Vetikafassaadid teevad õhu puhtamaks ja kliima paremaks

Juba 2013. aastal demonstreeriti Hamburgi ehitusmessil vetikafassaadi. SolarLeaf tehnoloogiaga on fotosünteesil tekkiv biomass kasutusse võetav ning tekkinud hapnik parandab ümbruse mirkokliimat. Foto: Caro/Andreas Muhs/caro/Andreas Muhs

Hoonete fotosünteetiline välisvooderdus (ingl photosynthetic building cladding system) on üsna uus arhitektuuriline ja tehnoloogiline lahendus. Selles kasutatakse päikesevalgust, et muuta süsihappegaas hapnikuks ning filtreerida ka teisi saasteaineid. Mikrovetikate võime süsihappegaasi siduda on pea kümme korda suurem kui näiteks puudel. Kuna ka õhuke kiht mikrovetikaid on võimsam süsihappegaasi siduja kui mõni väiksemat sorti metsatukk, saab seda lahendust kasutada tihedalt asustatud linnakeskkonnas, kus suuremaks haljastuseks tihti ruumi napib. Protsessi tulemusena tekkival biomassil on hulgaliselt kasutusvõimalusi: toit, kütus, tooraine mitmesuguste materjalide tootmiseks. See on ideaalne näide ringmajandusest, kus leiab arukalt taaskasutust ka fossiilmajanduse tüütuim ülejääk – n-ö liigne süsihappegaas.

Vetikad – evolutsiooni alus

Vetikatel on suur roll ökosüsteemis ja nende hulka kuuluvad väga mitmesugused organismid, mille ühine nimetaja on klorofülli olemasolu rakkudes, millest omakorda tuleneb võime fotosünteesiks. Siin artiklis tuleb peamiselt juttu mikrovetikatest. Neid on ligikaudu 40 000 liiki. Kogu maailma fotosünteesivate organismide (sh taimede) biomassist moodustavad vetikad küll vaid 0,5 protsenti, aga sealjuures toodavad nad 75 protsenti hapnikust. Üks selliseid vetikaliike on fotosünteesivad tsüanobakterid ehk sinivetikad. Teame neid ju eeskätt seoses suviste veeõitsengutega. Kunagi Maal hapniku tekkele aluse pannud sinivetikad on tänapäeva maailmas oma toksiliste ainevahetustulemite pärast pigem kehva mainega elusorganismid. See eelhoiak võib aga siinse teksti läbilugemisel loodetavasti muutuda.

Kui vaadata hapniku päritolu Maal, siis näeme, et inimkonna jaoks on vetikad eluliselt möödapääsmatud kaaslased.

Aastakümneid on neid ka tehnoloogiliste lahenduste abil ühiskonna hüvanguks tööle pandud, näiteks reoveepuhastussüsteemides, milleta me praegu oma elu tõenäoliselt ette ei kujutaks.

1970. aastate kütusekriisis vaadati vetikatele kui võimalikule nafta, gaasi ja söe alternatiivile, millest valmistada mootorikütuseid. See soiku jäänud suund on kliimakriisi kontekstis uuesti tähelepanu alla võetud. Võimalik, et mitte enam niivõrd kütuste, kui mitmesuguste materjalide valmistamise toorainena. Kütuseturgudel näib valitsema hakkavat pigem vesinik.

PhotoSynthEtica vetikafassaadi testlahendus hoone tellingutel. Foto: Tuomas Uusheimo, EcoLogicStudio loal

Vetikad ja linn

Vetikaid leidub ka meie ümber linnakeskkonnas. Näiteks kasvavad need tihtilugu vanematel majaseintel kutsumata külalistena või kolivad elama ja muutuvad nähtavaks heledatel krohvipindadel. Vetikaid võib näha sobitumas kohtadesse, kus on piisavalt valgust ja niiskust.

Loodus pakub ise lahendusi, mille nutikam kasutuselevõtt on vaid tahte ja oskuste küsimus. Mõlemat näib õnneks jaguvat.

«Looduslike süsteemide iseorganiseerumise (bioloogilise intelligentsi) toomine linnadesse, hoonete muutmine elavateks masinateks, mis toodavad energiat, seovad CO2 ja puhastavad õhku – kõik see on kasutamata väärtus. Kõige selle saavutamiseks peame mõtlema elavale maailmale kui praeguse digitaalrevolutsiooni osale, nii et loodus saaks osaks uuest, bioloogiliselt targast infrastruktuurist,» ütleb üks vetikatehnoloogiat linnaruumi toova PhotoSynthEtica idee autoritest, arhitekt Marco Poletto.

