Fra problem til ressurs, fra byggeavfall til Senter for grønt skifte i bygget miljø

Rolf André Bohne, Professor, leder «Green2050 – Senter for grønt skifte i bygget miljø»

Første gang jeg leste ordene «industriell økologi», var i en kort artikkel i Universitetsavisa, jeg tror året var 1996, der oppstarten av «Program for Industriell Økologi» ble beskrevet.Som relativt nyutdannet realist og prosjektarbeider innen vannrensing, vekket dette faglig nysgjerrighet da jeg i løpet av mine første år på Gløshaugen hadde innsett at tverrfaglighet mellom blant annet naturvitenskap og teknologi var høyst nødvendig for å bidra til å løse miljø- og klimakrisen.

Allerede året etter, møtte jeg Helge Brattebø gjennom PBL-strengen på daværende «Fakultet for Bygg- og miljøteknikk». Jeg som koordinator, Brattebø som foreleser. Og da det i 1999 ble utlyst en stipendiatstilling innen «Metoder innen systemtenkning og læring i nettverk tilpasset resirkulering og forlenget produktansvar», så var jeg snar til å søke.

Da jeg skrev søknaden oppfattet jeg at fokuset i stor grad var på plast og emballasjeprodukter, og hvordan en kunne samle inn og resirkulere dette i nye og innovative produkter. HÅG og deres kontorstoler var et forbilde på hvilke muligheter som lå foran oss. Alt dette var aldeles strålende, men for meg monnet det liksom ikke.

På den tiden var Adressa fylt side opp og ned av det som den gang var Trondheims store prosjekt, nemlig riving av Regionsykehuset og byggingen av St. Olavs hospital. Med bakgrunn fra naturvitenskapen slo det meg at det var de store materialstrømmene fra bygg- og infrastruktur som vart viktige for om vi ville nå våre klima- og miljømål.

Våren 2000 gikk jeg i gang med å studere resirkuleringssystemer for bygg- og anleggsavfall med Helge Brattebø som veileder. Denne problemstillingen er like aktuell den dag i dag, noesom blant annet kommer til uttrykk gjennom EU taksonomien. Søkelyset den gang var på øko-effektivitet, en metode som søkte å finne den beste behandlingsmåten for avfallet gitt at en tok hensyn til både miljø og økonomi.

Leting etter den perfekte modellen

I starten ble det fokusert på de ulike avfallsfraksjonene, og hvilke muligheter innen ombruk, materialgjenvinning, energigjenvinning eller deponering som var mest øko-effektive. Her gikk vi opp noen nye stier i forhold til allokering mellom gjenbruk og nye materialer, samtidig som mye tid gikk med til å finne ut av utslipp forbundet med omlastinger og transport, spesielt på anleggsplass.

Men det norske systemet for bygge- og anleggsavfall som var under oppbygging, var basert på det danske, men med noen få viktige modifikasjoner. Så mye tid i starten gikk med til å forstå oppbygging og drivere for det danske systemet, og senere implementeringen av det norske systemet i Oslo kommune. Kortversjonen her er at driverne for god sortering på byggeplass og levering av avfall til godkjent mottak, lå i prisdifferensiering mellom sortert og usortert avfall, samt vilje til å bruke sanksjoner (avgifter/bøter) ved dårlig sortering eller ulovlig deponering av avfall. Men selv om avfallssystemet for bygge- og riveavfall var en viktig del av min avhandling, hadde det mindre betydning for arbeidet med modellering av bygningsmassen.

Men det ble klart relativt tidlig klart at dette arbeidet ikke ville bli meningsfylt uten en framskrivning av bygge og anleggsavfall over tid. For å kunne skalere innsatsen til de ulike fraksjonene var det helt nødvendig å ha en klar formening om når og hvor mye bygge- og riveavfall en kunne forvente i årene fremover. På tidlig 2000-tall var statistikken svært mangelfull, og det var ingen hjelp å finne i datagrunnlaget fra SSB. Det vi likevel visste var at Norges byggingsmasse var relativt ung, med 2/3 av alle bygninger bygget etter 1950. Men vi visste lite om levealderen til de ulike bygningsdelene. Helge Brattebø så nok allerede i 2001/02 at her var et stort forskingsfelt i ferd med å åpne seg, for han ansatte Håvard Bergsdal til å hjelpe til med modelleringen. Senere kom flere etter.

