Grüner Zement: Neues Verfahren senkt CO2-Ausstoß auf nahezu Null
(Bild: Juan Enrique del Barrio / Shutterstock.com)
Forscher stellen Verfahren vor, um Zementproduktion sauberer zu machen. Dabei wird sie mit Stahlrecycling kombiniert. Wie realistisch ist die Umsetzung?
Zement ist für das Bauen ebenso unverzichtbar wie Stahl. Doch beide haben den Nachteil, dass ihre Herstellung besonders klimaschädlich ist. Zumindest für Stahl sehen Forscher in grünem Wasserstoff eine Alternative zur Kohle als Reduktionsmittel.
Neue Methode zur sauberen Zementproduktion
Jetzt haben Forscher in der Zeitschrift Nature ein Verfahren vorgestellt, das auch die Zementproduktion sauberer machen soll. Der Versuch hat Potenzial, zumal die Herstellung von Beton für rund sieben Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich sein könnte und Zement dabei eine große Rolle spielt. Zum Vergleich: Die Luftfahrtindustrie ist nur für etwa zwei Prozent der Emissionen verantwortlich.
Bei dem jetzt vorgestellten Verfahren werden das Recycling von Stahlschrott und die Herstellung von Zement zusammengeführt. Der Stahlschrott wird in Elektroöfen geschmolzen und mit einem Flussmittel versetzt, das die Verunreinigungen bindet und als Schlacke abscheidet.
Die Forscher haben nun recycelten Zement aus abgerissenen Häusern als Flussmittel im Stahlschmelzprozess eingesetzt. Als Schlacke erhielten sie brauchbaren Zement.
Bedeutung des neuen Verfahrens für den Umweltschutz
Das Wall Street Journal (WSJ) berichtet, dass dem neuen Verfahren große Bedeutung beigemessen wird, wenn es darum geht, den ökologischen Fußabdruck der Zementproduktion zu verringern. Es wird aber auch darauf hingewiesen, dass es nur eines von mehreren Verfahren ist, an denen geforscht wird.
Erschwerend kommt hinzu, dass konventioneller Zement billig ist und Bauherren nicht bereit sind, mehr als unbedingt notwendig zu bezahlen. Um auf dem Markt eine Chance zu haben, müsste die Produktion in großem Maßstab erfolgen.
Unvereinbarkeit des neuen Verfahrens mit bestehenden Anlagen
Bestehende Anlagen können dafür aber nicht genutzt werden, wie die Forscher herausfanden. Das neue Verfahren ist mit bestehenden Produktionsanlagen inkompatibel. Die Folge: Nur große Marktteilnehmer könnten die hohen Investitionssummen stemmen.
Start-ups oder kleine Marktteilnehmer dürften aus dem Rennen sein. Entscheidend für den Erfolg des Verfahrens wird letztlich sein, wie schnell ausreichend erneuerbare Energie bereitgestellt und neue Lieferketten aufgebaut werden können.
Trotz dieser Hindernisse wird das Verfahren jetzt in großem Maßstab getestet. Das spanische Unternehmen Celsa Group, das recycelten Stahl verarbeitet, plant laut WSJ, das Verfahren in Cardiff (Wales) zu testen. Eine Reihe von Versuchsschmelzen soll in den kommenden Monaten folgen. Später – so die Prognose – könnten bis zu 30 Tonnen pro Stunde produziert werden.
Potenzial des neuen Verfahrens zur Emissionsreduktion
Die Forscher haben zwei Hauptquellen für Emissionen bei der konventionellen Zementherstellung identifiziert. Zum einen entstehen Emissionen beim Aufheizen der Anlagen auf über 2.500 Grad Celsius. Diese wurden durch den Einsatz eines Elektrolichtbogenofens reduziert, der bereits im Stahlrecycling eingesetzt wird und theoretisch mit erneuerbarer Energie betrieben werden kann.
Zum anderen entstehen Emissionen beim sogenannten Klinkerprozess, bei dem Kalkstein erhitzt und Kohlendioxid freigesetzt wird. Hier hilft das Recycling von Altzement, da die Stoffe im Recyclingzement bereits dekarbonisiert sind.
Die Forscher gehen davon aus, dass das neue Verfahren das Potenzial hat, die Emissionen sowohl des Ofens als auch der Einsatzstoffe gegen Null zu senken.