Kapacitní schopnost nahrazení části primárních nerostných surovin recyklovanými stavebními a demoličními odpady (SDO)

1. Úvod

Recyklované stavební a demoliční odpady se používají ve stavebnictví ve formě inertních minerálních granulátů řadu desítek let. Zpočátku to bylo spíše živelné využívání, které nemělo a ani nepotřebovalo větší oporu v platné legislativě. Jednalo se spíše o různé zásypy, terénní úpravy apod. V současnosti se recyklace stavebních a demoličních odpadů vymezuje jako velmi sofistikovaná činnost vedoucí k výrobě inertních minerálních granulátů s řadou specifických pozitivních vlastností, které mohou v některých parametrech předčít i primární suroviny.

Ve stavebnictví se prosazuje stále více cirkulární ekonomika, jejímž cílem je minimalizovat množství těžených primárních nerostných surovin, které do procesu stavebnictví vstupují. Je to zcela přirozené, neboť stavebnictví je velmi náročné na zdroje – uvádí se, že stavební průmysl využívá asi 50 % všech nerostných zdrojů v dané oblasti. Zvýšení využívání podílu recyklovaných inertních stavebních minerálních odpadů by tak přispělo jak k vyšší ochraně přírodních zdrojů, tak také ke snížení uhlíkové stopy při výstavbě.

Přečtěte si také Recyklované stavební a demoliční odpady jako jeden z pilířů cirkulární ekonomiky ve stavebnictví Přečíst článek

V ČR dosahovala v letech 2018 až 2020 dle údajů České geologické služby celková roční produkce štěrkopísků a stavebního kamene (z výhradních i nevýhradních ložisek) celkem 62 až 63 milionů tun. Produkce stavebních a demoličních odpadů byla v uvedeném období z rozmezí 20 až 22 mil. tun, z čehož cca 7 % tvořila zemina, kamení a vytěžená hlušina.

V letech 2017 až 2020 dosahovala roční produkce betonového odpadu hodnoty ca 1,8 až 2,1 mil. tun, cihelného dopadu 0,7 až 0,9 mil. tun/rok a jejich směsi cca 2 až 2,2 mil. tun (jedná se o odpady bez nebezpečných vlastností). V souhrnu se tak jednalo o cca 4,5 až 5 mil. tun/rok (zdroj – databáze „Informační systém odpadového hospodářství“).

Z tohoto množství bylo recyklováno 3,3 až 3,6 milionů tun ročně, takřka celý zbytek byl využíván na rekultivace (zejména těžebních prostor s končící těžbou) a terénní úpravy a dále ve skládkovém průmyslu na rekultivace a technologické zabezpečení skládek. Skládkováno bylo minimální množství – ročně méně než 70 tisíc tun.

Recyklované betony a cihly jsou v současnosti nejčastěji užívány na různé zásypy a podsypy a na zpevnění dočasných komunikací na stavbách. Jejich využití v betonu jako náhrady přírodního kameniva a štěrkopísků je minimální. Zejména velký potenciál má jako plnivo do betonu cihelný recyklát.

V ČR se ročně vyrábí cca 10 až 11 milionů m³ betonu, což odpovídá spotřebě přírodních kameniv cca 16 až 18 milionů tun ročně. Z produkce betonových a cihelných odpadů je zřejmé, že na výrobu betonů by mohlo být využito 30 % až 50 % – tedy hmotnostně 1,5 až 2,5 milionu tun/rok, což by snížilo požadavky na plnivo z přírodních nerostných surovin cca o 10–13 %.

2. Současný stav produkce a nakládání se SDO

Současný stav nakládání se SDO je v tomto příspěvku zaměřen výhradně na inertní minerální odpady bez škodlivých vlastností. Tento materiálový proud tvoří více než 98 % celkového vyprodukovaného množství SDO a je signifikantní z hlediska možné náhrady primárních minerálních materiálů ve stavebnictví.

2.1 Produkce a nakládání se SDO celkem

Produkce a způsoby nakládání se SDO jako celkem je za posledních dostupných deset let přehledně znázorněno v grafu na Obr. 1.

