Byen – en levende celle

I 2007 skete et vendepunkt for hvor verdens befolkning bosætter sig. Antallet af mennesker der bor i byer oversteg det år antallet af mennesker der bor i landdistrikter, og det er en udvikling der ser ud til at fortsætte. Det betyder, ifølge FN, at 75 procent af verdens råmaterialer: sten, metal, grus og sand bliver brugt i byer, og 80 procent af CO2 udledningen kommer fra byen.

Mange ressourcer sendes altså ind i byerne, og udskilles igen i form af affald og emissioner. Derfor bliver det relevant at se nærmere på, hvordan råmaterialerne bliver brugt, og om der er måder hvor affaldsprodukter kan genbruges, og indgå som ressource i stedet for at forlade byen.

I forskningsverdenen bruger man analogien om biologisk metabolisme. Det er den stofomsætning der sker i en celle. Metabolisme beskriver processen, hvor næringsstoffer trænger ind i cellen, hvorefter der sker en række reaktioner i cellen, der danner energi, producerer proteiner og udskiller affaldsstoffer.

På samme måde er urban metabolisme en måde at beskrive og analysere strømmen af materialer og energi der indgår i en by, og den måde de forlader byen igen i form af affald, CO2 og andre drivhusgasser.

Fremtidens råstoffer skal hentes i byerne

Især Kina har oplevet en vanvittig hurtig urbanisering, og netop derfor er urban metabolisme omdrejningspunktet for kinesiske Ruichang Mao ph.d. projekt. Han er taget vejen fra Shanghai til Odense, hvor han arbejder på sin ph.d. på Syddansk Universitets Livscykluscenter på Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi. Han har tidligere især haft fokus på behovet for og bestanden af metaller (som kobber, jern og aluminium) i byerne – det som kaldes metal stock (forkortet MS), men i sin ph.d. vil han også se nærmere på andre af de ressourcer der bliver brugt i storbyer, for eksempel cement.

”Strømmen af energi, der har bevæget sig ind i byerne og de drivhusgasser, der kommer ud, er blevet diskuteret ofte. De materialer der er lagret som bygninger, infrastruktur og forbrugsgoder har været studeret mindre, men de er afgørende,” fortæller Ruichang Mao.

Afgørende fordi cement, grus og metal er ressourcer, som i nogle tilfælde kan blive sparsomme i fremtiden, og hvis frembringelse kan være stærkt forurenende, når de skal hentes op af undergrunden og bearbejdes.

Det har fået nogle forskere til at omtale byernes bestand af materialer som reservoirer for fremtidens råstoffer, og ligesom en mine indeholder malm, kobber og diverse andre materialer, indeholder byerne værdifulde ressourcer som kan genbruges. Man taler om urban minedrift.

For at kunne identificere potentialet og møde fremtidens efterspørgsel, er man også nødt til at se nærmere på den historiske baggrund for mængden og distribution af metaller i de enkelte byer, ligesom det er afgørende at have indblik i økonomien og forbrugsmønstrene i de enkelte byer og bydele, hvis man skal planlægge den mest effektive genanvendelse.

”I mit ph.d. projekt vil jeg spore bestanden af materialer tilbage til 1950 og forsøge at estimere bestanden til 2100,” siger Ruichang Mao, der vil bruge kinesiske megabyer som eksempler.

Genanvendelse kan planlægges bedre

Historisk har de materialer vi bruger til en lang række produkter forandret sig løbende, og det kan både betyde, at man formindsker eller forøger brugen af bestemte materialer. For at give et simpelt eksempel på, hvordan materialer dematerialiseres gennem tiden, kan man tænke på en øldåse. I 1950 var den af fortinnet stål og vejede typisk over 70 gram. I dag gør både materialevalg og design, at en øldåse, der nu består af aluminium, vejer ca. 13 gram. På samme måde, består bygninger fra 1950’erne af andre materialer end dem der blev bygget efter årtusindskiftet, og det har betydning i planlægningen af affaldshåndtering og genanvendelse. For eksempel bygger man i dag rutinemæssigt i armeret beton, og det har ført til en dramatisk stigning af brugen af jern/stål i byerne.

Byernes konstruktioner nedrives også jævnligt for at give plads til nye forbedrede bygninger og infrastruktur. Det er også vigtigt at holde for øje, hvis man skal sikre genbrug af ressourcerne.

