De CO2-uitstoot van CLT, HSB en steenachtige bouwwijzen

Artikel 26 sep 2023

Om onze klimaatdoelen te halen is het streven de broeikasemissies in 2030 vergeleken met 1990 met 60% te verminderen[1]. Eén van de manieren om hieraan bij te dragen is het bouwen met natuurlijke materialen. Daarom is onderzoek naar het effect van bouwen met natuurlijke materialen op integrale duurzaamheidsthema’s van groot belang. In opdracht van Achmea Real Estate deed Stichting W/E adviseurs onderzoek naar de effecten van Cross Laminated Timber (CLT) en houtskeletbouw (HSB) in vergelijking met steenachtig bouwen (kalkzandsteen en beton). De resultaten van het onderzoek laten zien dat CLT en HSB minder CO2 uitstoten, in vergelijking met steenachtig bouwen.

Duurzaam bouwen met CLT en houtskeletbouw

CLT is een bouwmateriaal dat de laatste jaren steeds meer toepassing vindt. Het bestaat uit verschillende lagen massief houten regels die kruislings op elkaar zijn gelijmd, waardoor een sterk en stabiel paneel ontstaat. Houtskeletbouw is een bouwmethode waarbij de dragende structuur wordt gevormd door een skelet van houten profielen, in de regel afgewerkt met een beplating van gipskarton en wordt al sinds de tweede helft van de vorige eeuw in Nederland toegepast. Bouwen met CLT en houtskeletbouw is duurzaam omdat hout een hernieuwbare grondstof is die CO2 uit de atmosfeer opneemt en opslaat gedurende de groei van de boom. Door hout te gebruiken in de constructie van gebouwen, wordt de CO2-opslag verlengd en wordt de emissie van broeikasgassen verminderd. Dat is gezien de beleidsdoelen op grondstoffen[1] en de ernst van de klimaatverandering zeer waardevol.

Onderzoek naar integrale duurzaamheid

Om het effect van CLT en HSB op verschillende duurzaamheidsthema’s te onderzoeken, zijn er voor dit onderzoek twee referentieprojecten gebruikt; een nieuwbouw tussenwoning en een appartementengebouw (figuur 1). Om het effect van steenachtig bouwen te onderzoeken is gebruikgemaakt van het gemiddelde tussen een uitvoering met dragende wanden van kalkzandsteen en één met beton.

Figuur 1 Twee referentiegebouwen gebruikt voor het onderzoek.

Om de integrale duurzaamheid van CLT, HSB en steenachtig bouwen te berekenen, is gebruikgemaakt van de software GPR Gebouw[1]. GPR Gebouw is een beproefd instrument om integrale duurzaamheid van gebouwen te meten op basis van vijf thema’s: energie, milieu, gezondheid, gebruikskwaliteit en toekomstwaarde. De Milieuprestatie Gebouw (MPG) en energieprestatie gebouw (BENG) zijn berekeningen die verplicht onderdeel zijn van een aanvraag omgevingsvergunning voor nieuwe woningen. Beide berekeningen zijn onderdeel van GPR Gebouw, en in dit onderzoek gebruikt om de CO2-prestaties van woningen met de verschillende bouwwijzen te kunnen vergelijken.

CLT en HSB scoren beter dan steenachtig bouwen op thema milieu

Het effect van verschillende bouwwijzen is op de thema’s energie, gezondheid, gebruikskwaliteit en toekomstwaarde gering bij gelijke uitgangspunten. Maar op het subthema Materiaal binnen het thema Milieu zijn substantiële verschillen in GPR-scores te zien. Op de GPR schaal van 1 tot 10 presteren CLT en HSB beide 1 punt beter dan steenachtig bouwen bij een eengezinswoning. Voor een appartementengebouw is het verschil zelfs 1,5 punt.

Op de voor een vergunning verplichte MPG (<0,8) presteren CLT en HSB 15 tot 20% beter dan steenachtige bouwwijzen. De houten varianten voldoen ruimschoots aan de huidige MPG-eis, en ook aan de door de overheid aangekondigde aanscherping van deze eis (<0,5)[2].

Een resultaat van de MPG-berekening is inzicht in de CO2 -emissie van materialen over de gehele levensduur van de woningen, van de winning van grondstoffen tot en met de sloop en eventueel hergebruik in een volgende toepassing. Ook op dit milieueffect zien we dat CLT en HSB resp. 20 tot 37% beter presteren voor eengezinswoningen en appartementen. Dit ondanks een in de Nationale MilieuDatabase (NMD) voor hout ongunstig en weinig realistisch scenario in de afdankfase, namelijk verbranding.

Figuur 2 CO2-uitstoot in kg per m2 bruto vloeroppervlakte voor CLT-variant van het appartementengebouw.

Voor het bereiken van het doel om binnen de 1,5 graden wereldwijde opwarming in 2050 te blijven is van groot belang dat de CO2 -emissie in de productie- en constructiefase van woningen laag is. Hiertoe is de Paris Proof-indicator ontwikkeld en door de bouwwereld omarmd.

Met het Paris Proof Commitment hebben marktpartijen zich verbonden aan het doel om de CO2-emissie te reduceren. Volgens de afspraken van de klimaatconferentie van 2015 in Parijs. Dat doel is teruggerekend naar een budget voor materiaalgebonden emissies voor de Nederlandse bouwopgave van 900.000 nieuwe woningen tot aan 2030. Dat komt uit op maximaal 200 kg CO2 per m2 bvo voor eengezinswoningen en 220 kg voor appartementen.

In de tabel is te zien dat deze ambities niet gehaald worden met steenachtige bouwwijzen. Met HSB lukt dat wel en CLT spant de kroon met 14 kg CO2 per m2 bvo voor eengezinswoningen en -31 kg voor appartementen. Een negatieve waarde voor CLT betekent dat meer CO2 wordt opgeslagen (in hout) dan uitgestoten tijdens de productie- en constructiefase voor het hele appartementengebouw.

