Klare Zielvorgabe: Klimaneutraler Beton

Wie ist klima- und ressourcenschonende Baustoffproduktion möglich?

Der CO2-Fußabdruck der Baustoffindustrie ist derzeit noch erheblich, mit eine der größten Herausforderungen ist die Dekarbonisierung der Zementindustrie. Das Reallabor-Projekt WESTKÜSTE100 in Schleswig-Holstein testet die Verzahnung unterschiedlicher Stoffkreisläufe.
 
Der CO2-Fußabdruck der Baustoffindustrie ist derzeit noch erheblich; innovative Produkte und Lösungen ermöglichen jedoch, schneller und effizienter zu bauen und dabei die Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren. Klimaneutralität in der Wertschöpfungskette Bau ist ein wichtiges Ziel. Zum nachhaltigen Bauen gehören aber auch Ressourceneffizienz sowie das Denken in Stoffkreisläufen und Lebenszyklen von Bauwerken. Alle Akteure in der Wertschöpfungskette Bau sind aufgefordert, ihre Beiträge zum Klimaschutz und zur Ressourceneffizienz zu leisten.
 
Dekarbonisierung der Zementindustrie 
Dieser Laster befördert klimaneutralen Beton © HolcimOhne Zement gibt es keinen Beton. Die Hauptansätze zur Reduktion von CO2-Emissionen in der Zementproduktion sahen bislang wie folgt aus: Steigerung der Effizienz bei der Verwendung von thermischer und elektrischer Energie, Substitution des gebrannten Zwischenprodukts Zementklinker durch andere Stoffe sowie Substitution fossiler Brennstoffe durch energetische Verwertung alternativer Brennstoffe mit Biomasseanteil.
 
Ein wirksamer Hebel zur CO2-Reduktion ist auch der Einsatz von hüttensandhaltigem Zement. Doch genügt dies nicht, um die Zementproduktion nachhaltig umzubauen, denn beim Brennen von Zementklinker entweicht prozessbedingt weiterhin viel CO2 aus dem Rohmaterial. Um Zement noch emissionsärmer herzustellen, sind neue Technologien und sektorenübergreifende Lösungen notwendig – Allianzen mit den Bereichen Grüne Energie, Wasserstoffproduktion, Wärme, Grundstoffindustrie oder Mobilität.
 
Reallabor-Projekt WESTKÜSTE100
2019 hat sich in Schleswig-Holstein die branchenübergreifende Partnerschaft WESTKÜSTE100 gebildet. Mit dabei sind EDF Deutschland, Holcim Deutschland, OGE, Ørsted, Raffinerie Heide, Stadtwerke Heide, thyssenkrupp Industrial Solutions und Thüga, außerdem die Entwicklungsagentur Region Heide und die Fachhochschule Westküste. Ziel der Partnerschaft ist, aus Offshore-Windenergie grünen Wasserstoff zu produzieren und die dabei entstehende Abwärme zu nutzen. Im Anschluss soll der Wasserstoff sowohl für die Produktion klimafreundlicher Treibstoffe für Flugzeuge eingesetzt als auch in Gasnetze eingespeist werden. Bei der Treibstoffproduktion ohne fossile Brennstoffe wird unvermeidbares CO2 aus der regionalen Zementproduktion für den Herstellungsprozess verwendet. Anfang August 2020 erhielt WESTKÜSTE100 die Förderzusage des Bundeswirtschaftsministeriums. 
 
Das Besondere und Innovative an diesem Reallabor-Projekt ist die Verzahnung unterschiedlicher Stoffkreisläufe innerhalb einer bereits bestehenden regionalen Infrastruktur. So soll die Dekarbonisierung von Industrie, Mobilität und Wärmemarkt zunächst getestet und anschließend bis Ende des Jahrzehnts in eine großindustrielle Lösung skaliert werden. Damit wird das Zementwerk Lägerdorf zu einem der weltweit ersten Net-Zero-Zementwerke: CO2 wird dann aus der Klinkerproduktion abgeschieden und als Rohstoff in anderen Wirtschaftssektoren eingesetzt. Fachleute sprechen hier von Carbon Capture and Usage (CCU).
 
