Klare Zielvorgabe: Klimaneutraler Beton

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 

 

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.

 

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).

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.

 

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.