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Wie viele CO2-Emissionen entstehen beim Bau von Asphaltstraßen?

Berechnungstool bezieht den Lebenszyklus einer Straße von der Rohstoffgewinnung bis zum Einbau der Materialien ein.

Der Bau von Asphaltstraßen verursacht große Mengen an CO2-Emissionen – für 100 Meter einer leicht befahrenen Fahrbahn von 16 Zentimetern Asphaltstärke bereits gute 11.500 Kilogramm des Klimagases. Um diesen CO2-Ausstoß einfach zu ermitteln, hat FH-Absolvent René Gruszka in seiner Bachelorarbeit am Fachbereich Bauingenieurwesen ein Berechnungstool entwickelt. Der Rechner bezieht den Lebenszyklus einer Straße von der Rohstoffgewinnung bis zum Einbau der Materialien ein. Für seine gelungene Abschlussarbeit in Kooperation mit der Baufirma Gieseke GmbH hat die FH Münster den Alumnus mit dem Hochschulpreis sowie dem Bernard-Rincklake-Preis ausgezeichnet.

Freuen sich mit dem Hochschulpreisträger René Gruszka (Mitte) über die Auszeichnung: Seine Betreuer FH-Professor Dr. Hans-Hermann Weßelborg (l.) und Mark Gieseke von der Gieseke GmbH. © FH Münster/Michelle LiedtkeAsphalt besteht grob aus zwei Komponenten, je nach Art in unterschiedlichem Mengenverhältnis: einem Gemisch aus Gesteinskörnungen und einem Bindemittel auf Mineralölbasis, dem sogenannten Bitumen. Rohstoffe gewinnen, Materialien herstellen und transportieren, die Gesteinskörnung erhitzen und trocknen und die Komponenten auf der Baustelle einbauen – all das verbraucht Energie und setzt CO2 frei. „Für meine Bachelorarbeit habe ich mir zuerst angeschaut, welche einzelnen Schritte beim Bau anstehen und vorgelagert sind und diese dann aufgeschlüsselt. Der weitaus umfangreichste Part der Arbeit lag darin, die Emissions- und Energiedaten für alle Schritte zu erheben", erklärt der Hochschulpreisträger. Viele habe er selber errechnet, einige Daten stammen vom statistischen Bundesamt oder aus Beobachtungen. Dabei spiele nicht nur die Menge an Energie eine Rolle, sondern auch die Art des genutzten Energieträgers. Der Bauingenieur erklärt: „Asphaltmischanlagen trocknen und erhitzen die Gesteinskörnung und vermengen die Einzelkomponenten. Dabei machen sie rund 70 Prozent der CO2-Emissionen aus, denn sie werden mit Braunkohlestaub betrieben. Dieser ist besonders klimaschädlich, aber kostengünstig. Wird Diesel verbrannt, stößt dieser CO2 aus; wird Strom genutzt, entsteht dabei kein Klimagas, allerdings muss auch die Erzeugung des Stroms berücksichtigt werden."
 
Mit den erhobenen und zusammengetragenen Daten hat Gruszka ein Berechnungsmodell in Excel entwickelt, mit dem sich die Emissionen aller Asphaltmischgüter am Markt errechnen lassen. „Mit dem Modell können Baufirmen den Auftraggebern berechnen, wie hoch die CO2-Emissionen für ihr gewünschtes Bauvorhaben sind. So lassen sich vorab CO2-Steuern für den Bau abschätzen und Alternativen mit geringerem Ausstoß aufzeigen", so Gruszka zum Ziel seiner Arbeit. Beispielsweise könne Asphaltgranulat verwendet werden – rückgebauter Straßenbelag, der wiederverwendet wird. Eine weitere Möglichkeit sei die Temperaturabsenkung. Dabei werden dem Asphalt Zusätze wie Wachse oder Zeolithe hinzugegeben, die es ermöglichen, den Asphalt auch bei niedrigeren Temperaturen mischen und verarbeiten zu können. Eine neue Verfahrenstechnologie ist zudem das Schaumbitumen, bei dem Wasser in das heiße Bitumen eingedüst wird, und sich der Asphalt kurzzeitig bei niedrigerer Temperatur verarbeiten lässt.
 
Gruszka hat seine Bachelorarbeit in Kooperation mit der Baufirma Gieseke mit Hauptsitz in Rheine geschrieben. Der Kontakt kam über einen Kommilitonen zustande, der dem Chef der Baufirma von Gruszkas Vorhaben erzählte. „Mark Gieseke, der Chef der Firma, kam daraufhin auf mich zu. Mich freut es sehr, dass das Berechnungsmodell in der Firma eingesetzt und sogar weiterentwickelt wird und viel Anklang gefunden hat", so der Hochschulpreisträger. Denn er wollte von Anfang an eine Arbeit schreiben, die einen Nutzen bringt und nicht in der Schublade verschwindet.
 
Zum Thema: Gerade einmal ein Prozent aller Absolvent*innen eines Jahrgangs erhält ihn: den Hochschulpreis. Jedes Jahr kürt das Präsidium gemeinsam mit der Gesellschaft der Freunde der FH Münster e. V. (gdf) auf Vorschlag der Fachbereiche die besten Abschlussarbeiten. Zu den Preisträger*innen des Hochschulpreises für die besten Arbeiten aus 2021 gehört auch René Gruszka vom Fachbereich Bauingenieurwesen. Er hat zudem den Bernard-Rincklake-Preis erhalten. Die Preise bekommt der Bauingenieur für seine Bachelorarbeit „Lebenszyklusanalyse von Verkehrsflächenbefestigungen in Asphaltbauweise unter Berücksichtigung der CO2-Emissionen".
 

Umwelt | Klima, 29.06.2022
     
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