Verstärkte Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette
Um das nachhaltige Bauen zu fördern und den CO2-Fußabdruck spürbar zu reduzieren, sind neben weiteren Anpassungen in der Zementproduktion auch im Produktportfolio der Zemente, Betone und Betonfertigteile selbst Veränderungen notwendig. Durch eine verstärkte Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette müssen vor allem Planer und Architekten sowie Investoren für das Thema „CO2-Reduktion am Bauteil" sensibilisiert werden. Denn bei der Ökobilanzierung von Gebäuden ist der Baustoff insbesondere für die Bauphase ein entscheidender Einflussfaktor. Daher kann hier ein bedeutender Beitrag zur Steigerung der CO2-Effizienz von Gebäuden und Infrastrukturbauten über den gesamten Lebenszyklus geleistet werden.
 
Beton, Betonfertigteile und optimiertes Design
Die Senkung des CO2-Gehalts von Betonen ist technisch noch nicht an ihre Grenzen gekommen, doch Normen und Vorschriften erlauben nicht, die technischen Möglichkeiten voll auszuschöpfen. So bleibt auf dem Weg zum klimaneutralen Beton derzeit nur, die Rezepturen bestmöglich zu optimieren und noch unvermeidbare CO2-Emissionen durch die Unterstützung verschiedener zertifizierter Umweltprojekte zu kompensieren. Auch das Bauen mit Betonfertigteilen trägt zum nachhaltigen Bauen bei. Es spart wie keine andere Bauweise Zeit und Ressourcen auf der Baustelle, denn die industrielle, aber individuelle Maßfertigung in der Halle ist kaum fehleranfällig, und auf der Baustelle fällt kein Verpackungsmüll an.

Eine weitere Lösung ist, die Bauteile im Design weiter zu optimieren und die benötigte Betonmenge bei gleicher Lastausnutzung um bis zu 75 Prozent zu verringern. So lassen sich etwa leistungsfähige dünne Betonplatten aus hochfestem Beton produzieren, die mit vorgespanntem Carbon anstelle von Stahl bewehrt sind. Dadurch wird die Eigenlast des Bauwerks massiv reduziert und der Transportaufwand sinkt deutlich. Durch den zusätzlichen Einsatz CO2-armer Zemente wird der CO2-Gehalt im Vergleich zu konventionell mit Portlandzement hergestellten Stahlbeton-Bauteilen auf nur 12 Prozent gesenkt.
EPDs – eine wichtige Grundlage für die Nachhaltigkeitsbewertung von Bauwerken
EPD steht für Environmental Product Declaration. Eine EPD beschreibt Baustoffe, Bauprodukte oder Baukomponenten im Hinblick auf ihre Umweltwirkungen auf Basis von Ökobilanzen sowie ihre funktionalen und technischen Eigenschaften. Diese quantitativen, objektiven und verifizierten Informationen beziehen sich auf den gesamten Lebenszyklus des Bauprodukts und sind als international akzeptiertes Format von den gängigen Gebäudezertifizierungssystemen (DGNB, BNB, LEED, BREEAM) anerkannt.
 
Im Rahmen des EPD-Programms des Institut Bauen und Umwelt e.V. (IBU) können Unternehmen und Verbände Umwelt-Produktdeklarationen für ihre Produkte erstellen und in unterschiedlichen Formaten veröffentlichen. Damit ist u.a. auch die automatische Integration in weiterführende Software-Tools möglich. Als Typ III-Umweltkennzeichen ist die EPD bewusst nicht bewertend; sie stellt die Daten bereit, die für die Ökobilanzierung und damit die ökologische Bewertung und Optimierung von Bauprojekten unabdingbar sind. Sie basiert auf den internationalen Normen ISO 14025 und EN 15804.
 
Beteiligte Akteure sind neben dem Hersteller selbst und dem IBU als EPD-Programmbetreiber auch der Sachverständigenrat des IBU sowie unabhängige Prüfer und die interessierte Öffentlichkeit. Das gewährleistet Objektivität und Transparenz.
 
Thorsten Hahn übernahm 2018 die Verantwortung für die Geschäfte des Baustoffproduzenten Holcim in Deutschland und in den Niederlanden. Er engagiert sich darüber hinaus in verschiedenen Verbandsgremien der deutschen Baustoffindustrie und ist zudem Vizepräsident des europäischen Transportbetonverbandes ERMCO.

Quelle: Bundesdeutscher-Arbeitskreis-fuer-Umweltbewusstes-Management-e.V.-(B.A.U.M.)

Technik | Green Building, 01.12.2020
     
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