Spatiotemporal characteristics and mechanisms of embodied carbon emissions in the construction industry: Evidence from China's municipalities directly under the central government

Steden zijn meer dan alleen verzamelingen van gebouwen; het zijn enorme, levende motoren van consumptie die grondstoffen uit de diepte van de aarde en uit verre fabrieken naar zich toe trekken. Wanneer een stad groeit, stoot zij niet alleen rook uit via haar eigen schoorstenen. Zij zet een kettingreactie van productie elders in gang: het staal voor haar bruggen, het beton voor haar funderingen en de elektriciteit om haar lichten te voeden, vereisen allemaal energie die koolstofdioxide vrijlaat. Deze verborgen koolstof, ingebed in de materialen en de energie die gebruikt worden voor het bouwen en onderhouden van een stad, staat bekend als belichaamde koolstof (embodied carbon). Hoewel we ons vaak richten op de rook die uit een fabriek stijgt of de uitlaatgassen van een auto, is de CO2-voetafdruk van de bouwsector veel complexer. Het is een web van verbindingen waarbij een besluit om een nieuwe wolkenkrabber op één plek te bouwen, kan leiden tot een stijging van de emissies in een totaal andere provincie, honderden kilometers verderop. Het begrijpen van dit onzichtbare web is cruciaal terwijl naties streven naar klimaatdoelstellingen, want je kunt een probleem niet oplossen dat je niet kunt zien, en je kunt emissies niet verminderen als je niet weet waar ze werkelijk vandaan komen.

Een team onderzoekers uit Beijing en Guangzhou heeft de lagen van deze complexiteit blootgelegd door nauwkeurig naar de vier grote gemeenten van China te kijken: Beijing, Tianjin, Shanghai en Chongqing. Deze vier steden zijn economische machtscentra die fungeren als centrale knooppunten die de ontwikkeling in het hele land aanjagen. De onderzoekers wilden niet alleen begrijpen hoeveel koolstof deze steden produceerden, maar ook hoe hun vraag naar bouwmaterialen de koolstofemissies uit andere delen van China naar zich toe trok. Zij bouwden een gedetailleerde kaart van economische verbindingen, waarbij zij volgden hoe het geld dat aan de bouw in deze steden werd uitgegeven, naar industrieën in andere provincies stroomde, waardoor de met die productie geassocieerde koolstofemissies effectief uit de stad naar de omliggende regio's werden getrokken. Door gegevens uit 2010, 2015 en 2019 te analyseren, volgden zij hoe deze stromen gedurende een decennium van snelle verstedelijking veranderden.

De studie onthulde een opvallend patroon in hoe deze steden middelen consumeren. De primaire drijfveer van de koolstofemissies in al deze vier steden was niet het dagelijkse huishoudelijk gebruik, maar de massale investeringen in vaste activa — in essentie de constructie van nieuwe infrastructuur, wegen en gebouwen. Dit type bestedingen was verantwoordelijk voor meer dan de helft van de koolstofvoetafdruk in elke stad. Wanneer de onderzoekers keken naar welke industrieën het meest werden beïnvloed door deze bestedingen, ontdekten zij dat de bouwsector zelf de hoofdschuldige was, maar dat deze zwaar afhankelijk was van enkele cruciale upstream-industrieën. De vraag naar bouwmaterialen in deze vier steden was direct verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de koolstofemissies die werden gegenereerd door de productie van elektriciteit en warm water, het smelten van metalen en de productie van niet-metallische mineralen zoals cement en glas. Sterker nog, de bouwsector fungeerde als een krachtige magneet die emissies uit deze zware industrieën in naburige provincies aantrok om aan de behoeften van de stad te voldoen.

Gedurende de tienjarige periode veranderde het verhaal over waar deze emissies plaatsvonden drastisch. In de vroege jaren, van 2010 tot 2015, trok de bouwboom in deze vier steden voornamelijk emissies aan uit hun directe buren. Voor Beijing en Tianjin betekende dit dat naburige provincies zoals Hebei en Binnen-Mongolië een piek in emissies zagen terwijl zij de benodigde materialen leverden. Echter, naarmate de tijd verstreek, veranderde het patroon. Tegen 2 de 2019 begon de koolstofvoetafdruk van deze steden zich veel verder uit te strekken. De vraag naar bouwmaterialen begon emissies aan te trekken uit de centrale en zuidelijke kustregio's, zoals Guangdong, Henan en Shandong. Dit suggereert dat, naarmate de lokale toeleveringsketens in de directe omgeving uitgeput of geherstructureerd raakten, de steden verder reikten en daarmee hun koolstoflast effectief naar meer verre delen van het land exporteerden. Terwijl de steden zelf erin slaagden de hoeveelheid koolstof die binnen hun eigen grenzen werd gegenereerd te verminderen, bleef de totale hoeveelheid koolstof die zij elders lieten produceren, stijgen.

De onderzoekers analyseerden ook de redenen achter deze veranderingen om te begrijpen wat de cijfers omhoog of omlaag dreef. Zij ontdekten dat verbeteringen in technologie en efficiëntie een belangrijke rol speelden bij het verminderen van de emissies tijdens de eerste helft van het decennium. De steden werden beter in het gebruiken van energie, en de structuur van hun industrieën verschoof op manieren die de koolstofintensiteit van de productie verlaagden. Deze vooruitgang was echter niet constant. In de latere jaren, van 2015 tot 2019, begonnen de winsten in efficiëntie te stagneren, en in sommige gevallen nam de koolstofintensiteit zelfs toe. De enorme schaal van bevolkingsgroei en de stijgende vraag naar huisvesting en infrastructuur bleven de emissies omhoog duwen, waardoor de winst behaald door betere technologie werd overstemd. De studie suggereert dat hoewel de steden stappen hebben gezet om efficiënter te worden, de fundamentele drang om meer en groter te bouwen de totale koolstofvoetafdruk hoog heeft gehouden.

De implicaties van deze bevindingen zijn duidelijk voor iedereen die probeert klimaatverandering te beheersen in een snel ontwikkelende wereld. De studie laat zien dat het simpelweg kijken naar emissies binnen de grenzen van een stad een vals gevoel van veiligheid geeft. Als een stad haar lokale emissies vermindert door haar bouwprojecten naar andere provincies te verplaatsen, lost zij het probleem niet echt op; zij verplaatst het slechts. De onderzoekers betogen dat om de koolstofvoetafdruk van de bouwsector werkelijk te verminderen, steden naar de gehele toeleveringsketen moeten kijken. Dit betekent niet alleen efficiënter bouwen, maar ook veranderen wat er gebouwd wordt en hoe dat wordt ingekocht. Zij stellen voor dat het verminderen van de afhankelijkheid van koolstofintensieve materialen zoals staal en cement, en het verschuiven naar schonere energiebronnen voor de industrieën die deze produceren, essentieel is. Zonder de diepe verbindingen tussen de bouwbehoeften van een stad en de industrieën die hen leveren aan te pakken, zal het doel om een koolstofneutrale toekomst te bereiken onbereikbaar blijven, ongeacht hoe schoon de stad zelf ook lijkt te zijn.