die CO2-Emissionen für alle Gebäudeenergiequellen unter Null lagen. Letzteres war bei Gebäuden mit elektrischer Energiequelle mit einer Reduzierung von 105.84 Prozent am bemerkenswertesten.

Die Autoren betonen jedoch, dass die Vorteile der Olivenkern-Dotierung auf Regionen beschränkt sind, in denen Olivenabfälle reichlich und lokal anfallen, da der Transport erheblich zum Energieverbrauch und zu den Emissionen beiträgt. Ein erhöhter Transport würde daher deutlich weniger Vorteile bringen.

Sie weisen auch darauf hin, dass dies nur eines von vielen Beispielen für das Potenzial der Branche hinsichtlich mehr Nachhaltigkeit sei.

"Die Kreislaufwirtschaft wird in der Zukunft des Bauwesens eine Schlüsselrolle spielen, indem sie nachhaltige und effiziente Lösungen zur Bewältigung ökologischer und wirtschaftlicher Herausforderungen bietet“, sagte Ferreiro. "Durch die Umsetzung der Grundsätze der Wiederverwendung, des Recyclings und der Abfallreduzierung kann die Bauindustrie ihre Umweltauswirkungen minimieren und die Ressourcennutzung maximieren.“

"Im spezifischen Kontext meiner Forschung ist die Verwendung von Olivenkernabfällen bei der Herstellung von Fassadenziegeln ein klares Beispiel dafür, wie die Kreislaufwirtschaft Nebenprodukte einer Industrie in innovative und nachhaltige Baumaterialien 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 nachhaltigen Entwicklungsziel 12 der Vereinten Nationen und der Strategie für Nachhaltigkeit im Bau- und Renovierungssektor der Europäischen Union bis hin zu Gesetzen auf nationaler und lokaler Ebene.

Ferreiro glaubt jedoch, dass noch viel mehr getan werden kann.

"Die Regierung kann durch unterstützende 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 Nachhaltigkeit im Bauwesen investieren.“

"Darüber hinaus könnte die Regierung Vorschriften und Standards erlassen, die die Verwendung recycelter Materialien und die Einführung nachhaltiger Praktiken in der Bauindustrie fördern“, so Ferreiro abschließend. "Bildungs- und Sensibilisierungsprogramme könnten auch dazu beitragen, wichtige Interessengruppen für die Bedeutung von Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft im Bauwesen zu sensibilisieren.“



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