Применение подходов экономики замкнутого цикла в строительстве. Монография

Шанхайский подход отличается акцентом на организационной стороне. Муниципальное управление строительства разработало электронную систему учета строительных отходов, в которой каждый застройщик обязан зарегистрировать прогнозный объем отходов до начала работ и отчитаться об их фактическом движении после завершения. Данные системы интегрированы с городской системой видеонаблюдения, позволяющей контролировать маршруты перевозки [120]. Нарушители (нелегальный вывоз или захоронение) штрафуются и лишаются лицензии на строительную деятельность. По данным Шанхайского муниципального бюро экологии, за первые три года работы системы (2019—2022) объем нелегального захоронения строительных отходов в черте города сократился на 70%.

Китайские исследования вторичных строительных материалов сосредоточены преимущественно на бетоне из переработанного заполнителя (Recycled Aggregate Concrete, RAC). Ксяо, Ли и Лань в серии публикаций 2012—2020 годов исследовали прочностные и деформационные характеристики RAC и установили, что при замещении до 30% природного крупного заполнителя вторичным прочность бетона снижается на 10—15%, а модуль упругости – на 15—20% [121]. Для компенсации этого снижения авторы предложили добавление минеральных добавок (зола-уноса, молотый гранулированный шлак) и оптимизацию водоцементного отношения. Результаты нашли отражение в китайском стандарте JGJ/T 240—2011 «Технические нормы применения бетона на вторичных заполнителях», допускающем использование RAC для конструкций с расчетной прочностью до C40 [122].

Японский опыт, ключевые параметры которого охарактеризованы в подглаве 1.1, заслуживает более детального рассмотрения с точки зрения организационных механизмов. Закон о переработке строительных материалов (Construction Material Recycling Act, 2002) установил обязательную раздельную разборку зданий площадью свыше 80 кв. м и разделение строительных отходов на четыре потока: бетон, асфальт, древесина и прочие материалы [123]. Подрядчик обязан получить разрешение на снос с указанием способа разборки и схемы обращения с каждой фракцией. За нарушение требований о раздельной разборке предусмотрен штраф до 500 000 иен (примерно 3500 долл. США) и приостановление строительной лицензии.

Практика «тайкай» (раздельного сноса) в Японии доведена до высокого уровня организации. Типичная последовательность работ включает: удаление отделочных материалов (обои, напольные покрытия, потолочные плиты) вручную; демонтаж инженерного оборудования (трубопроводы, кабели, приборы); разборка оконных и дверных блоков; демонтаж кровельного покрытия; поэтапная разборка несущих конструкций сверху вниз с применением малогабаритной техники. Весь процесс занимает в два-три раза больше времени, чем сплошной снос, хотя качество извлекаемых материалов значительно выше [124]. Бетонный лом, полученный при тайкай, содержит минимальное количество посторонних включений и пригоден для производства высококачественного вторичного щебня.

Японская ассоциация переработки строительных материалов (JCRA) ведет мониторинг движения строительных отходов и публикует ежегодные отчеты с детализацией по фракциям и регионам. Согласно отчету за 2022 год, общий объем строительных отходов и отходов сноса в Японии составил 73,6 млн тонн, из которых 97,2% было направлено на переработку [125]. Наибольшие трудности создает древесная фракция: несмотря на формально высокий уровень переработки (95%), значительная часть древесных отходов направляется на энергетическую утилизацию (сжигание), а не на повторное материальное использование. Это соответствует нижней ступени R-иерархии и с позиции циркулярной экономики является менее предпочтительным, нежели повторное использование древесины в качестве конструктивного или отделочного материала.

