‘Regula de fier a carbonului’ înseamnă că trebuie să ne schimbăm modul în care gândim designul

Încerc să sintetizez multe dintre ideile discutate pe PlanetaNoastra în prelegeri coerente atunci când predau Design Sustenabil la Școala de Design de Interior a Universității Toronto Metropolitan și la Creative School. Tema predării mele în 2022 este importanța emisiilor de carbon inițiale – un subiect despre care vorbesc des pe PlanetaNoastra și un termen care a fost de fapt dezvoltat pe acest site într-o postare din 2019 intitulată „Să Redenumim Carbonul Înglobat” în „Emisii de Carbon Inițiale.” Mai recent, am scris o postare în care am dezvoltat ceea ce am numit „regulă de fier a carbonului.”

Acest lucru nu se aplică doar clădirilor, ci la orice, de la mașini la computere. Sunt din ce în ce mai convins că este o problemă care necesită mai multă atenție, așa că iată povestea din nou într-o serie de grafice.

Acum douăzeci și cinci de ani vorbeam despre energie, nu despre carbon. Iar energia înglobată, dacă se vorbea despre ea deloc, nu era considerată foarte importantă. După cum a notat inginerul John Straube în Building Science Digests, energia de funcționare era mult mai importantă. Clădirile aveau scurgeri de aer, iar aprovizionarea cu energie era ‘murdară’.

Straube scria în 2010: „Consumul continuu de energie pentru operarea, condiționarea și iluminarea unei clădiri, precum și energia înglobată în întreținerea continuă, reprezintă cea mai mare sursă unică de daune asupra mediului și de consum de resurse datorate clădirilor.”

El a continuat: „Analizele științifice ale ciclului de viață al energiei au constatat în mod repetat că energia folosită în operarea și întreținerea clădirilor eclipsează energia așa-zis ‘înglobată’ a materialelor. Cole și Kernan (1996) și Reppe și Blanchard (1998), de exemplu, au constatat că energia de operare reprezenta între 83 și 94% din consumul total de energie pe durata ciclului de viață de 50 de ani.”

Dar s-a întâmplat un lucru amuzant când clădirile au devenit mai eficiente datorită codurilor de construcție mai stricte și creșterii sistemelor de certificare a clădirilor precum LEED sau Passivhaus: energia cumulată de operare a durat mult mai mult pentru a depăși energia înglobată. Era o problemă atât de obscură în 2009 încât a trebuit explicată într-un articol al MIT despre energia înglobată:

John Ochsendorf a pus sub semnul întrebării și utilizarea energiei pe cicluri de viață de 50 și chiar 100 de ani. „Înțelepciunea convențională spune că energia de operare este mult mai importantă decât energia înglobată, deoarece clădirile au o viață lungă – poate o sută de ani”, a declarat Ochsendorf pentru MIT. „Dar avem clădiri de birouri în Boston care sunt demolate după doar 20 de ani.”

În timp ce alții pot vedea clădirile ca fiind în esență permanente, el le consideră „deșeuri în tranzit”.

Pe măsură ce Grupul Interguvernamental pentru Schimbările Climatice (IPCC) și-a publicat rapoartele, mulți oameni au început să vorbească despre emisiile de carbon în loc de consumul de energie. IPCC a stabilit bugete stricte de carbon sub care trebuia să ne menținem pentru a menține creșterea temperaturii medii globale sub 1,5 sau 2 grade Celsius. A determinat că trebuia să reducem emisiile de carbon la aproape jumătate până în 2030 și la aproape zero până în 2050. A devenit imediat evident că a vorbi despre cicluri de viață de 50 de ani nu avea sens.

În 2019, am scris „Uitați de Analizele Ciclului de Viață, Nu Avem Timp,” unde am concluzionat: „Trebuie să ne concentrăm eforturile pe reducerea la jumătate a emisiilor noastre de dioxid de carbon în următorii zece ani. Acesta este ciclul nostru de viață.”

Tot în jurul anului 2018, Chris Magwood, un constructor ecologic din Ontario, a publicat o cercetare pe care o făcuse despre „carbonul înglobat”, termenul pe care mulți oameni începeau să-l folosească în loc de energie înglobată, deoarece își dădeau seama în sfârșit că carbonul este o problemă mai mare decât energia. Era contraintuitiv și uluitor.

Deoarece s-au emis atât de multe gaze cu efect de seră la fabricarea izolației din spumă, chiar și într-o analiză a ciclului de viață de 30 de ani, clădirea de înaltă performanță, cu de peste două ori mai multă izolație, a avut emisii mai mari decât casa ‘vai de ea’ construită conform codului convențional de construcție. După cum a remarcat un constructor din Boston într-un articol despre Magwood: „A fost ca și cum s-ar fi aprins un bec. Am făcut totul greșit.”

Aceste emisii de carbon, bara mare portocalie, se întâmplă toate la început, inițial. Și în timp ce „energia înglobată” avea oarecare sens, deoarece energia intra în fabricarea obiectului, „carbonul înglobat” nu avea sens, deoarece carbonul ieșea în atmosferă. Acesta este motivul pentru care o discuție pe Twitter între arhitecții Elrond Burrell, Jorge Chapa și mine a dus la „emisii de carbon inițiale.”

Până în 2020, mulți oameni vorbeau despre diferite materiale și emisiile lor de carbon inițiale. Stephanie Carlisle de la Kieran Timberlake a scris pentru Fast Company:

De fapt, mulți oameni au considerat că estimarea lui Carlisle, de jumătate din emisiile de carbon, este mult prea mică. Rețeaua de Acțiune Climatică a Arhitecților din Regatul Unit a realizat un studiu, „Amprenta Climatică a Construcțiilor„, și a concluzionat că „carbonul înglobat al unei clădiri poate reprezenta până la 75% din totalul emisiilor sale pe o durată de viață tipică de 60 de ani.”