Figuur 3 Scores op het thema milieu van GPR Gebouw 4.4 voor de tussenwoning en het appartementengebouw, inclusief milieueffect klimaatverandering en de Paris Proof-indicator. 

CO2-emissie door materiaalgebruik en gebouwgeboden energiegebruik

In dit onderzoek is aanvullend op het materiaalgebruik ook de CO2-uitstoot van energiegebruik tijdens het gebruik van de woningen in beeld gebracht. In de figuur zijn de resultaten hiervan per variant in een staaf gezet. De HSB-variant heeft de laagste CO2 -uitstoot per m2 bruto vloeroppervlakte (m2 bvo) per jaar over de hele levensduur. De CLT-variant laat voor het appartementencomplex een iets hogere CO2 -uitstoot zien per m2 bvo over de gehele levensduur, maar een zeer lage tot negatieve uitstoot over de productie- en constructiefasen.

De steenachtige variant heeft een beduidend hogere CO2 -uitstoot per m2 bvo en stoot vooral door het materiaalgebruik meer CO2 uit dan de twee houten varianten. Zoals de volgende grafiek laat zien zijn er tussen de verschillende bouwwijzen wel verschillen bij CO2 -uitstoot als gevolg van gebouwgebonden energiegebruik, maar van beperkte omvang.

 

Figuur 4 CO2 -emissies per m2 bvo per jaar, door materiaal- en gebouwgebonden energiegebruik van de tussenwoning en het appartementengebouw met een gebouwlevensduur van 75 jaar.

CO2-heffingen in ontwikkeling

In de maatschappelijke context is een prijsmechanisme om CO2-emissies te beperken één die voor de hand ligt. Een die voor bepaalde industrieën als staal- en cementproductie al in de praktijk wordt toegepast, is het Europese Emissions Trading System (ETS). Voor die producten is met de huidige lage prijs van circa €80 per ton CO2-eq. al ca 10% van de staal- en cementprijzen. Met alle (inter)nationale aandacht voor de noodzaak te versnellen om de klimaatdoelen voor 2030 en 2050 te halen, is de verwachting dat de huidige marktprijs van circa €80 per ton CO2-eq. snel stijgt: €200 per ton in 2030 ligt daarbij voor de hand. Een ‘eerlijke’ (socio-economisch verantwoorde) prijs ligt nog minstens een factor 5 hoger en dit werkt door in de (emissie)kosten die bij realisatie en exploitatie van gebouwen hoort. De productiekosten en CO2-heffingen zijn van staal en cement dan van vergelijkbare omvang. De materiaalkosten van die producten kunnen ten opzichte van nu verdubbelen.

Bouwen met natuurlijke materialen en klimaatdoelen

Uit de GPR Gebouw-berekeningen blijkt dat houtbouw beter presteert dan steenachtig bouwen op het thema milieu. De CO2-uitstoot per m2 BVO laat zien dat houtbouw een lagere CO2-uitstoot heeft dan steenachtig bouwen. Bij het vergelijken van HSB met CLT, blijkt dat HSB de laagste CO2-uitstoot heeft per m2 bvo per jaar over de hele levensduur, en dat CLT door de CO2-opslag in hout uitblinkt in de productie- en constructiefasen (Paris Proof-indicator). In de berekeningen is conform de huidige MPG-rekenregels aangenomen dat de in het hout opgeslagen CO2 in de afdankfase vrijkomt door verbranding van het hout. Die afdankfase is voor nieuwbouw nog ver weg (75 jaar of meer), en het is mogelijk dat het hout dan een volgende nuttige bestemming krijgt, en de CO2 daarmee langer opgeslagen blijft. Voor CLT is de kans dat dit gebeurt gezien de hergebruiksmogelijkheden zeer groot. De resultaten voor met name CLT zijn dan nog rooskleuriger. Door te bouwen met natuurlijke materialen, zoals HSB en CLT, worden er dus belangrijke stappen gezet die bijdragen het verminderen van de broeikasemissies en die helpen om onze klimaatdoelen te halen.

“We weten al langer dat bouwen in hout zorgt voor een lagere CO2-uitstoot vergeleken met traditionele, niet circulaire steenachtige bouw”, zegt Jolien de Jongh, ESG-manager bij Achmea Real Estate. “Maar hoe groot de verschillen precies zijn, daar hadden we minder inzicht in. Dit onderzoek helpt ons om de klimaatvoordelen van biobased materialen beter te kwantificeren.”

Jolien de Jongh, ESG-manager bij Achmea Real Estate: “Dit onderzoek helpt ons om de klimaatvoordelen van biobased bouwen beter te kwantificeren.”

 

“Dit is belangrijk omdat investeringsbeslissingen belangrijke beslissingen zijn, die we goed onderbouwd willen nemen. We willen het goede doen, maar tegelijkertijd ook de dingen goed doen. Met andere woorden, op welke materialen moeten we inzetten om het milieu zo min mogelijk te belasten en rendabel te blijven investeren voor onze klanten? Dit onderzoek geeft ons meer handvatten.”

Beeld rechtsboven: houtbouwconstructie met lagere embodied carbon via Achmea Real Estate

[1] https://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/klimaatverandering/voortgang-klimaatdoelen
[2] https://www.rijksoverheid.nl/onderwerpen/circulaire-economie/nederland-circulair-in-2050
[3] https://gprsoftware.nl/gpr-gebouw/
[4] https://www.duurzaamgebouwd.nl/artikel/20230109-nieuwe-eisen-impuls-voor-co2-reductie-en-biobased-bouwen