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Im Beton-Labor werden die Zutaten für Öko-Zement gemischt. Bild: Empa

Alternativer Zement - Rezeptur für Öko-Beton

Zement muss umweltfreundlicher werden. Empa-Forscher arbeiten darum an alternativem Zement, der deutlich weniger Emissionen verursacht oder sogar das Treibhausgas Kohlendioxid binden kann.

Es ist das am meisten genutzte Produkt der Welt. Unverzichtbar und doch gleichzeitig im Zuge der Klimadebatte verunglimpft: Zement. Vermischt mit Wasser, Sand und Kies gibt das Beton, dessen Schultern unsere moderne Welt tragen. Aufmerksamkeit erregt das genügsame Material jedoch vor allem mit einer anderen Eigenschaft: Wird eine Tonne Zement hergestellt, steigen rund 700 Kilogramm Kohlendioxid in die Atmosphäre. Das ist zwar weniger als etwa bei der Stahl- oder Aluminiumgewinnung. Aber die schiere Menge macht es aus. Jährlich produzieren wir weltweit rund zwölf Kubikkilometer Beton, eine Menge, mit der sich der Vierwaldstättersee komplett auffüllen liesse – jedes Jahr aufs Neue. Tendenz steigend.

Der Anteil des weltweiten Kohlendioxidausstosses, den die Zementindustrie verursacht, macht derzeit rund sieben Prozent aus. Dieser dürfte künftig allerdings ansteigen, da der Bedarf in Asien und zunehmend auch in Afrika wächst, während die Produktion in Europa stabil ist. Höchste Zeit also, sich nach Zement umzusehen, der den Menschen zwar Wohnung und Infrastruktur bietet, aber dennoch den Umweltaspekten Rechnung trägt und sich den Klimazielen entsprechend produzieren lässt. Das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) fordert denn auch, umgehend neue zementbasierte Materialien, die klimafreundlicher und kostengünstig sind, zu entwickeln und einzusetzen. Empa-Forscher arbeiten darum an alternativen Zement- und Betonarten, bei deren Herstellung weniger schädliches Klimagas entsteht oder sogar Kohlendioxid gebunden wird.

«Traditionell wird Zement im Drehrohr-Ofen bei rund 1450 Grad Celsius gebrannt», sagt Empa-Forscher Frank Winnefeld von der Abteilung «Concrete & Asphalt». Fossile Brennstoffe können hierbei zwar durch alternative Energien ersetzt werden. «Allerdings ist das Sparpotenzial bei einem Substitutionsgrad von derzeit durchschnittlich 50 Prozent mit den heutigen Technologien bereits ziemlich ausgereizt, zumindest in Europa», so Winnefeld. Mehr Energie sparen lässt sich jedoch, wenn man Rohstoffe einsetzt, die eine geringere Brenntemperatur benötigen. Ein vielversprechender Kandidat ist CSA-Zement aus Calciumsulfoaluminat. Er benötigt eine um 200 Grad niedrigere Brenntemperatur und stösst pro Tonne Zement rund 200 Kilogramm weniger Kohlendioxid aus. Die Reduktion der Treibhausgasemissionen ist dabei aber nicht nur der geringeren Brenntemperatur geschuldet. Ein grosser Anteil des Klimavorteils von CSA-Zement liegt an der geringeren Menge an Kalkstein in der Rohstoffmischung. (Artikel:  ANDREA SIX ).

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