Menü
Die CO2-Abscheidung ist in ihren einzelnen Komponenten bekannt und in Pilotprojekten bereits erfolgreich umgesetzt, sodass es nun darauf ankommen wird, Carbon Capture im industriellen Maßstab einzuführen. Derzeit arbeiten in Deutschland mehrere Unternehmen bzw. industrielle Verbünde an der konkreten großtechnischen Umsetzung der CO2-Abscheidung in Zementwerken sowie den Fragen des Transports, der Einlagerung bzw. Verwendung des abgeschiedenen CO2:
Darüber hinaus gibt es auch auf europäischer Ebene bereits eine Reihe von Projekten, bei denen die CO2-Abscheidung im Zementwerk und dessen anschließende Speicherung in geeigneten geologischen Formationen in der Nordsee geplant sind. Ein Beispiel ist ein CCS-Projekt im norwegischen Brevik (als Teil des Projekts „Nothern Lights“ bzw. „Longship“).
Die deutsche und europäische Politik hat mit ihren Klimazielen auch die Frage der CO2-Speicherung angesprochen. Sie unterstreicht damit, dass CCS (Carbon Capture and Storage) einen wesentlichen, unerlässlichen Beitrag zur Klimaneutralität darstellt. Auch die Möglichkeit, das CO2 für andere chemische Grundstoffe zu nutzen, ist Teil der Umweltgesetzgebung, die derzeit in Brüssel ausgestaltet wird. Konkret geht es darum, in allen EU-Mitgliedsländern die gleichen Voraussetzungen zu schaffen, so dass die CO2-Kreisläufe überall in gleicher Weise geschlossen werden können und die Rolle des CO2 als Rohstoff für die Herstellung chemischer Grundstoffe einheitlich gehandhabt wird. Insgesamt wird die Dekarbonisierung von Zement und Beton gelingen, wenn hierfür die richtigen Rahmenbedingungen geschaffen sind. So müssen sich Märkte für CO2-effiziente Zemente und Betone entwickeln, auch indem diese im Bau- und Vergaberecht implementiert werden. Das Projekt U5 in Hamburg ist ein gutes Beispiel hierfür. Aus technischer Sicht kommt dabei dem Aufbau und Betrieb der notwendigen Infrastruktur – etwa für eine flächendeckende erneuerbare Stromversorgung oder den Transport von CO2 und Wasserstoff – eine wichtige Bedeutung zu.
Die Kostenstruktur hängt vom Einzelfall ab. Die CO2-Abscheidung bei der Zementklinkerherstellung ist grundsätzlich mit einem höheren Energiebedarf verbunden. Zudem führt der Transport des CO2 sowie dessen Verwendung oder Einlagerung zu einem zusätzlichen Aufwand. Dem können aber Erlöse entgegenstehen, wenn das CO2 wieder zu neuen chemischen Grundstoffen umgewandelt wird.
Die Ausgangsstoffe für Zement, wie Flugasche oder Hüttensand, erfahren eine stetige Verknappung, die sich in der Zukunft vermutlich nicht nennenswert verbessern wird. Welche Zementarten haben auf dieser Basis das größte Potential im Bereich der Rohr- und Schachtproduktion zu werden? Welche Hürden sind dabei u.U. noch zu überwinden und was raten Sie den Mitgliedsunternehmen der FBS schon jetzt?
Um das Ziel der Dekarbonisierung von Zement und Beton zu erreichen, wird gemäß der Studie „Dekarbonisierung von Zement und Beton – Minderungspfade und Handlungsstrategien“ des VDZ ein Anteil der CEM II/C-Zemente am Inlandversand im Jahr 2030 von etwa 45 Prozent angestrebt. Bis spätestens 2050 soll der Anteil von CEM II/C- und CEM VI-Zementen auf rund 60 Prozent des Inlandversands steigen. Die normative Grundlage für diese Zemente ist die Zementnorm EN 197-5. In CEM II/C-Zementen kann der Klinkergehalt auf bis zu 50 M.-% reduziert werden. So lassen sich beispielsweise Zemente mit 20 M.-% nicht gebranntem Kalkstein und bis zu 30 M.-% eines anderen Hauptbestandteils wie Hüttensand, Flugasche oder gebrannter Schiefer herstellen. Kalkstein als Rohstoff der Klinkerherstellung steht in ausreichenden Mengen zur Verfügung. In ungebrannter Form angewendet, wird kein CO2 freigesetzt. Somit wird die Reichweite der mengenmäßig begrenzten Stoffe Flugasche und Hüttensand erhöht.