Obr. 1 Celková produkce a nakládání se SDO v letech 2011 až 2020

Z grafu je zřejmý postupný nárůst produkce inertních minerálních stavebních odpadů zejména od roku 2014 až do roku 2020. Žluté části sloupců, označené jako „jiný způsob nakládání“, znázorňují rozdíly mezi množstvím SDO evidovaného na vstupech a sumou množství, se kterým bylo nakládáno konkrétně dle níže uvedených způsobů. Jedná se tak zpravidla o množství, která zůstávala meziročně na mezideponiích recyklačních závodů.

2.2 Produkce a nakládání se SDO skupiny 1701 – Beton, cihly, tašky a keramika

Produkce a způsoby nakládání s touto skupinou SDO je přehledně znázorněno v grafu na Obr. 2.

Obr. 2 Produkce a nakládání se SDO skupiny 1701

Z grafu je zřejmé, že dominantním způsobem nakládání s touto skupinou odpadů je zejména v období 2015 až 2020 recyklace. V uvedeném období bylo z těchto SDO recyklováno ročně 2,8 až 3,6 milionu tun, což představuje míru recyklace 65 % až 76 %. Využívání této skupiny inertních minerálních odpadů k rekultivacím a technologickému zabezpečení skládek je po celé sledované období takřka stabilní v relativně úzkém intervalu 1,1 až 1,5 milionu tun ročně.

Z hlediska produkce recyklovaných stavebních materiálů je zejména důležitá skupina 170101 – betony. Ty lze zpravidla zpracovat v recyklačních zařízeních na velmi kvalitní recyklát (betonové kamenivo). Nezbytným předpokladem pro recyklaci je prokázání absence případných škodlivin dle platné legislativy a s ohledem na zamýšlený způsob použití. Granulometrické vlastnosti recyklátu lze modifikovat dle případných požadavků většího odběratele. Nejčastěji se produkují tyto frakce: 0/16, 0/32, 16/32 a 32/63. Míra recyklace je v této skupině v posledních letech cca 90 %.

Obr. 3 Produkce a nakládání se SDO skupiny 170101 – betony

Na Obr. 3 je podrobněji dokumentována evidovaná produkce a způsoby nakládání s odpadními betony. Evidovaná produkce se ve sledovaném období pohybovala mezi cca mezi jedním a dvěma miliony tun ročně, přičemž patrný výraznější nárůst je zřetelný od roku 2015, od kdy produkce dosahuje bez větších výkyvů hodnoty cca 2 miliony tun ročně.

Je zcela zřejmé, že dominantní většina tohoto materiálového proudu je recyklována. Relativně malá část (cca do 10 %) je v posledních letech využívána pro rekultivaci a na povrchu a zcela zanedbatelná množství jsou využívána jako technologické zabezpečení skládek či na jejich rekultivace. Je zřejmé, že recyklace betonů se v posledních letech pohybuje kolem 90 %.

U cihelného stavebního a demoličního odpadu je situace poněkud odlišná. I když je skupina odpadů nazvána cihly, jedná se zpravidla o cihelné zdivo, které obsahuje řadu jiných složek – zejména maltoviny a omítky. Jak je patrné z Obr. 4, je produkce této skupiny odpadů relativně nízká – od roku 2010 se pohybuje v hodnotách pouhých 800 tisíc tun ročně. Z tohoto množství je recyklováno v posledních dvou letech pouze o málo více než 5 %. Pokles produkce skupiny SDO 170102 je kompenzován nárůstem produkce skupiny 170106 „Směsi nebo oddělené frakce betonu, cihel, tašek a keramických výrobků“ viz Obr. 5.

Přesun produkce skupiny 170102 do skupiny 170106, svědčí mimo jiné o tom, že pro původce odpadů je s ohledem na druhové složení jednodušší neselektovat skupinu 170102, ale zařadit ji do směsí. Tyto směsi nacházejí také v recyklovaných podobách častého využití – ale spíše pro méně náročné účely – např. zásypy a obsypy některých liniových vedení, materiál pro stavbu staveništních komunikací a manipulačních ploch apod. S ohledem na jejich velmi značnou druhovou rozmanitost je nelze až na ojedinělé výjimky (spíše výzkumného charakteru) využívat na výrobu stavebních hmot a dílců.