Республика Корея приняла Закон о переработке строительных отходов (Construction Waste Recycling Promotion Act) в 2003 году, установив обязательные нормативы использования вторичных заполнителей в государственных строительных проектах: не менее 40% крупного заполнителя в дорожном бетоне и не менее 25% в конструктивном бетоне должно составлять вторичное сырье [126]. К 2020 году уровень переработки строительных отходов в стране достиг 98%, причем значительная доля переработанного материала используется в дорожном строительстве. Корейский институт строительных технологий (KICT) провел масштабные исследования долговечности конструкций из RAC и опубликовал данные двадцатилетних натурных наблюдений, подтвердившие удовлетворительную работу вторичного бетона в условиях корейского климата [127].

Сингапурский опыт интересен тем, что город-государство с площадью всего 733 кв. км и полным отсутствием природных запасов строительного сырья вынужден максимально использовать вторичные ресурсы. Управление строительства Сингапура (BCA) в 2005 году ввело обязательную переработку бетонных и асфальтобетонных отходов, а с 2014 года установило минимальные нормативы содержания вторичных заполнителей в бетоне для государственных проектов [128]. Единственный действующий полигон твердых отходов (остров Семакау) может принимать не более 2000 тонн отходов в сутки, что создает мощный экономический стимул к переработке: стоимость захоронения тонны отходов в Сингапуре составляет около 150 сингапурских долларов (110 долл. США), что является одной из наиболее высоких ставок в мире. При таких условиях переработка строительных отходов экономически выгодна независимо от дополнительному регуляторному давлению.

Российский опыт циркулярного строительства находится на начальном этапе формирования. Системный анализ ситуации затруднен отсутствием полноценной статистики: ни Росстат, ни Росприроднадзор не ведут раздельного учета строительных отходов и отходов сноса в объеме и детализации, сопоставимых с европейскими или японскими данными. По экспертным оценкам Национального объединения строителей (НОСТРОЙ), ежегодный объем образования строительных отходов в России составляет 60—80 млн тонн, из которых перерабатывается не более 10—15% [129]. Основная масса строительных отходов размещается на полигонах (лицензированных и нелицензированных) или используется для рекультивации карьеров и засыпки оврагов, что по европейской классификации считается «засыпкой» (backfilling), а не переработкой.

Московский регион, генерирующий наибольшие в стране объемы строительных отходов, предпринял ряд регуляторных шагов. Постановление Правительства Москвы от 15.12.2020 No 2217-ПП установило требования к раздельному сбору строительных отходов на строительных площадках и их передаче на переработку лицензированным организациям. Программа реновации жилищного фонда, предусматривающая снос более 5000 пятиэтажных домов общей площадью около 16 млн кв. м, генерирует значительные объемы бетонного лома, кирпичного боя и металлолома [130]. По оценкам Департамента строительства Москвы, при полном освоении программы суммарный объем демонтажных отходов составит порядка 50—60 млн тонн. Часть этих отходов перерабатывается на дробильно-сортировочных комплексах, принадлежащих компаниям «ГК Стройресурс», «Мосэкострой» и ряду других операторов. Вторичный щебень используется преимущественно для устройства оснований дорог и площадок, а также для обратной засыпки котлованов.

Санкт-Петербург располагает тремя лицензированными предприятиями по переработке строительных отходов суммарной мощностью около 2 млн тонн в год: ООО «Спецтранс», АО «Завод МПБО-2» и ООО «Экоград». Однако загрузка этих мощностей, по данным Комитета по благоустройству Санкт-Петербурга, не превышает 40—50%, поскольку значительная часть строительных отходов по-прежнему вывозится на полигоны, где стоимость размещения составляет 500—1500 руб. за тонну – ниже, чем стоимость переработки [131]. Подобное соотношение цен является типичным для большинства российских регионов и является центральный экономический барьер для развития переработки.

Отдельные российские компании предпринимают попытки внедрения циркулярных подходов, опережая нормативные требования. Компания «ПИК» (крупнейший российский девелопер по объему ввода жилья) с 2021 года реализует программу «Ответственное строительство», включающую раздельный сбор отходов на строительных площадках и передачу основных фракций (бетон, арматура, древесина) на переработку [132]. По отчету компании за 2023 год, уровень переработки строительных отходов на объектах «ПИК» составил 62%, что значительно превышает средний показатель по отрасли. Компания «Группа ЛСР» в Санкт-Петербурге эксплуатирует собственный дробильно-сортировочный комплекс для переработки бетонного лома, образующегося на ее строительных площадках, и использует полученный вторичный щебень для устройства оснований при строительстве новых объектов [133]. Эти примеры пока единичны и не складываются в отраслевую тенденцию, но они демонстрируют техническую и экономическую осуществимость переработки в российских условиях.

