Biokul i letbeton

Biokul er betegnelsen for kulstofbaserede materialer, der er produceret ved pyrolyse – en varmebehandlingsproces af organisk materiale ved høje temperaturer under iltfattige forhold. Under pyrolysen omdannes ca. halvdelen af det kulstof, som er bundet i det oprindelige organiske materiale ved hjælp af fotosyntese, til biokul. Den resterende del bliver til pyrolysegas, som bruges til blandt andet produktion af el og varme, samt bio-olie, som kan raffineres til flydende brændstoffer.

Biokul er et stabilt materiale, som nedbrydes meget langsomt, og dermed er den del af kulstoffet, som er bundet i biokullet effektivt fjernet fra atmosfæren. Dette medfører, at biokul i princippet har et negativt CO2-aftryk, og på grund af denne kemiske stabilitet, samt den høje porøsitet og lave densitet, er biokul velegnet til mange forskellige typer anvendelsesmuligheder, blandt andet jordforbedring i landbruget, spildevandsbehandling, men potentielt også i byggematerialer.

Derfor arbejdes der i projektet CHARBUILD blandt andet med undersøgelser af biokuls potentiale som erstatning for traditionelle letvægtstilslag og som fillermateriale i letbeton. I projektet testes der desuden to forskellige typer af biokul; et fra træ og et fra halm, begge produceret hos projektets partner Stiesdal SkyClean A/S.

Biokuls potentiale i letbeton

Letbeton fremstilles af letklinker, cement, sand og vand. Letklinker er små kugler af hårdbrændt ler med en høj porøsitet og en lav densitet – de samme egenskaber som ses for biokul – og netop af denne grund er det primære fokus brugen af biokul som hel eller delvis erstatning for letklinker i letbeton.

På baggrund af en referencerecept, til støbning af traditionelle letbetonelementer, har Teknologisk Institut udført en række indledende laboratorietests, hvor henholdsvis 100, 80 og 60 % af de traditionelle letklinker bliver erstattet med én af de to typer af biokul. Disse indledende tests viser, at der ingen styrkereduktion er i forhold til referenceprøverne, selv for prøver med helt op til 100 % erstatning af letklinker, uanset hvilken type biokul der bruges.   

Næste skridt i projektet er at teste biokuls potentiale som fillermateriale. Her knuses biokullet til fillerstørrelse (< 0,25mm) og der testes tilsætning af biokul på op til 20 % af cementvægten, samtidig med at indholdet af cement reduceres. For at teste biokullets potentiale som filler udføres blandt andet mørteltests iht. DS/EN 196-1, og her er formålet igen at opnå den størst mulige tilsætningen uden at se en styrkereduktion.

Letbetonelementer med biokul

I projektet vil der blive udviklet nye typer af letbetonelementer med biokul. Der vil blive udviklet én recept for hver af de to typer biokul med den højst mulige erstatningsgrad af letklinker med biokul samt det højst mulige indhold af biokul som fillermateriale, og dertil mulige reduktion af cementindholdet, uden at der gås på kompromis med styrken. Når disse to recepter er udviklet, afprøves de af projektpartneren Leth Beton A/S, som skal støbe elementer i fuld skala med recepterne. Disse elementer skal derefter testes både i en typetest, hvor blandt andet den eksperimentelle bæreevne skal dokumenteres, samt gennemgå en brandscreening, som skal dokumentere materialets modstandsdygtighed overfor brand, da biokul anses for at være 100 % organisk materiale, selv om det har været gennem en pyrolyse proces.

Projektet forventes således at dække overgangen fra udvikling og afprøvning på laboratorieniveau til afprøvning af teknologien i fuld skala inden projektets afslutning i 2026.

CO2-besparelser

Biokul anses for at være et CO2-negativt materiale (ca. -0,90 CO2 eq./kg). Hvis biokul helt erstatter traditionelle letklinker i letbetonvægelementer i Danmark, kan CO2-udledningen potentielt reduceres med ca. 30.000 tons om året.

Hvis det yderligere lykkes at udnytte biokul som et fillermateriale, og opnå en 20 % reduktion af cementindholdet, vil produktet potentiel reducere CO2-udledningerne med ca. 40.000 tons om året fra produktionen af letbetonvægelementer i Danmark. Ved en global udbredelse af en sådan praksis vil potentialet for CO2-besparelser naturligvis være betydeligt større. I projektet vil der blive udført en livscyklusanalyse for at præcisere CO2-gevinsten, der kan opnås ved anvendelse af biokul som materiale i letbeton.

Selvom der stadig er udfordringer, der skal løses, viser de indledende resultater fra CHARBUILD-projektet, at biokul kan spille en rolle i fremtidens byggeri og repræsenterer således en ny mulighed for at opnå CO2-reduktioner i byggeindustrien.

Er du interesseret i at høre mere, kan du kontakte Nina Sigvardsen, nms@teknologisk.dk