Am citit acest raport și la început mi-a fost greu să-l cred, dar logica era inevitabilă: Pe măsură ce cererea de energie de operare este redusă, carbonul inițial crește ca proporție din total. În iubitele mele clădiri Passivhaus care ‘beau’ puțină energie, aproape toate emisiile sunt inițiale.

Am realizat, de asemenea, că nu doar clădirile noastre se schimbă, ci și aprovizionarea noastră cu energie. Electricitatea noastră se decarbonizează pe măsură ce folosim mai multe surse regenerabile, iar prețurile energiei eoliene și solare continuă să scadă. Apoi este revoluția pompei de căldură, prin care putem extrage căldură din aer sau din pământ și putem funcționa cu energie solară de pe acoperiș. Stocarea energiei regenerabile devine mai bună și mai ieftină. Și am avut o revelație, scriind în februarie 2021:

Câteva luni mai târziu, în timp ce scriam despre importanța măsurării carbonului înglobat în orice, am concluzionat că problema era chiar mai mare: „Pe măsură ce mai multe dintre lucrurile noastre, de la mașini la unelte, funcționează cu electricitate, pe măsură ce rețelele noastre electrice devin mai curate, pe măsură ce eficiența clădirilor noastre se îmbunătățește, atunci problemele carbonului înglobat sau inițial devin mai importante. Acesta pare a fi un principiu fundamental care se aplică la orice, pe care eu îl voi numi, pretențios, ‘regula de fier a carbonului’.”

Am cam ‘îngropat’ ideea principală în acea poveste pentru că am crezut că a numi asta o regulă de fier este pretențios și, la acea vreme, am crezut că s-ar putea să exagerez pentru un efect dramatic. Dar sunt mai convins ca niciodată că această regulă se aplică – nu doar clădirilor, ci la orice.

Deci, scuzați desenul ‘vai de el’ pe care l-am făcut aseară pentru a sublinia ideea, dar dacă îți încălzești casa cu gaz, carbonul de operare este semnificativ. Dacă îți folosești pompa de căldură cu electricitate ‘murdară’, aceasta va ajunge din urmă în cele din urmă. Dar dacă locuiești într-o casă bine izolată în Montreal sau Seattle, alimentate cu energie hidroelectrică, și ai o pompă de căldură, nu ai aproape deloc emisii de operare. Casa ta are 100% carbon inițial.

Regula de fier se aplică la orice

Clădirile sunt o sursă majoră de emisii de carbon inițiale, dar nu sunt singura sursă și unele lucruri se apropie deja de 100% inițial. Să luăm iPhone-ul meu: Apple publică datele ciclului de viață și calculează că materialele sursă și fabricarea reprezintă 83%, iar transportul 3%, ambele considerate de mine carbon inițial. Ei listează utilizarea (energia consumată pentru funcționare) la 12% din cele 80 de kilograme de emisii de carbon. Dar, conform notelor lor de subsol, „Au fost luate în considerare diferențele geografice în mixul rețelei electrice.”

Probabil că folosesc estimarea medie americană pentru carbonul din rețea, care, conform Administrației SUA pentru Informații Energetice, este de 0,386 kilograme de dioxid de carbon pe kilowatt-oră. Dar, din nou, dacă locuiești în Seattle sau Montreal, carbonul inițial se apropie de 100%. Acesta este motivul pentru care nu stau la coadă pentru un nou iPhone 14 – vreau să evit acele emisii de carbon inițiale.

Acesta este motivul pentru care regula de fier a carbonului afectează modul în care gândim designul. Ne-am concentrat atât de mult timp pe proiectarea pentru a reduce cererea și emisiile de operare, dar cu cât reducem mai mult cererea, cu atât emisiile inițiale domină mai mult imaginea emisiilor de carbon. Nu le putem ignora.

De asemenea, nu putem uita că toată acea aprovizionare cu energie curată trebuie să vină de undeva, și există costurile și emisiile de carbon inițiale care provin din decarbonizarea rețelei, motiv pentru care trebuie să continuăm să lucrăm pentru a reduce cererea.

Dacă nu am ignorat emisiile de carbon inițiale, cu siguranță le-am tratat cu superficialitate. Și, după cum au notat Gilberth și Holderith, avem nevoie de transparență. Trebuie să știm care sunt emisiile de carbon inițiale pentru prăjitoarele noastre de pâine și pentru Tesla-urile noastre pentru a lua decizii inteligente despre ele și pentru a încuraja producătorii să le reducă.

Acesta este motivul pentru care, după cum Consiliul Mondial pentru Clădiri Verzi a menționat în cuvinte care se aplică la orice, trebuie să:

• Puneți întrebarea dacă avem nevoie de asta deloc.
• Reduceți și Optimizați pentru a „minimiza cantitatea de material nou necesară pentru a îndeplini funcția dorită”. Aceasta include „prioritizarea materialelor cu emisii scăzute sau zero de carbon”.
• Planificați pentru viitor, proiectând pentru dezasamblare și deconstrucție.

După cum a remarcat unul dintre studenții mei într-o lucrare, „Ca designeri, trebuie să abordăm designul eficient și simplu, având în vedere carbonul încă de la început. Aceasta înseamnă să folosim mai puțin din orice: unelte, spațiu și materiale.”

Și, după cum am menționat de multe ori, trebuie să ne gândim la suficiență, simplitate, și eficiență.

Corecție—25 septembrie 2022: Acest articol a fost revizuit pentru a clarifica faptul că eficiența contează și rolul reducerii cererii.