Научно-исследовательские и проектные организации формируют отечественную методическую базу циркулярного строительства. НИИЖБ им. А. А. Гвоздева (подразделение НИЦ «Строительство») проводит исследования вторичных заполнителей для бетона и участвует в разработке нормативных документов, регламентирующих их применение [134]. ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко исследует вопросы демонтажа и повторного использования металлических конструкций. НИУ МГСУ (Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет) ведет образовательные программы в области ресурсосбережения в строительстве и выполняет прикладные исследования по заказу строительных компаний. При этом координация между исследовательскими организациями, регуляторами и отраслью остается слабой, а результаты исследований медленно транслируются в нормативную базу и строительную практику.

Сравнительный анализ рассмотренных методов работы позволяет выделить несколько закономерностей. Страны с наиболее высоким уровнем переработки строительных отходов (Япония – 97%, Нидерланды – 95%, Дания – 87%) сочетают три элемента: жесткие нормативные требования к раздельному сбору и переработке; высокие тарифы на захоронение, делающие переработку экономически выгодной; развитую инфраструктуру переработки и рынки вторичных материалов. Отсутствие хотя бы одного из этих элементов резко снижает результативность: в Китае, например, нормативные требования установлены, но инфраструктура и экономические условия не обеспечивают их выполнения в полной мере; в России отстают все три элемента одновременно.

Второй выявленной закономерностью является последовательность формирования циркулярных подходов. Ни одна из рассмотренных стран не достигла высокого уровня переработки одномоментно; во всех случаях процесс занял 15—25 лет. Дания ввела налог на захоронение в 1987 году, а устойчивый уровень переработки свыше 80% достигла лишь к середине 2000-х. Япония приняла Закон о переработке строительных материалов в 2002 году, а показатель 97% зафиксирован по итогам 2020 года. Этот временной лаг объясняется необходимостью создания перерабатывающей инфраструктуры, формирования рынков сбыта вторичных материалов, обучения кадров и изменения профессиональных привычек проектировщиков и подрядчиков. Для России это означает, что ожидать быстрых результатов от разовых нормативных решений нереалистично; необходима долгосрочная программа с поэтапными целевыми показателями.

Третья закономерность касается роли пилотных проектов. Во всех рассмотренных юрисдикциях знаковые объекты (Circl в Амстердаме, Resource Rows в Копенгагене, Circle House в Лисбьерге, Grand Parc в Бордо) сыграли демонстрационную роль, показав техническую осуществимость циркулярного подхода и привлекая внимание профессионального сообщества. В российской практике подобные демонстрационные объекты единичны и не получают достаточного информационного сопровождения. Целенаправленная поддержка пилотных циркулярных проектов (в том числе через механизмы государственного заказа и зеленого финансирования) представляется одним из наиболее результативных направлений государственной политики на начальном этапе.

Четвертая закономерность связана с информационной инфраструктурой. Платформы учета материалов (Madaster в Нидерландах), биржи вторичных материалов (Enviromate в Великобритании), системы отслеживания отходов (электронные системы Шэньчжэня и Шанхая) являются необходимым условием масштабирования циркулярных подходов. Без прозрачной и доступной информации о наличии, свойствах и местоположении вторичных материалов проектировщики и подрядчики лишены возможности включать их в свои проекты, даже при наличии готовности это делать. В Российской Федерации подобная информационная инфраструктура отсутствует, и ее создание представляет самостоятельную задачу, обсуждаемую во второй главе настоящей монографии.