”Vi ved, at bygninger og transportsystemer bliver revet ned igen efter et antal år. Når vi ved, hvilke materialer, der vil være tilgængelige i forskellige dele af byen, kan vi bedre planlægge ressourcehåndteringen,” forklarer Ruichang Mao.

Enhver by er forskellig i infrastruktur og bygningsmasse. For eksempel viser et studie fra 2018, at Beijing har en total materialebestand på 3,6 mia. ton, primært i form af bygninger. Det er 140 ton per capita. Hvis man sammenligner med Odense, hvor Ruichang Mao studerer, er materialebestanden på 35 mia. ton, eller 176 ton per capita.

Sådan foregår analysen

Når der skal laves en samlet vurdering af hvilke og hvor mange ressourcer der er lagret i byerne, kræves et stort statistisk arbejde. Generelt er der ingen centrale registre for materialeforbrug, så forskere er afhængige af lagerregnskaber fra virksomheder og af officielle statistiske årbøger, der kan give dem data til at anslå beholdningen af mange forskellige produkter og kategorier som fx køleskabe, biler, togskinner, bygningsmasse og kloaksystemer.

Forskerne kan supplere med digitale kort, indhentet med et Geografisk InformationsSystem (GIS), der kan give et overblik over hvilke bebyggelser og materialer der er til stede i et område. Det er vigtigt at slå fast, at forskerne må acceptere en vis unøjagtighed, men det er alligevel muligt at få et ganske godt estimat af ressourcelagringen, der kan bruges strategisk til ressourcehåndteringen.

For at estimere fremtidens behov, indsætter man data i socioøkonomiske modeller, som kan vise scenarier for materialeforbrug alt efter størrelse på population og hvordan velstand og teknologi udvikler sig.

Bydesign og arkitektur afgørende for håndtering af ressourcer

Urban metabolisme er en uvurderlig metode i Kina, hvor man har udviklet helt nye byer på baggrund af viden om materialestrømme og menneskers adfærd. Samtidig har Kina også nogle af verdens ældste byer, der stadig knopskyder og udvikler sig løbende, og som på mange måder er forældede i deres infrastruktur.

Begge dele udgør et interessant studie og inspirationskilde for også Europa og resten af verden, fordi man kan sammenligne materialestrømmene i byer i forskellige stadier, og finde inspiration til, hvordan man udvikler ressourcehåndteringen i både nye og gamle byer. Hvis man sammenligner kæmpebyen Beijing med miniput-byen Odense, viser der sig også en lidt overraskende forskel.

”I Beijing er det totale materialelager på 3.600 millioner ton i 2018, hvoraf bygninger udgør den største materialemasse, hovedsageligt bestående af grus, cement, mursten og sand. Sammenlignet med Odense, der i 2016 havde et materialelager på 35 millioner ton var Beijings materialelager 100 gange større. Men det var mindre per capita,” fortæller Ruichang Mao.

Selvom der i Beijing er 1,5 millioner ton/km2 i modsætning til 116 ton/km2 i Odense, har Beijing kun 140 ton/indbygger, mens Odense har 176 ton/indbygger, og det skyldes, at man har helt forskellige urbane arkitektur og bydesign. Befolkningstætheden er meget højere i Beijing, og derfor bygger man højt og tungt for at begrænse overfladen. I Odense rager bygningerne højst 45 meter op i luften, hvilket er bagateller sammenlignet med Beijings skyskrabere der gerne er langt over 100 meter høje. Det har den konsekvens, at materialeforbruget per indbygger altså større i Odense end i Beijing.

”En større bestand af materialer betyder ikke nødvendigvis noget dårligt. Det betyder til gengæld, at vi skal yde bedre service, så der kommer balance,” siger Ruichang Mao.

Det kan for eksempel være ved at planlægge bedre infrastruktur i de områder, hvor man kan se, at der lagres mange ressourcer, så emissioner og affald i de områder mindskes. Om det er i Beijing, Odense eller i andre af verdens byer betyder bare, at der er forskellige løsninger forskellige steder. Mere viden om forskellige bydesign og lagerbeholdning af ressourcer betyder, at man med fordel kan finde inspiration til nye løsninger i de byer, der minder om hinanden.

Dette er den sidste af en serie på fire artikler om ph.d.-studerende fra udviklingslande, der opholder sig i Danmark som del i deres studier. Se de øvrige artikler i faktaboksen øverst i artiklen.