Die Geschichte des Zements reicht bis in die Antike zurück. Seit vielen Jahrzehnten ist moderner Zement eines der am häufigsten verwendeten Materialien der Welt und ein entscheidender Bestandteil von Beton. Ohne dieses Bindemittel wäre die Errichtung großer Gebäude und bedeutender Infrastrukturbauten wie Brücken, Dämme oder Tunnel kaum möglich. Zement und Beton haben maßgeblich dazu beigetragen, die Urbanisierung voranzutreiben und den wirtschaftlichen Fortschritt in Ländern wie Deutschland zu fördern.
Allerdings gibt es auch eine Kehrseite: Die Zementproduktion verursacht erhebliche Mengen an Kohlendioxidemissionen. Um Kalkstein zu Klinker zu brennen und daraus Zement herzustellen, sind Temperaturen von bis zu 1.450 °C erforderlich. Dies trägt zu etwa 8 % des globalen jährlichen CO2-Ausstoßes bei. Darüber hinaus ist die Produktion äußerst ressourcenintensiv, da große Mengen an Rohstoffen wie Kalkstein, Ton und Gips benötigt werden.
Angesichts der hohen CO2-Emissionen, die mit dem Betrieb von Gebäuden verbunden sind, und der steigenden Nachfrage nach bezahlbarem Wohnraum ist die Zukunft zweifellos auf nachhaltige und zugleich kostengünstige Baustoffe ausgerichtet. Genau hier setzt das Projekt „Zeroes“ an: Die Projektpartner Betonwerk Büscher, Rohstoffbauwerke und das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT verfolgen das Ziel, die CO2-Emissionen bei der Produktion von mineralischen Baustoffen zu reduzieren. Ein zentraler Ansatz dabei ist der Einsatz von Karbonisaten als Bindemittel oder Füllstoff in Beton und Kalksandsteinen.
Karbonisate sind kohlenstoffreiche Materialien, die durch die thermochemische Umwandlung von Biomasse entstehen. Durch ihre Einbindung in Baustoffe wird verhindert, dass der enthaltene Kohlenstoff als CO2 in die Atmosphäre freigesetzt wird. Stattdessen kann er als Kohlenstoffsenke genutzt werden. Auf diese Weise können die Emissionen, die bei der energieintensiven Herstellung von Baustoffen entstehen, teilweise kompensiert werden. Darüber hinaus trägt die Verwendung von Bruchmaterialien zur Herstellung von Baustoffen zur Verbesserung der Ressourceneffizienz und zur Förderung der Kreislaufwirtschaft bei.
Um insbesondere die unvermeidbaren Emissionen durch die Kalzinierung in der Kalksandsteinindustrie, zu kompensieren, untersuchen die Forscher in einem zweiten Forschungsansatz neben der Verwendung von Karbonisaten auch die direkte Einbindung von CO2 in Kalksandsteine bereits während deren Herstellung.
Das Projekt „Zeroes“ hat ein signifikantes Potenzial, die derzeit hohen CO2-Emissionen in der energieintensiven Baumaterialherstellung zu reduzieren und gleichzeitig nachhaltige Baustoffe für klimapositives Bauen bereitzustellen.
(Autor: Paul Deder)
