Aspekty materiálů a recyklace


Aspekty materiálů a recyklace

Do jisté míry tak s nadsázkou permanentně řešíme Sophiinu volbu.
Jan Valentin

Autor: Jan Valentin

Bavíme-li se v dnešní době o aspektech stavebních materiálů, lze bezesporu vedle dostupnosti železa a oceli, jež mají příčinu jinou než pokles železné rudy, dlouhé diskuse vést především nad dostupností kameniva, štěrku, štěrkopísku a písku, tedy obecně minerálních plniv. Ta tvoří klíčovou vstupní složku většiny kompozitů, které známe jako beton, asfaltové směsi, hydraulicky stmelené směsi, maltoviny atp. Ačkoli je část zemské kůry tvořena horninami, které známe jako vyvřelé, přeměněné a sedimentární, nejsou vždy všechny vhodné pro každý účel užití a především nejsou zde zastoupené v nekonečném množství. Jejich dostupnost je navíc omezena i všeobecným konsensem, kde se rozhodneme je těžit a v jakém množství. Tento konsens se v čase z hlediska přístupu a vnímání každého jednotlivce mění, protože si na jedné straně uvědomujeme potřebnost těchto přírodních surovin pro uspokojení našich potřeb - budování sídel, budování infrastruktury, užívání mnoha výdobytků blahobytu naší éry napříč mnoha odvětvími průmyslu - na straně druhé nám není lhostejný dopad na naše okolí, na životní prostředí a nevratné změny, které dobýváním neobnovitelných zdrojů činíme. Notně dodat naštěstí. Balancování mezi těmito dvěma postoji není jednoduché, protože i mírné vychýlení se na jednu ze stran má samozřejmě své konsekvence - z čeho postavím dům vs. má mi hluk nedalekého kamenolomu vzít pohodu a má těžba nechat zmizet les, kde jsem v dětství prožíval dobrodružství. Do jisté míry tak s nadsázkou permanentně řešíme Sophiinu volbu.

V České republice dnes víme, že při pokračující spotřebě přírodního kamene je dle odhadů České geologické služby možné, že za 10 let polovina ložisek bude vyčerpána a nejpozději do roku 2065 mohou být veškerá stávající ložiska plně vytěžena, pokud bude spotřeba pokračovat současným tempem - tedy řekněme tempem "před-covidovým". V případě štěrkopísku (těženého kameniva) lze očekávat, že dojde k poklesu dostupnosti až o 70 % a to za stejné období. Již dnes existují ve světě regiony, kdy dostupnost těženého kameniva, jež má specifické vlastnosti v podobě kulových zrn apod., je problémem. Ten se bude v čase prohlubovat, pokud některé předpoklady a zažité vzorce chování nezměníme. Je to přitom realita, kterou jen v případě České republiky nelze nijak rychle změnit. Skutečností totiž je, že od roku 1990 nedošlo v ČR k otevření žádného nového ložiska těžby kamene a kameniva. Naopak řada ložisek byla co do těžby utlumena. Proces vzniku nového kamenolomu je přitom velmi složitý s mnoha faktory, jež ovlivňují jeho úspěšnost - dopady na životní prostředí, souhlas dotčených osob a municipalit atd. atd. On i proces rozšiřování dobývacích prostorů stávajících lokalit není nijak jednoduchý a v mnoha případech právě i tam víme, že další navýšení kapacity nebude možné. Samozřejmě lze vést nekonečné debaty o tom, zda tento přístup je správný nebo nás poškozuje. Skutečnou všeobecnou pravdu je v tomto ohledu možné nalézt jen velmi těžko, pokud vůbec. Oba základní tábory - ti, co podporují, i ti, co odmítají - v zásadě budou mít oprávněné argumenty. Proto je toto téma složité a možné jen při co nejširším konsensu.

Pak ale existují i druhé strany mince s mnoha otázkami. Skutečně musíme pro všechny nové stavby vždy použít jen čerstvé přírodní suroviny? Skutečně je ošemetné ve větší míře se přiklonit k recyklaci a hledat řešení, kdy jednou člověkem vytěžená a přeměněná hornina nemůže nalézt i druhý či třetí život? A skutečně nelze nalézt a rozvíjet taková řešení, aby životnost člověkem budovaných děla byla delší a trvanlivější, čímž se sníží tlak na potřebu velkých množství stále nových materiálů? Jaký smysl například má, pokud na jedné straně vytěžíme lom či pískovnu a na straně druhé je stavebním odpadem zavážíme ve jménu "rekultivace"? Je takový přístup dostatečně udržitelný a uvědomělý k planetě, která dle všeho je zatím jediným nám známým místem, kde můžeme realizovat své životy a sny?