I starten konsentrerte vi oss mest om å beskrive materialmengdene for ulike hus fra ulike tidsperioder, med særlig vekt på betong, tegl og tre. I tillegg lette vi høyt og lavt etter informasjon om hvilke hus som var bygget om, og eventuelt revet. Tanken her var en ren deskriptiv modell som beskrev når og hvor mange ganger et bygg statistisk ville bli renovert og revet. I korte trekk var ideen å bruke matrikkelen (listen over alle bygg i Norge, byggeår og areal) som input til en modell som beregnet produksjon av bygge- og riveavfall.

Utenlandske impulser

I 2003/04 dro Helge Brattebø på forskningstermin til Yale. Etter kort tid kom det entusiastiske meldinger om lignende studier og en lovende modelleringstilnærming fra en post.doc på Yale – Daniel B. Muller.

Etter hvert begynte byggeklossene til en fremtidig modell å ta form, basert på følgende input:

• Material-tetthet for ulike typer bygg etter byggets form/funksjon og byggeår
• Ulike komponenters levetid
• Ulike intervaller for renovering og riving.

Arbeider som bygget på denne «linære» modellen ble deretter publisert. Men det var åpenbart at modellen var lite skalerbar, og ikke ga den innsikt vi ønsket oss. Ved hjelp av Daniell Müller startet vi på arbeidet med en modell for å beskrive bygningsmassen ved hjelp trender innen befolkning, teknolog og økonomi. Vi delte bygningsmassen i to, boliger og formålsbygg. Vi startet deretter med å modellere boligmassen, ut fra en ide om at her var det færre variable å ta hensyn til.

Basert på egne og Daniell Müller’s arbeider, startet vi på en dynamisk MFA modell for den Norske boligmassen. Ideen for modellen (figur 1) er som følger:

1. Folk må ha tak over hodet, så befolkning (capita) er en styrende parameter.
2. Flere folk bor sammen, men antallet som bor under samme tak kan variere gjennom livet (livsstil)
3. Produktet av befolkning og livsstil, vil angi behovet for boliger.
4. Dette behovet blir så dekket av markedet, men den til enhver tid tilgjengelige teknologi (byggemåte/materialbruk)
5. Ulike livsstiler og materialvalg vil påvirke levetiden.

Ifølge modellens logikk, har endringer i demografi og levealder ført til en kraftig økning av behovet for boliger fem til årtusenskiftet, for så å flate noe ut (men øke i takt med befolkningen). Videre viste resultatene fra modellene at dette ville genere betydelig økning i mengder bygge- og riveavfall, fra 2010 og fremover, men at en stadig økende del av avfallet ville komme fra renovasjonsprosjekter.

Det vi fant var en modell som har vist seg å være svært robust og som har blitt videreutviklet til flere nye applikasjonsområder etter at jeg forlot IndEcol høsten 2005. Men det vi ikke fant, var en modell som på en god måte beskriver behov for andre bygg, formålsbygg, industri og kontorbygg. Dette fordi disse byggene ikke følger befolkningen på samme måte, og at hvilke behov samfunnet har for ulike typer bygg, endres i langt større grad enn behovet for bolig.

Dette var starten på utviklingen av fagfeltet «building stock modelling» ved NTNU, og dette arbeidet har senere inspirert og vært delaktig i utviklingen av flere store forskningsfelt ved NTNU. Arbeidet har også hatt stor innflytelse på forståelsen av det bygde miljøs påvirkning på og våre løsninger for å løse den pågående miljø- og klimakrisen, både økonomisk, sosialt og i forhold til miljøet. Der noen ser 40% av problemet, ser andre (inkludert undertegnede) mer enn 40% av løsningene.

Arbeidet bærer frukter

En lang rekke små og store forskningsprosjekter har vært inspirert fra og har bygget videre på det arbeidet som ble startet ved Industriell økologi på tidlig 2000-tall, med bred deltakelse av personer med bakgrunn fra eller tilknytting til Program for industriell økologi. Blant de første initiativene var «Bærekraftig infrastruktur», ved Institutt for bygg-, anlegg og transport. Dette prosjektet søkte å finne mer bærekraftige løsninger for infrastruktur, med særlig fokus på gode indikatorer for å operasjonalisere bærekraft i byggeprosjekter, med særlig vekt på klimagasser.

