Der Einsatz von elektrischen Öfen und die CO2-Abscheidung könnten bald dafür sorgen, dass Zement klimaneutral wird. Damit ließen sich theoretisch bis zu fünf Prozent der globalen CO2-Emissionen reduzieren.
Durch den fortschreitenden Klimawandel wird es immer wichtiger, Emissionen vorsorglich einzusparen. Doch jeder Sektor trägt unterschiedlich stark zur Erderwärmung bei und birgt unterschiedliche Herausforderungen. Ein Beispiel ist die Zementindustrie. Diese verursacht etwa fünf bis acht Prozent der weltweit entstehenden CO2-Emissionen.
Ein Forscherteam der ETH Zürich untersuchte kürzlich die dahinterstehenden Daten des Partnerunternehmens Heirloom Carbon Technologies. Dabei fiel auf, dass bei der weltweiten Produktion von rund vier Milliarden Tonnen Zement pro Jahr ein enormes Reduktionspotenzial liegt. Und zwar um bis zu 78 Prozent bis in das Jahr 2050. Möglich machen sollen es verschiedene Ansätze.
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Direct Air Capture und Elektroöfen sollen Zement klimaneutral machen
Dahinter steckt laut der Untersuchung etwa die Kopplung von Direct Air Capture (DAC) auf Kalzium-Looping-Basis mit der Zementproduktion. Denn Zementwerke und solche DAC-Anlagen nutzen die gleichen chemischen Kalziumbindungen (Kalkstein) und denselben Prozess der Kalzinierung.
Ein weiterer Baustein soll die Nutzung von strombetriebenen Kalzinieröfen anstatt der Verwendung fossiler Brennstoffe bei der Herstellung sein. Auf diesem Weg reduzieren sich die allgemeinen Verbrennungsemissionen und es entsteht rein abgeschiedenes CO2.
Der Prozess funktioniert laut Angaben wie folgt: Gelöschter Kalk bindet Kohlenstoffdioxid aus der Luft. Anschließend wird die Verbindung so aufbereitet, dass sie erneut als Kalkstein in die Zementherstellung einfließen kann. Gleichzeitig filtern DAC-Anlagen CO2 aus der Atmosphäre, verdichten es und speichern es dauerhaft in unterirdischen Lagerstätten.
Wirtschaftlichkeit des Verfahrens noch nicht bewiesen
Die Studie bildet erstmals das Entstehen von CO2 über den gesamten Lebenszyklus der Herstellung ab. Durch die Integration in bestehende Verfahren und Lieferketten versprechen sich die Forscher eine hohe Skalierbarkeit des Ansatzes. Sie sprechen außerdem davon, dass sich die Bilanz durch Nutzung von erneuerbarer Energie weiter optimieren ließe. Vittoria Bolongaro, die Erstautorin der Untersuchung, dazu:
Aus einer Klimaperspektive ist die Kombination von DAC und Zementproduktion sehr vielversprechend. Wir konnten zeigen, dass die Klimabilanz der Technologie netto negativ ist, also dass kommerzielle Kalzium-Looping DAC Anlagen mit CO2-Speicherung mehr CO2 entfernen, als sie über ihren gesamten Lebensweg verursachen
Trotzdem gibt es auch Schattenseiten. So ist die Abtrennung von CO2 weiterhin sehr energieintensiv und stellt somit den größten Anteil am ökologischen Fußabdruck dar. Weiterhin ist bisher nicht ganz klar, wann Elektro-Kalzinieröfen den neuen Standard in der Herstellung darstellen können und wie wirtschaftlich das System ist. Zudem setzt die Untersuchung eine fast vollständige Dekarbonisierung des globalen Stromnetzes bis 2050 voraus.
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