Obr. 4 Produkce a nakládání se SDO skupiny 170102 – cihly

Směsi nebo oddělené frakce betonu, cihel, tašek a keramických výrobků neobsahující škodlivé látky skupiny 170107

Do této skupiny odpadů jsou zařazovány SDO, získané především při odstraňování nadzemních budov, kde jsou přítomny jak složky betonu, tak i cihelného zdiva a případně i střešních tašek a keramiky. Původce odpadů neusiluje o důkladnější selekci jednotlivých složek buď pro to, že v nejbližší blízkosti odstraňované stavby nemá prostorové možnosti oddělovat od sebe betony a cihly, nebo charakter budovy je takový, že by to pro něj bylo z ekonomického hlediska ztrátové. Poplatky za předání těchto materiálů k recyklaci jsou zpravidla výrazně vyšší, než je tomu u betonů.

Evidovaná produkce a způsoby nakládání se směsmi nebo oddělenými frakcemi betonu, cihel, tašek a keramických výrobků je podrobněji dokumentována na Obr. 5. Evidovaná produkce se ve sledovaném období pohybovala ve značném rozsahu mezi ca osmi sty tisíci a 2,3 miliony tun ročně, přičemž patrný výraznější nárůst je zřetelný od roku 2018, od kdy produkce dosahuje bez větších výkyvů hodnoty více než 2 miliony tun ročně. Původ tohoto skokového nárůstu se nepodařilo identifikovat – v daném období nedošlo k výraznému poklesu v jiné skupině stavebních a demoličních odpadů.

Obr. 5 Produkce a nakládání se SDO skupiny 170107

Je zřejmé, že míra recyklace je v této skupině odpadů v letech 2016 až 2020 vyšší než 50 %, zároveň je však také jednoznačně prokazatelný trend mírného nárůstu využívání tohoto druhu odpadů na rekultivace, úpravy terénu a technologické zabezpečení skládek. Zde by z hlediska cílů cirkulární ekonomiky ve stavebnictví měla být spíše využívána zemina a kamenivo skupiny 170504.

Na druhé straně je však skutečnost, že kvalita a materiálové složení SDO skupiny 170107 je velmi variabilní a procesem recyklace nelze zajistit využití recyklovaného materiálu pro náročnější aplikace ve stavebnictví. Využití tak zůstává pouze na obsypech a zásypech některých inženýrských sítí, případně jako materiál pro stavbu dočasných staveništních komunikací a manipulačních ploch.

2.3 Produkce a nakládání se SDO skupiny 170504 – zemina a kamení bez škodlivých vlastností

Tato skupina představuje zcela dominantní množství (více než 95 %) ze skupiny odpadů 1705 zemina, kamení, vytěžená jalová hornina a hlušina.

Produkce a způsoby nakládání s touto skupinou SDO je přehledně znázorněno v grafu na Obr. 6.

Z grafu je jednoznačně patrný postupný nárůst evidovaných SDO, který má určité nepravidelnosti. Mezi roky 2010 a 2020 se produkce těchto odpadů takřka ztrojnásobila.

Obr. 6 Produkce a nakládání se SDO skupiny 170504

Výkopový materiál tvoří převážně minerální složky – štěrk, písek, hlína, kameny atd. Podle typu zeminy a hloubky výkopu obsahuje značně rozdílné množství humózní organické složky.

Vzhledem k velkému produkovanému množství se většina nekontaminovaného vytěženého materiálu využívá formou zasypávání na rekultivace dobývacích prostor s končící či ukončenou těžbou, v podstatně menší míře i na rekultivaci skládek. Ve zpracované podobě s vhodným granulometrickým složením jej lze využít např. i pro různé zásypy a obsypy inženýrských sítí.

Vytvoření přesné hmotnostní bilance pro výkopové materiály je velmi problematické, protože značné podíly hmotnostního toku neprocházejí přes statistická sledování dat (ze zákona to žádná povinnost nevyžaduje). Týká se to zejména nekontaminovaného vytěženého materiálu, který je znovu použit přímo v místě původu.

Z grafu na Obr. 6. je také zřejmá postupná změna způsobu nakládání s touto skupinou odpadů. V letech 2007 až 2011 jednoznačně dominovalo využití na rekultivace a terénní úpravy. V posledních letech se způsob využívání postupně přesunul směrem k recyklacím R5, které v roce 2020 dosáhly čtyřiceti procentního podílu v této skupině. Využití recyklátu je nejčastější při stavbě různých násypů a také např. dle návrhové ČSN 73 6133 „Návrh a provádění zemního tělesa pozemních komunikací“.