Så kom Brøset-prosjektet. Ideen her var en tverrfaglig tilnærming til om det var mulig å designe en «klimanøytral bydel» i Trondheim. Prosjektet var i sin tid unik i sin tilnærming, med at det satte «limits to growth» som et premiss. Dermed ble 3 tonn CO2eq/capita pr år satt som grensen for hva som var «karbon nøytralt», definert ut fra FNs 2-gradersmål og forventet befolkningsvekst. Prosjektet involverte forskere fra både NTNU og SINTEF, fra både arkitektur, samfunnsvitenskap og ingeniørvitenskap. Rapporten fra prosjektet dannet grunnlaget for en konseptkonkurranse, hvor fire planleggingsteam ble valg ut til å lage en konseptutredning. Disse konseptutredningene dannet så grunnlaget for ny reguleringsplan for Brøset-området. Og etter et lengre opphold i prosessen på grunn av uenighet mellom tomtebesitterne, så ble området lagt ut på anbud og overtatt av et konsortium av lokale og nasjonale eiendomsutviklere. Deres søknad om områderegulering er nå ute til høring.

Deretter kom FME sentrene ZEB (Zero emission buildings) og ZEN (Zero emission neighborhoods) . Har var fokuset først bygninger, senere nabolag, og om en ved stedlig energiproduksjon kan levere et energioverskudd som, ut over bygg(enes) energibehov i løpet av levetiden (60 år), kan kompensere også for utslipp fra produksjon og transport av materialer samt oppføring, vedlikehold og avhending av bygge(ene). I tillegg til klimakompensjon ved eksport av overskuddselektrisitet, har disse prosjektene hatt et stort fokus på å redusere utslipp fra materialer, samt øke levetiden på bygg og komponenter.

Parallelt med disse vokste det frem flere internasjonale prosjekter ved NTNU-SINTEF med utgangspunkt i det bygde miljø som driver av endring. +CityxChange og ARV er kanskje de mest fremtredende her. I +CityxChange som nylig ble avsluttet, har de sett på hvordan systemer for energiutveksling mellom bygg og områder kan fungere i praksis. ARV-prosjektet skal legge føringer og sette et politisk rammeverk for fremtidens energieffektive og sirkulære løsninger i byggebransjen. Dette innebærer etablering av klimapositive områder rundt om i Europa, og involverer 36 europeiske partnere fra sju land. Klima2050, også dette et samarbeidsprosjekt mellom NTNU og SINTEF, satte fokus på hvordan det bygde miljø blir påvirket av pågående klimaendringer, og hvordan vi kan møte disse utfordringene.

Disse og mange andre prosjekter har fulgt opp ideen om å studere material-og energistrømmene i det bygde miljø. Dersom vi forstår hvordan de ulike delene påvirkes av hverandre, hva som utgjør et godt og effektivt transportsystem og hva som gjør en by god å bo i, da kan vi bidra til et bærekraftig, bygget miljø.

Senter for grønt skifte

Det foreløpig siste av store tverrfaglige initiativer er Green 2050. «Green2050 – Senter for grønt skifte i bygget miljø» er en nettverksarena for tverrfaglig prosjektsamarbeid mellom universitet og næringsliv.. Senteret har ambisjoner om å være en koordinert nasjonal satsning som skal utnytte og utvikle kompetanse, metoder, verktøy og strategier i tett samarbeid med blant annet industrien selv, for å sikte mot et bærekraftig bygget miljø rettet mot et grønt skifte og en digital fremtid. Vi skal utdanne eksperter med relevant kompetanse direkte etterspurt av næringslivet. Målet er at disse kandidatene kan gå rett inn i arbeidslivet og gjøre en forskjell. I tett samarbeid med næringslivet skal våre studenter, stipendiater og forskere utvikle løsninger for helt konkrete behov. Alt det smarte vi lærer underveis skal vi dele.

Senteret vil også jobbe tett opp mot de ledende miljøene i verden innen grønn omstilling og bærekraft, og bidra til å styrke og heve forskingen innen temaet Grønt bygget miljø på et globalt nivå. Kjerneaktiviteter i senteret skal dekke både kompetansetiltak, forskning og nyskaping relatert til planlegging, bygging, drift og vedlikehold av det bygde miljø. Senteret vil bidra inn mot regjeringens og EUs satsning mot «det grønne skiftet». Initiativet er forankret i NTNUs strategi for fagområde Bygg. Senteret skal bidra til utdanning, forskning, innovasjon og formidling. Digitalisering og tverrfaglighet er viktige fellesnevnere.

På mange måter er Green2050 en operasjonalisering av Industriell økologi og en videreføring av TSO Bærekraft inn mot det bygde miljø. Senteret er inspirert av, og bygger videre på arven fra alle de små og store prosjektene som allerede er gjennomført. Målet er å bidra til et karbonnøytralt bygget miljø innen 2050