Kuidas fassaad toimib?

Ettevõtte EcoLogicStudio disainerite loodud hoonete vetikaid sisaldav välisvooderduse süsteem pakub visuaalselt atraktiivset bioaktiivset ja digitaalselt toetatud disaini. See seob tõhusalt süsihappegaasi. Digitaalne hoone vetikaümbrise juhtimise süsteem võimaldab vetikate eluks vajalikku mikrokliimat mõõta ning nende kasvutingimusi jälgida ja vajadusel seda ka kohendada. Digijuhitud kaheruutmeetrine vetikakiht seob sama palju süsihappegaasi kui täiskasvanud puu. EcoLogicStudio leiutatud lahendus on muudetav ja mitmesugustesse arhitektuurilistesse oludesse ka esteetiliselt sobitatav.

Vetikafassaade konstrueerinud ja neid katsetava EcoLOgicStudio nime taga on Londonis töötavad arhitektid Claudia Pasquero ja Marco Poletto. Foto: EcoLogicStudio

Esimese sammuna juhitakse linnaõhk hoone vetikafassaadi alaossa. Õhumullid tõusevad läbi vooderduspaneelide vedelikukeskkonna ülespoole, puutudes kokku vetikatega. Need omakorda muundavad süsihappegaasi ja vee molekulid hapnikuks ning suhkruteks. Rööbiti töötlevad vetikad ka õhus olevaid saasteaineid. Toodetud hapnik rikastab kas hoone siseõhku või linna atmosfääri. Kasvanud vetikamass on aga näiteks materjalide või ka toidu tootmise tooraineks.

Üsna samasugustel põhimõttel toimib ka teine, SolarLeafi tehnoloogia. SolarLeafi puhul on vetikalahus paigutatud neljast klaaskihist koosnevasse keskmisse kambrisse. Selles lahenduses juhitakse õhk samuti kambrite alaosast sisse. Välimised klaasikihid on sisemisest eraldatud kehva soojusjuhtivusega raske inertsgaasiga – näiteks argooniga. Vetikamassi temperatuuri hoitakse 40 kraadi juures. Valgusega soojendatud vetikamassist saab osa maja jaoks vajalikust kütteenergiast. Vetikate biomassi kääritamisel saadavat metaani saab kasutada aga energiaallikana. Muide, samades kütuseelementides, kus saab kasutada metaani, on võimalik elektriks muuta ka vesinikku. Olgu öeldud, et vetikatest saadud biogaasi kasutamisel tekkinud süsihappegaas saab fotosünteesi kaudu väga kiiresti taas seotuks.

Vetikate kasutamine

Vetikate biomassi saab kasutada nii plastide kui ka toidu tootmisel, kosmeetikas ning aianduses. Vetikatest toidu tootmiseks ei ole vaja metsade või muude oluliste looduskoosluste arvel põllumaad rajada. Sama on ka bioloogiliste plastidega. Suur osa bioplastist toodetakse praegu maismaataimedest, vetikate kasutamine oleks tunduvalt keskkonnasõbralikum alternatiiv.

Samuti on vetikatel suur potentsiaal ka väetisena kasutamiseks ehk mulla omaduste parandajana.

Kosmeetikas leiavad vetikad rakendust näiteks nahka turgutavates ja päikesekaitsekreemides ning juuksehooldusvahendites, aga kasutusvaldkonnad on kindlasti laiemad.

Vetikmajad Tallinnas?

Tallinna haljas- ja rohealad moodustavad kogu linna ca 160 km2 pindalast veidi vähem kui kolmandiku. 2015. aasta Tallinna Energiaagentuuri andmetest võib lugeda, et need rohealad neelavad veidi üle 1350 tonni CO2 aastas. Sama pindalaga mikrovetikaid sisaldavad ehituspaneelid suudaksid aastas siduda üle 580 000 tonni süsihappegaasi! See moodustab pea poole Tallinna aastasest kütuste põlemisest tekkivast süsihappegaasi kogusest. Paraku pole Tallinnas 20 000 hoonet, millele neid fassaade paigutada.

Vetikaseinad suudaksid siduda süsihappegaasi ja tekitada hapnikku üle 30 korra rohkem kui Tallinna praegused rohealad. Mõistagi ei ole vetikasein sedavõrd hea liigirikkuse hoidja kui mets või niit.

Need on vaid näited ning loomulikult kasutatakse reaalsuses kombinatsiooni mitmest lahendusest. Küll aga on vetikatehnoloogiad vaieldamatult üks efektiivsemaid meetodeid kliimaneutraalsuse poole liikumiseks.