Als hoofdingrediënt in beton is cement alleen al verantwoordelijk voor ongeveer acht procent van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen. Nu de verstedelijking sterk toeneemt en er jaarlijks ongeveer 30 miljard ton beton wordt gestort, is de druk om duurzame alternatieven te vinden enorm. Terwijl klimaatdiscussies vaak gaan over energie, transport en landbouw, blijft de bouwsector een slapende reus. Innovatief onderzoek in Duitsland begint daar echter verandering in te brengen.

In een onderzoeksinstituut in Dresden ontwikkelen wetenschappers een revolutionair bouwmateriaal op basis van cyanobacteriën, beter bekend als blauwalgen. Deze oeroude micro-organismen, die al meer dan twee miljard jaar bestaan, zijn in staat tot fotosynthese, waarbij ze CO₂ absorberen en zuurstof produceren. Door het natuurlijke proces na te bootsen waarbij cyanobacteriën kalksteenachtige korsten vormen die bekend staan als stromatolieten, zijn onderzoekers erin geslaagd een materiaal te maken dat niet alleen CO₂-uitstoot vermijdt, maar ook actief koolstof uit de atmosfeer vastlegt.

Deze biogene benadering herdenkt de bouw vanaf de grond. In plaats van kalksteen bij meer dan 1400 graden Celsius te verhitten om cement te produceren, een proces waarbij enorme hoeveelheden CO₂ vrijkomen, kunnen deze bacteriën bij kamertemperatuur werken in lichtdoorlatende mallen en zich binden met toegevoegde materialen zoals zand, hennepvezels of zelfs bouwafval. Terwijl de bacteriën fotosynthetiseren, zetten ze mineralisatie in gang, waarbij calciumcarbonaat wordt afgezet dat de structurele ruggengraat van het materiaal vormt.

Hoewel het resulterende product niet zo dicht of draagkrachtig is als traditioneel beton, is het potentieel voor niet-structurele elementen veelbelovend. Toepassingen zouden isolatiepanelen, gevelmaterialen of interieurstenen kunnen zijn voor gebieden waar gewicht en druksterkte minder kritisch zijn. Lopende tests onderzoeken verschillende substraatcombinaties, met als doel een balans te vinden tussen milieu-impact en duurzaamheid.

Maar ondanks de wetenschappelijke belofte blijft industriële opschaling onzeker. Het huidige onderzoek wordt grotendeels gefinancierd door academische subsidies, en de volgende fasen vereisen gedetailleerde levenscyclusanalyses en proefproductie en wachten nog steeds op voldoende financiële steun. Dit is waar de Europese financieringsstrategie een kritieke blinde vlek onthult.

Miljarden aan EU- en nationale subsidies vloeien jaarlijks naar bouw- en decarbonisatieprojecten. Een groot deel van deze financiering is echter in het voordeel van gevestigde technologieën of investeringsmodellen met een korte terugverdientijd. Innovaties met een hoog risico en een grote impact, zoals bacterieel beton, bevinden zich nog in de beginfase en hebben moeite om de steun te krijgen die nodig is om van het laboratorium naar de markt te gaan. In landen als Portugal, bijvoorbeeld, heeft de steun de neiging om de voorkeur te geven aan traditionele biogebaseerde materialen zoals hout, terwijl echt ontwrichtende biotechnologieën op een zijspoor blijven staan.

Bovendien is de energie die nodig is voor het kweken van cyanobacteriën, met name verlichting en temperatuurregeling, een terecht punt van zorg. Zonder een goede integratie in hernieuwbare energiesystemen zou de koolstofvoetafdruk van het kweken van micro-organismen een deel van de milieuwinst teniet kunnen doen. Onderzoekers zijn zich bewust van deze afwegingen en zijn actief op zoek naar manieren om de teelt en het energiegebruik te optimaliseren.

In deze context bevinden landen als Portugal zich in een unieke positie om het voortouw te nemen. Met overvloedig zonlicht, ruime toegang tot de kust en groeiende investeringen in zonne- en mariene energie heeft Portugal alle natuurlijke ingrediënten om dergelijke biotechnologische processen op duurzame wijze van energie te voorzien. In plaats van afhankelijk te zijn van fossiele brandstoffen of het importeren van energie, zou lokale productie met behulp van hernieuwbare energiebronnen materialen op basis van cyanobacteriën niet alleen levensvatbaar kunnen maken, maar ook een voorbeeldfunctie kunnen vervullen op het gebied van klimaatverantwoorde productie.

Wat nu nodig is, is een gecoördineerde inspanning om bouwsubsidies en onderzoekssteun te heroverwegen. Afgezien van het afvangen en voorkomen van koolstofemissies, kunnen materialen als deze het denken over afval en het transformeren van slooppuin of zelfs woestijnzand in nieuwe, regeneratieve bouwcomponenten herdefiniëren. Als dergelijke innovaties de kans krijgen om op grote schaal te worden toegepast, kunnen ze een cruciaal onderdeel worden van de klimaatpuzzel.

Het werk in Dresden bewijst dat duurzaam, grondstofzuinig bouwen geen verre droom is. Het krijgt al vorm, maar stilletjes, in petrischaaltjes en proefmallen, alleen wachtend op de kans om de toekomst te bouwen.

Author

Paulo Lopes is a multi-talent Portuguese citizen who made his Master of Economics in Switzerland and studied law at Lusófona in Lisbon - CEO of Casaiberia in Lisbon and Algarve.

Paulo Lopes