Финансовые механизмы поддержки циркулярного строительства существенно различаются между странами. Фискальные инструменты (налоги на захоронение) преобладают в Северной Европе. Административные нормативы (обязательные доли вторичного сырья) характерны для Южной Кореи и Сингапура. Субсидирование и льготное кредитование применяются в Китае для предприятий по переработке строительных отходов. Добровольные системы сертификации (BREEAM, LEED, DGNB) создают рыночные преференции для циркулярных объектов через повышение их привлекательности для арендаторов и инвесторов. Для российских условий оптимальным представляется сочетание нескольких инструментов: повышение тарифов на захоронение строительных отходов (что создаст экономические предпосылки для переработки), введение обязательного предпроектного обследования перед сносом (что обеспечит информационную основу для селективной разборки) и развитие добровольной сертификации с учетом циркулярных критериев (что создаст рыночные условия для спроса на вторичные материалы).

Завершая обзор зарубежного и отечественного опыта, необходимо отметить, что ни одна из рассмотренных стран не достигла полностью циркулярной модели строительства. Даже лидеры (Нидерланды, Япония, Дания) перерабатывают преимущественно минеральную фракцию строительных отходов, тогда как композитные материалы, утеплители, герметики и ряд других компонентов по-прежнему направляются на захоронение. Проектирование с учетом разборки остается прерогативой экспериментальных объектов и не стало массовой практикой даже в передовых юрисдикциях. Повторное использование целых конструктивных элементов (наиболее предпочтительная стратегия по R-иерархии) составляет менее 1% по массе от общего объема строительных отходов и отходов сноса в любой из рассмотренных стран. Эти констатации не обесценивают достигнутого прогресса, но задают реалистичный горизонт ожиданий и направления дальнейшей работы, которым посвящена вторая глава монографии.

Австрийский опыт представляет интерес благодаря системе обязательного «ресурсного паспорта» зданий, введенной в 2020 году для объектов, финансируемых из бюджета федеральных земель. Паспорт фиксирует массу и состав всех конструктивных материалов, способы их соединения и прогнозируемый объем отходов при будущем демонтаже. Австрийский институт строительной биологии и экологии (IBO) разработал методику оценки «деконструируемости» зданий по пятибалльной шкале, учитывающую тип соединений, доступность узлов для разборки, однородность материалов и наличие документации [135]. По данным IBO, средний балл деконструируемости зданий, построенных в Австрии до 2015 года, составляет 2,1, тогда как для объектов, проектирование которых велось с учетом рекомендаций института, – 3,8.

Швейцарская ассоциация инженеров и архитекторов (SIA) в 2019 году опубликовала Стандарт SIA 2032 «Воплощенная энергия зданий», включающий рекомендации по учету затрат энергии не только на производство строительных материалов, но и на их будущую переработку или захоронение [136]. Этот стандарт является одним из немногих, рассматривающих полный жизненный цикл материала, включая фазу «конца жизни» здания. Его практическое значение состоит в том, что проектировщик получает числовое основание для предпочтения материалов с высоким потенциалом повторного использования. Применение стандарта SIA 2032 в кантоне Цюрих привело к увеличению доли разбираемых конструктивных решений в проектах государственных зданий с 12% в 2019 году до 34% в 2023 году.

Итальянская ситуация характеризуется резким контрастом между северными и южными регионами. На севере (Ломбардия, Венето, Эмилия-Романья) функционируют развитые сети предприятий по переработке строительных отходов, а уровень переработки превышает 80%. На юге (Кампания, Калабрия, Сицилия) перерабатывающая инфраструктура практически отсутствует, а основная масса строительных отходов направляется на нелицензированные полигоны или используется для нелегальной засыпки [137]. Итальянское агентство по охране окружающей среды (ISPRA) оценивает общий уровень переработки строительных отходов и отходов сноса в стране в 78%, однако этот средний показатель маскирует колоссальные региональные различия. Для Российской Федерации итальянский опыт поучителен именно в части региональной дифференциации: различия между Москвой и отдаленными регионами по инфраструктуре переработки строительных отходов, вероятно, не уступают различиям между Миланом и Неаполем.