Je pravdou, že stavební sektor tvoří jednoho z klíčových spotřebitelů minerálních neobnovitelných zdrojů. Současně využívá i celou řadu dalších produktů, které vedou k velmi pestré paletě potenciálních odpadů. Z hlediska odpadů patří stavebnictví a především pak také aktivity spojené s demolicemi a dekonstrukcemi starých nebo nepotřebných staveb k oblastem, kde vznikají velké objemy odpadů různorodé skladby, jež ale fakticky neumíme vytěžit. Pro tyto odpady jsou po mnoho let stanovovány v Evropě různé cíle, které mají zamezit jejich skládkování a posílit recyklaci. Ve velké míře však recyklací je dosahováno jen malého zhodnocení hodnoty původních materiálů a mnohdy se jedná o tzv. downcycling, kdy především minerální odpad je využíván pro různé formy obsypů, zásypů či budování násypových těles nebo podkladních vrstev základů staveb. Vyšší míru zhodnocování stavebního a demoličního odpadu (SDO) se daří napříč Evropou docilovat jen v omezené míře. Mezi důvody tohoto stavu patří vedle nedůvěry koncových zákazníků především nedostatečné třídění a velmi omezené technické a environmentální informace o materiálech, které tyto odpady tvoří. Tedy pokud pomineme i naši připravenost a ochotu opětovně využívat a recyklovat, protože existuje i poněkud zkreslená představa, že recyklace přeci musí být extrémně levná, protože využíváme již jednou zpracované suroviny. Tudíž jejich nové zpracování nemůže být (resp. nesmí být) nijak nákladné. Jinak se stává nezajímavým. Důvodem této poněkud zkratkovité představy je skutečnost, že se jednoduše definujeme jen přes ekonomické hodnoty, nikoli primárně přes hodnoty technicko-environmentální. 

Od roku 1990 nedošlo v ČR k otevření žádného nového ložiska těžby kamene a kameniva. Naopak řada ložisek byla co do těžby utlumena.
Jan Valentin

Jak již bylo uvedeno, stavební a demoliční odpad je největším odpadovým tokem v Evropské unii, který jen v roce 2018 představoval 35,7 % (Eurostat, 2020). Odvětví stavebnictví spotřebovává obrovské množství přírodních, neobnovitelných surovin a produkuje nebývalé množství různorodého nehomogenního odpadu, který mnohdy není výrazně degradován. Pod vlivem přísného cíle opětovného využití odpadu stanoveného rámcovou směrnicí o odpadech z roku 2008 v množství 70 % do roku 2020 byly nasazeny různé strategie na podporu opětovného použití/recyklace SOD, aby se předešlo nadměrnému skládkování. Tato skutečnost vedla v mnoha zemích EU k překročení tohoto cíle již v roce 2016, přičemž se ale ukazuje, že mnoha případech se jedná o již uvedený downcycling, kdy se užitná hodnota suroviny v novém účelu užití snižuje. Kontrola postupů nakládání s odpady odhaluje omezenou stimulaci oběhového hospodářství a většina metod recyklace SOD nedokáže nebo nemá snahu zachovat materiálovou hodnotu. Stručně řečeno, postupy snížené užitné hodnoty jsou hojné a většina minerálních odpadů se stále používá k zásypům a stavebním účelům s nízkou přidanou hodnotou, a to například při stavbě násypů nebo jako různé formy nestmelených podkladních vrstev. Navzdory četným snahám se stále nedaří dosáhnout vyšší míry opětovného využití SOD, což fakticky znamená, že vlastní hodnota materiálu se snižuje a nutí k dalšímu využívání velkého množství primárních surovin. Nedostatek důvěry koncových zákazníků v kvalitu konstrukce s recyklovanými materiály, nedostatečné a nákladné postupy třídění, konkurenční cenová výhoda primárních materiálů, obsah nebezpečných a cizorodých látek, jež efektivně neseparujeme a omezené technické a environmentální informace o materiálech, z nichž se SOD skládá, jsou všudypřítomné překážky, které přispívají k nadměrnému skládkování nebo downcyclingu. Proto jsou nezbytné nové trendy a konkrétní řešení (jako například v podobě právě startujícího projektu RECONMATIC v rámci Horizon Europe) kdy budou rozvinuty a konkrétními postupy prosazeny uzavřené řetězce inspirované oběhovým hospodářstvím, přičemž se zde jako nezbytné jeví propojit účelné využití SOD se zaváděním nástrojů digitalizace.

