Zementherstellung endlich CO2-reduziert?

Viele Bemühungen

Hoffmann Green Cement Technologies (HGCT), ein seit kurzem an der Börse Euronext notiertes französisches Cleantech-Unternehmen, hat rund 65 Millionen Euro eingesammelt, und seinen Aktionären versprochen, seine Zement-Produktion zu steigern und gleichzeitig die CO2-Emissionen um den Faktor 5 zu reduzieren. Allein China verbaut 2,4 Milliarden Tonnen Zement pro Jahr. Die deutsche Zementindustrie produziert dagegen nur einen Bruchteil: 27,5 Millionen Tonnen. Aber: Zementhersteller sind für sieben Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Wäre die Welt-Zement-Industrie ein Land, läge sie bei den CO2-Emissionen hinter China und den USA an dritter Stelle.

Die CO2-Bilanz des Baustoffs fällt verheerend aus. So einfach Zement ist – er besteht aus Sand, eventuellen Zusätze wie Kies, Wasser und einem Bindemittel, in der Regel auf der Basis von gebranntem Kalk – so viel CO2 wird bei der Herstellung emittiert. Das hat der britische Guardian untersucht. Allerdings drückt die Zementproduktion stark auf die Klimabilanz: Sie ist, je nach Rechenweg und einbezogenen Produktionsprozessen, verantwortlich für 4 bis 8 % der weltweiten CO2-Emissionen. Gut die Hälfte davon entsteht beim Brennen von Zementklinker, wo für jedes produzierte Molekül Kalziumoxid ein Molekül CO2 austritt. Hinzu kommt die nötige Heizenergie, ebenfalls noch zum großen Teil aus fossilen Energieträgern. In Summe fällt für jede Tonne Zement eine Tonne CO2 an.

Weltweit forschen Wissenschaftler und Unternehmen wie HGCT deshalb daran, Beton klimafreundlicher zu produzieren. Das Karlsruher Institut für Technik (KIT) hat in Kooperation mit einem Zementhersteller einen Alternativ-Zement entwickelt, der circa 50 Prozent weniger CO2-Emissionen verursachen soll. Andere Wissenschaftler versuchen, Gips bei einer niedrigeren Temperatur zu brennen oder Schlacke statt Kalkstein zu brennen.

Wie etwa der Schweizer Zementhersteller LafargeHolcim, der einen Rahmenvertrag mit Solidia Technologies über eine langfristige Zusammenarbeit unterschrieben hat, wie der “Zuger Betonriese” (punkt4.info/lafargeholcim-will-co2-in-beton-speichern)  in einer Mitteilung informiert. Die Technologie von Solidia Technologies reduziert den Ausstoß von CO2 bei der Zementherstellung bis 70 Prozent. Mit der Verstärkung der Zusammenarbeit mit Solidia wolle LafargeHolcim den CO2-Ausstoss entlang der eigenen Wertschöpfungskette reduzieren. Die aus der Zusammenarbeit der beiden Partner resultierende Technologie könne den CO2-Ausstoss bei der Zementproduktion um knapp ein Drittel verringern und überdies CO2 auch dauerhaft in Betonmaterialien binden.

LafargeHolcim oder HeidelbergCement stehen unter Druck, Emissionen zu senken. Allein bei LafargeHolcim laufen weltweit 80 Projekte in diese Richtung. Alle großen Hersteller experimentieren mit der Abscheidung von CO2 während der Produktion. Aber Innovationen sind in diesem Markt schwer unterzubringen – wie auch das Beispiel des Cleantech-Startups Celitement aus Deutschland zeigt: “Celitement setzt bei seiner Produktion  weniger Kohlendioxid frei als klassischer Portlandzementklinker”, so das Unternehmen auf seiner Webseite. “Bei der Herstellung einer Tonne Portlandzementklinker entstehen zwischen 770-870 kg Kohlendioxid. Diese Menge wird zu etwa 75 % durch die Entsäuerung des Hauptrohstoffs Calciumcarbonat (CaCO3) verursacht. Für die Herstellung von Celitement wird weniger Kalkstein benötigt, es wird also auch weniger CO2 freigesetzt. Moderne Zemente enthalten neben Zementklinker aber auch Zumahlstoffe wie Gips, Kalksteinmehl, Hüttensand, Flugasche oder natürliche Puzzolane. Diese Zumahlstoffe können auch mit Celitement kombiniert werden und ermöglichen eine weitere Absenkung des CO2 Intensität.”

Im Vergleich zu den Giganten wie LafargeHolcim, ist Hoffmann Green Cement mit 250 Millionen Euro Marktkapatialisierung ein winziges Licht – zum Vergleich LafargeHolcim: 27,5 Milliarden. Immerhin: Bis 2024 will das Cleantech-Startup die Jahreskapazität mit den zwei neuen Werken auf 550.000 Tonnen verfünffachen – und einen Marktanteil von drei Prozent am französischen Markt erobern. Die innovativen Produkte von LafargeHolcim werden derzeit in industriellen Pilotprojekten in Kanada, Deutschland, Frankreich und Grossbritannien erprobt. Das für die Betonhärtung notwendige CO2 stammt dabei noch von Drittanbietern. Langfristig will LafargeHolcim aber bei der Produktion abgeschiedenes CO2 aus eigenen Zementwerken einsetzen.

HGCT kann die CO2-Emissionen um den Faktor 5 deshalb senken,  weil für den Zement kein Klinker produziert werden muss. Klinker entsteht besonders energieintensiv beim Erhitzen (1.400 Grad) von Kalkstein bis zur Freisetzung von Kohlenstoff. Es entstehen kleine Kügelchen, die chemisch auch als Calciumoxid bekannt sind – der sogenannte Zementklinker. Als Ersatzstoffe können aber generell auch Flugasche aus Kohlekraftwerken oder Schlacke aus Stahlhochöfen dienen. Statt auf energieintensiven Zementklinker  setzt HGCT auf Schlacke aus der Gusseisenproduktion, auf gebrannten Ton aus Tonschlamm oder Gips. Dabei sollen die Produktion- und Nutzungseigenschaften den Kriterien von Portland Zement entsprechen.

Die Herausforderung: Alternativen zu Zement müssen ebenso gute Bindemittel sein, es müssen genügend Rohstoffe für die riesige Nachfrage vorhanden und die Herstellung darf nicht wesentlich teurer sein. Der erste CO2-neutrale Beton funktioniert mittels Kompensationen, ist also nicht völlig frei von CO2-Emissionen. Bisher gibt es noch keine marktreife Alternative, die alle Kriterien erfüllt. Denkbar wären daher Anreize: Eine echte, will meinen wirkungsvolle CO2-Bepreisung könnte CO2-freie Zemente rentabel machen oder bestimmte Auflagen zum verwendeten Beton sollten bei öffentlichen Ausschreibungen eingeführt werden.

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