Региональная дифференциация российского опыта требует подробного рассмотрения. Помимо Москвы и Санкт-Петербурга, определенную активность в области переработки строительных отходов проявляют Свердловская, Новосибирская и Самарская области. В Екатеринбурге компания «Уральский щебень» с 2017 года эксплуатирует мобильный дробильно-сортировочный комплекс мощностью 150 тыс. тонн в год, перерабатывающий бетонный лом со строительных площадок города [138]. В Новосибирске предприятие «СибЭкоСтрой» специализируется на переработке асфальтобетонного лома, образующегося при ремонте городских дорог: полученная асфальтобетонная крошка используется для устройства временных проездов и площадок. При этом масштаб этих предложений остается незначительным по сравнению с общим объемом образующихся отходов.

Особый случай представляют регионы Дальнего Востока. Низкая плотность населения, значительные расстояния перевозки и ограниченная номенклатура строительных проектов делают создание стационарных перерабатывающих мощностей экономически нецелесообразным. Вместе с тем строительство и реконструкция объектов в ходе государственных программ развития Дальнего Востока генерируют растущие объемы строительных отходов. Применение мобильных дробильно-сортировочных установок (финского или немецкого производства), перемещаемых от объекта к объекту, рассматривается как потенциальное решение для территорий с низкой концентрацией строительства [139]. Опыт использования подобных установок на объектах компании «Транснефть» в Восточной Сибири подтвердил их техническую работоспособность, хотя экономический эффект ограничивается экономией на транспортировке первичного щебня из удаленных карьеров.

Сопоставление барьеров, препятствующих внедрению циркулярных методов работы в различных странах, выявляет ряд универсальных затруднений. Все без исключения рассмотренные юрисдикции указывают на проблему нестабильного качества вторичных строительных материалов как на основное препятствие для их широкого применения. Вторичный щебень из бетонного лома характеризуется более высокой дисперсией свойств (прочность, влагопоглощение, плотность) по сравнению с природным щебнем, что затрудняет проектирование и требует усиленного входного контроля [140]. Решение этой проблемы видится в стандартизации процессов переработки и создании систем сертификации вторичных материалов, аналогичных тем, что уже функционируют для первичного сырья.

Другим универсальным барьером является правовая неопределенность момента, когда отход перестает быть отходом и становится вторичным сырьем (продуктом). Европейский регламент об отходах (Directive 2008/98/EC) устанавливает критерии «прекращения статуса отхода» (окончание статуса отхода criteria), впрочем для строительных отходов конкретные критерии разработаны лишь для нескольких фракций (металлолом, стекло), а для бетонного и кирпичного лома они отсутствуют или различаются между странами-членами ЕС [141]. В России этот вопрос решается на уровне отдельных технических условий (ТУ), разрабатываемых каждым перерабатывающим предприятием самостоятельно, что создает фрагментарную и непрозрачную нормативную среду.

Культурный барьер – предубеждение в отношении вторичных материалов – фиксируется исследователями во всех рассмотренных странах, хотя его выраженность различается. Опрос, проведенный Делфтским техническим университетом среди 340 нидерландских архитекторов и конструкторов в 2022 году, показал, что 68% респондентов готовы применять вторичные заполнители в ненесущих конструкциях, вместе с тем лишь 23% – в несущих [142]. Среди российских проектировщиков, по данным отраслевых опросов, готовность применять вторичные материалы выразили только 18% респондентов, причем основными мотивами отказа названы неуверенность в качестве (54%), отсутствие нормативной базы (31%) и давление заказчика (15%) [143].