Jakými kroky k tomu lze dospět? Předně, každá stavba musí být vnímána optikou životního cyklu, přičemž snahou musí být tento životní cyklus prodlužovat, samozřejmě za předpokladu, že je to z hlediska účelu užití bezpečné a ekonomicky smysluplné. Musí existovat digitální stopa každého zabudovaného materiálu a každý takový materiál, resp. výrobek, musí mít v souladu s evropskou legislativou známé scénáře konce života (tzv. end-of-life scenarios). Tento aspekt jsme dlouhodobě opomíjeli, což je v řadě případů pochopitelné, pokud je životnost výrobku 30-50 nebo i více let. Nicméně, musíme se naučit dnešním poznáním zodpovědět, co s výrobkem uděláme, až dožije. Musíme mít plán, jakkoli nebude geniální a stavem poznání za dalších 30 let ideální. Součástí tohoto plánu musí být první aktivní krok v řízení odpadů, tedy jejich předcházení. Nejlepší odpad je totiž ten, který nikdy nevznikne. Dalším krokem je existence digitálních dvojčat staveb, kde budou k dispozici informace o celém život a "eskapádách", kterými i materiál či stavební výrobek prošly. Tato informační znalost usnadní rozhodování, když dojde na opravu, údržbu nebo dekonstrukci. V konečné fázi, pokud stavba dožije, musíme vědět, jak ji co nejlépe rozebereme. Buď tedy postupy přímo v místě stavby - což není vždy možné z důvodu prostorových a časových limit (například v hustě zastavěném území je náročné umožnit přistavení desítky různých kontejnerů, aby se provedla dekonstrukce stavby na různé typy materiálů či výrobků). Vždy musíme volit jistý konsens. Nebo v uzpůsobených recyklačních centrech, kde budou existovat vhodné robotické linky, jež umožní ex post vytřídění. Inspirací jsou zamýšlení mobilní roboti, jež vzniknou v rámci projektu RECONMATIC nebo velké robotické linky nabízené například firmami jako je ZENRobotics. Nakonec pak musíme vědět, co se získanou druhotnou surovinou provést, jak ji efektivně využít nebo dalším procesem zvýšit její užitnou hodnotu. Pokud takto budeme schopni zacyklit využití neobnovitelných přírodních surovin, můžeme skutečně docílit stavu, že problematičnost otevření nových ložisek těžby kamene nás nebude příliš trápit, protože využijeme to, co jsme si od přírody již jednou půjčili. Pochopíme totiž, co mnoho let šířil průkopník environmentální kompatibility staveb, prof. L. Végh, že v systému s omezenou dostupností zdrojů se nemůžeme tvářit, že tyto zdroje tu budou navěky nekonečně dostupné.   

Každá stavba musí být vnímána optikou životního cyklu,
Jan Valentin

Jakými kroky k tomu lze dospět? Předně, každá stavba musí být vnímána optikou životního cyklu, přičemž snahou musí být tento životní cyklus prodlužovat, samozřejmě za předpokladu, že je to z hlediska účelu užití bezpečné a ekonomicky smysluplné. Musí existovat digitální stopa každého zabudovaného materiálu a každý takový materiál, resp. výrobek, musí mít v souladu s evropskou legislativou známé scénáře konce života (tzv. end-of-life scenarios). Tento aspekt jsme dlouhodobě opomíjeli, což je v řadě případů pochopitelné, pokud je životnost výrobku 30-50 nebo i více let. Nicméně, musíme se naučit dnešním poznáním zodpovědět, co s výrobkem uděláme, až dožije. Musíme mít plán, jakkoli nebude geniální a stavem poznání za dalších 30 let ideální. Součástí tohoto plánu musí být první aktivní krok v řízení odpadů, tedy jejich předcházení. Nejlepší odpad je totiž ten, který nikdy nevznikne. Dalším krokem je existence digitálních dvojčat staveb, kde budou k dispozici informace o celém život a "eskapádách", kterými i materiál či stavební výrobek prošly. Tato informační znalost usnadní rozhodování, když dojde na opravu, údržbu nebo dekonstrukci. V konečné fázi, pokud stavba dožije, musíme vědět, jak ji co nejlépe rozebereme. Buď tedy postupy přímo v místě stavby - což není vždy možné z důvodu prostorových a časových limit (například v hustě zastavěném území je náročné umožnit přistavení desítky různých kontejnerů, aby se provedla dekonstrukce stavby na různé typy materiálů či výrobků). Vždy musíme volit jistý konsens. Nebo v uzpůsobených recyklačních centrech, kde budou existovat vhodné robotické linky, jež umožní ex post vytřídění. Inspirací jsou zamýšlení mobilní roboti, jež vzniknou v rámci projektu RECONMATIC nebo velké robotické linky nabízené například firmami jako je ZENRobotics. Nakonec pak musíme vědět, co se získanou druhotnou surovinou provést, jak ji efektivně využít nebo dalším procesem zvýšit její užitnou hodnotu. Pokud takto budeme schopni zacyklit využití neobnovitelných přírodních surovin, můžeme skutečně docílit stavu, že problematičnost otevření nových ložisek těžby kamene nás nebude příliš trápit, protože využijeme to, co jsme si od přírody již jednou půjčili. Pochopíme totiž, co mnoho let šířil průkopník environmentální kompatibility staveb, prof. L. Végh, že v systému s omezenou dostupností zdrojů se nemůžeme tvářit, že tyto zdroje tu budou navěky nekonečně dostupné.