Der Blick in die Herstellerangaben bei Rohr- und Schachtsysteme aus Beton zeigt, dass dort z. B. CEM II/B-S 52,5 N (na) und CEM III/B 42.5 N – LH/SR verwendet werden. Dort wo heute ein CEM II/B-S verwendet wird, könnten bei verringerter Verfügbarkeit des Hüttensandes z. B. CEM II/B-M (S-LL) oder CEM II/C-M (S-LL) eingesetzt werden. Es gibt bereits CEM II/C-M (S-LL) mit nachgewiesener (na)-Eigenschaft (niedriger wirksamer Alkaligehalt). CEM VI (S-LL), CEM VI (S-V) und CEM VI (S-P) können Alternativen zum CEM III/B sein. Je nach geforderter Sondereigenschaft (LH/SR) sind entsprechende Nachweise zu erbringen. Die genannten Zemente werden in der Zukunft ggf. auch mit calciniertem Ton als Hauptbestandteil hergestellt.
Wird es Ihrer Meinung nach in 20 Jahren weiterhin Zement in der Masse geben? Oder wird der global vorherrschende Baustoff Beton bereits überwiegend mittels eines alternativen Bindemittels hergestellt?
Weltweit wird – zum Teil bereits seit Langem – daran gearbeitet, alternative Klinker bzw. Bindemittelsysteme möglichst mit geringen spezifischen CO2-Emissionen und vergleichbarer Leistungsfähigkeit sowie Verfügbarkeit wie Portlandzementklinker herzustellen. Die Forschungen befinden sich jedoch vielfach noch im Laborstadium. Die Marktentwicklung wird in diesen Fällen Zeit für die sorgfältige technische und praktische Erprobung und Untersuchung der langfristigen Eignung erfordern. Erste Demonstrationsprojekte und auch praktische Anwendungen wurden auf den Weg gebracht. Aus heutiger Sicht wird es für den Einsatz dieser Bindemittel vielfach bei Nischenanwendungen bleiben, u. a. auch deshalb, weil diese Bindemittel zum Teil Rohstoffe benötigen, die überregional nicht in den erforderlichen Mengen zur Verfügung stehen. Darüber hinaus ist die technische Leistungsfähigkeit dieser Bindemittel begrenzt und die damit verbundenen Einsatzmöglichkeiten in Bauwerken eingeschränkt. Zur gleichen Zeit ist das Bauen mit Beton in vielen Bereichen unverzichtbar. Insofern wird der Portlandklinkerbasierte Zement im Beton auch auf lange Sicht unverzichtbar sein.
Was bringt die Zukunft?
Interviews mit Experten
Wir lassen Experten, Wegbegleiter und Personen aus der Branche zu Wort kommen
Digitalisierung, ambitionierte Nachhaltigkeitsziele, Energiepreissteigerungen, Lieferkettenprobleme – die Branche befindet sich inmitten weitreichender Veränderungen. Welche Probleme sind von vorübergehender Dauer? Welche Aktivitäten sollten unternommen werden? Welche Entwicklungen im Bereich der CO2-Abscheidung und -Speicherung sind zu erwarten bzw. wirtschaftlich und realistisch? Diese und weitere Fragen haben wir an Branchenexperten, Wegbegleiter und nahestehende Firmen herangetragen und für Sie nachfolgend zusammengestellt.
Allgemeiner Gleichstellungshinweis
Für eine bessere Lesbarkeit verzichten wir auf die gleichzeitige Verwendung männlicher, weiblicher und diverser Sprachformen. Alle verwendeten Personenbezeichnungen gelten selbstverständlich für alle Geschlechter.
Interview mit Dr. Christoph Müller
Geschäftsführer VDZ (Verein Deutscher Zementwerke e.V.)