Технологические инновации в области вторичных строительных материалов открывают дополнительные возможности. Технология «сухой карбонизации» бетонного лома, разработанная исследователями Университета Гента (Бельгия), позволяет насыщать вторичный заполнитель углекислым газом, что повышает его плотность и прочность, одновременно связывая CO2 [144]. По данным разработчиков, карбонизированный вторичный заполнитель демонстрирует свойства, сопоставимые с природным щебнем, при условии выдерживания в атмосфере повышенной концентрации CO2 в течение 24—48 часов. Коммерческая реализация технологии начата канадской компанией CarbonCure Technologies, которая поставляет оборудование для бетонных заводов, позволяющее вводить CO2 в бетонную смесь на стадии затворения [145].

Геополимерные вяжущие, получаемые активацией алюмосиликатного сырья (золы-уноса, молотого шлака, метакаолина) щелочными растворами, представляют альтернативу портландцементу с существенно меньшим углеродным следом. Давидовитс, предложивший термин «геополимер» в 1978 году, показал, что геополимерные бетоны могут достигать прочности, сопоставимой с традиционными, при сокращении выбросов CO2 на 60—80% [146]. Возможность использования вторичных заполнителей в геополимерных бетонах исследована группой Гурнея и Шарма (Университет Мельбурна) и подтверждена для конструкций с расчетной прочностью до 40 МПа [147]. Для российских условий геополимерные вяжущие особенно перспективны, учитывая наличие значительных запасов золошлаковых отходов ТЭС (по оценкам Минэнерго, около 1,5 млрд тонн накопленных золошлаков).

Международное сотрудничество в области циркулярного строительства реализуется через несколько каналов. Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) в ходе Глобального альянса по зданиям и строительству (GlobalABC) координирует обмен опытом между странами в области ресурсоэффективного строительства [148]. Европейский институт инноваций и технологий (EIT) через свое подразделение EIT Climate-KIC финансирует проекты, направленные на ускорение перехода к циркулярному строительству в странах-членах ЕС. Международный совет по исследованиям в строительстве (CIB) через рабочие комиссии W115 (Construction Materials Stewardship) и W119 (Customised Industrial Construction) поддерживает обмен результатами исследований между научными группами разных стран [149].

Россия участвует в международном сотрудничестве по линии двусторонних соглашений, хотя масштаб участия в последние годы сократился. Российско-германский проект «Переработка строительных отходов в городах Российской Федерации» (реализован при поддержке GIZ в 2016—2019 годах) включал передачу немецких технологий сортировки и переработки и обучение российских специалистов на предприятиях Германии [150]. По итогам проекта разработаны рекомендации по созданию региональных систем обращения со строительными отходами, однако их практическое внедрение ограничилось тремя пилотными регионами (Калининградская область, Республика Татарстан, Свердловская область). Российско-финское сотрудничество в области строительных технологий, хотя и сохраняется, фокусируется преимущественно на энергоэффективности, а не на циркулярности.

Потенциал сотрудничества со странами ЕАЭС и СНГ в области циркулярного строительства остается практически неиспользованным. Казахстан, Узбекистан и Беларусь переживают строительный бум и сталкиваются с растущими объемами строительных отходов, впрочем системы их переработки в этих странах практически не развиты. Совместная разработка нормативной базы, обмен технологическим опытом и координация подготовки кадров могли бы принести взаимную пользу. Евразийская экономическая комиссия (ЕЭК) включила ресурсосбережение в перечень приоритетных направлений промышленной кооперации, однако конкретные программы в области обращения со строительными отходами пока не сформированы.

Роль местного самоуправления в организации обращения со строительными отходами требует отдельного анализа. В большинстве европейских стран муниципалитеты наделены полномочиями по регулированию условий сноса зданий, выдаче разрешений на строительство и контролю за движением отходов. Амстердам, Копенгаген, Хельсинки используют механизм муниципального земельного контроля: при предоставлении земельного участка под застройку муниципалитет включает в условия договора требования к применению вторичных материалов и проектированию с учетом разборки [151]. В Российской Федерации подобная практика пока не получила распространения, хотя Градостроительный кодекс РФ предоставляет муниципалитетам достаточно широкие полномочия в области регулирования строительной деятельности.