Zement wird klimafreundlicher: 60 Prozent der CO2-Emissionen lassen sich einsparen
Bei der Zementproduktion lassen sich die Emissionen des Klimagases Kohlenstoffdioxid (CO2) um stolze 60 Prozent reduzieren. Das verspricht Jiaqi Li, Assistenzprofessor für Bau- und Umweltingenieurwesen an der University of Michigan in Ann Arbor, der auch wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Kalifornien ist. Das gelingt durch Verzicht auf natürlichen Kalkstein, das heutige Basismaterial zur Zementherstellung. Er wird durch ein Material gleicher Zusammensetzung ersetzt, das elektrochemisch hergestellt wird.
CO2 aus der Luft wird zum Rohstoff
Ausgangsmaterialien des künstlichen Kalksteins sind Basaltstaub, Wasser und CO2 aus der Luft. In einem elektrolytischen Verfahren entsteht daraus unter Einsatz von allerdings sehr großen Mengen grünen Stroms neben Kalkstein auch Wasserstoff, der zum Beheizen des Drehrohrofens genutzt wird, in dem der Zement entsteht, sowie Sauerstoff und Siliziumoxid, das als Zuschlagstoff für Beton genutzt werden kann. „Unser Verfahren zur elektrochemischen Materialherstellung eröffnet ein neues Gebiet in der Zementproduktion und der Abfallverwertung in großem Maßstab“, sagt Li.
Wie Zement produziert wird
Portlandzement wird durch das Erhitzen im Wesentlichen von gemahlenem Kalkstein und Ton in einem Drehrohrofen hergestellt. Die Beheizung der Öfen mit fossilen Brennstoffen trägt zu 40 Prozent zu den CO2-Emissionen des Prozesses bei. Die restlichen 60 Prozent werden bei der Spaltung des Kalksteins, der hauptsächlich aus Kalziumkarbonat (CaCO3) besteht, in Kalziumoxid (CaO) und CO2 freigesetzt. Das Produkt ist Zementklinker, der schließlich gemahlen und als fertiger Portlandzement in Säcke gefüllt wird.
Ein Teil des Prozesses ist umweltneutral
Beim Beheizen der Drehrohröfen wird zwar fast genauso viel CO2 freigesetzt wie beim klassischen Verfahren. Doch aus dem Kalkstein entweicht genauso viel CO2 wie bei dessen Produktion aus der Luft entnommen worden ist. Dieser Teil des Prozesses ist also umweltneutral. Diese Art der Zementherstellung soll sogar kostengünstiger sein als das heute übliche Verfahren, beteuern die Entwickler.
Die Senkung der Klimagasemissionen in der Zementindustrie ist für die Welt überlebenswichtig. Mit 2,7 Milliarden Tonnen pro Jahr verursacht sie rund acht Prozent des von Menschen verursachten CO2-Ausstoßes, was dem Vierfachen des gesamten Luftverkehrs entspricht.