3. Míra využívání recyklovaných stavebních a demoličních odpadů ve stavebnictví

Význam recyklace stavebních a demoličních matriálů ve stavebnictví je nejlépe patrný z poměru recyklovaného kameniva k celkovému množství produkovaného kameniva a štěrkopísků (nerostných surovin + recyklátů).

Z grafu na obr. 7 je zřejmé, že v letech 2007 až 2011 byl podíl recyklátů na trhu s inertními minerálními materiály ve stavebnictví cca 4 %, od roku 2012 do roku 2020 došlo k jeho výraznému nárůstu až na cca 15,5 % – což znamená takřka čtyřnásobek.

Obr. 7 Produkce minerálních granulátů v ČR

Obr. 8 Podíl recyklovaných SDO na produkc minerálních granulátů v ČR

Je jednoznačně prokazatelné, že použití přírodního kameniva v řadě aplikací ve stavebnictví je stále nezastupitelné, takže nelze očekávat, že podíl recyklovaných materiálů bude narůstat trvale a takřka neomezeně. Za velmi pozitivní by v této oblasti bylo možno označit situaci, pokud by se podíl recyklátů na trhu s inertními minerálními materiály ve stavebnictví dostal až k hodnotě cca 25 až 30 %.

4. Závěr

Z výše uvedených faktů je zřejmé, že v ČR v posledním desetiletí dochází k intenzivnímu rozvoji recyklace stavebních a demoličních odpadů. Rozvíjí se jak recyklace betonu, cihel a jejich směsí, které mohou sloužit jako kvalitní plnivo do betonů – bohužel však s omezeními, které vyplývají ze současné legislativy pro výrobu betonu.

Také se intenzivně rozvíjí recyklace zemin a kameniva. Produkty nacházejí uplatnění zejména při liniových stavbách. Díky připravované novelizaci vyhlášky 273/2021, která by měla vstoupit v platnost nejpozději počátkem roku 2023 dojde ke zjednodušení přechodu z odpadu na neodpad, pokud bude tento recyklovaný materiál určen k využití pro zemní těleso pozemních komunikací prováděné v souladu s technickou normou ČSN 73 6133:2010 Návrh a provádění zemního tělesa pozemních komunikací.

Poděkování

Článek vznikl za podpory Technologické agentury České republiky v rámci programu Prostředí pro život TAČR SS02030008 Centrum environmentálního výzkumu: Odpadové a oběhové hospodářství a environmentální bezpečnost.

Literatura

1. ČESKO. Zákon 541/2020 Sb. ze dne 1. prosince 2020 o odpadech. In: Sbírka zákonů České republiky. 2020, částka 222, s. 1–112. ISSN 1211-1244. Dostupný také z: https://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/
2. ČESKO. Vyhláška 273/2021 Sb. ze dne 23. července 2021 o podrobnostech nakládání s odpady. In: Sbírka zákon? České republiky. 2021, částka 119, s. 1–208. ISSN 1211-1244. Dostupný také z: https://aplikace.mvcr.cz/sbirka-zakonu/
3. ŠKOPÁN, Miroslav, Jaroslav KAŠPÁREK a Lukáš ZEIZINGER. Podmínky substituce minerálních nerostných surovin ve stavebnictví surovinami druhotnými. In: 47. Medzinárodná vedecká konferencia katieder dopravných, manipulačních, stavebných a polnohospodárskych strojov. Technická Univerzita v Košiciach. 2021. s. 133–138. ISBN 978-80-553-3932-0
4. ŠKOPÁN Miroslav. Jak se nová legislativa odrazila na recyklaci stavebních a demoličních odpadů v praxi. In Odpady 5/2021. s. 18–20. ISSN 1210-4922
5. Nařízení EP a Rady 305 / 2011, kterým se stanoví harmonizované podmínky pro uvádění stavebních výrobků na trh
6. Katalog výrobků a materiálů s obsahem druhotných surovin pro použití ve stavebnictví | Česká agentura pro standardizaci. Česká agentura pro standardizaci [online]. Dostupné z: https://www.agentura-cas.cz/sites/default/files/public/download/katalog%20druhotn%C3%A9%20suroviny.pdf