Revolution im Bauwesen: CO2-neutrales Zementwerk und klimapositiver Beton in Deutschland

Klimafreundlicher Beton aus Norddeutschland: Zwei Unternehmen präsentieren neue Konzepte

Die Baubranche steht aufgrund der klimaschädlichen Materialien, die zum Einsatz kommen, oft in der Kritik. Gerade Beton gilt als Klimakiller, da die Produktion energieintensiv ist, wertvolle Ressourcen benötigt und große Mengen an Kohlenstoffdioxid freisetzt. Jetzt kommt Bewegung in die Branche, denn zwei Unternehmen aus Norddeutschland haben jeweils eigene und sehr verschiedene Konzepte für die Produktion von klimafreundlichem Beton entwickelt.

Erste Fabrik für klimapositiven Beton entsteht in Niedersachsen

Am 24. April 2024 wurde in Soltau im Heidekreis Geschichte geschrieben. Deutschlands erste Betonfabrik, die klimapositiven Beton herstellt, wurde eröffnet. Der Betreiber ist die Firma Bton, die rund zehn Jahre auf diesen Moment hingearbeitet hat. Die Produktion findet nach einem neuen Prinzip statt, das die klimaschädlichen Auswirkungen von Beton nicht nur minimieren, sondern ins Positive umkehren soll.

Bton setzt ein neues Konzept beim Mischen der Komponenten ein. Dafür existiert ein spezieller Mischturm, der in seiner Form bisher weltweit einzigartig ist. Klassisch erfolgt die Mischung der Betonbestandteile Wasser, Sand, Kies und Zement zeitgleich. Für die Reaktion zwischen Wasser und Zement, die für die Eigenschaften des Betons verantwortlich ist, besitzt der Zement einen hohen Anteil an Klinker. Dieser ist eines der Probleme beim Beton, wenn es um das Klima geht. Klinker wird bei hohen Temperaturen aus Kalk gebrannt, was enorme Mengen an Energie benötigt und gebundenes CO2 freisetzt. Dies ist ein zentraler Grund, warum Beton eine negative Klimabilanz hat.

Das neue Konzept von Bton trennt den klassischen Mischvorgang in mehrere Phasen auf. Zunächst erfolgt die Mischung von Wasser und Zement. Für diese Hydration ist nur noch ein geringer Teil an Klinker erforderlich, der somit aus der Betonproduktion verschwindet. Der Vorgang gelingt ohne Sand und Kies schneller, die dann separat im letzten Schritt hinzugefügt werden. Durch den geringen Anteil an Zementklinker reduziert sich der CO2-Fußabdruck des neuartigen Betons um 80 Prozent. Zusätzlich erfolgt die Beigabe von kohlenstoffsenkenden Materialien im Mischprozess. Dabei ist der Anteil so hoch, dass der Beton eine positive Klimabilanz aufweist, da mehr CO2 absorbiert wurde, als im Fertigungsprozess freigesetzt wurde. Ein solches Material ist beispielsweise technischer Kohlenstoff, der als Reststoff in modernen Energiegewinnungsprozessen als Abfallprodukt entsteht. Technischer Kohlenstoff ist klimapositiv, da er CO2 aus Verbrennungsprozessen speichert. Er lässt sich als Betonzuschlagstoff verwenden, was die Klimabilanz des Betons in den positiven Bereich verschiebt.

Ein weiterer Vorteil ist, dass durch den neuen Fertigungsprozess minderwertiger Sand verwendet werden kann. Normalerweise muss Sand für Beton hohe Anforderungen erfüllen. So müssen die Körner sehr fein und rund sein. Aus diesem Grund haben Medien in jüngerer Vergangenheit von Sandknappheit berichtet, da nur wenig Sand als Bausand geeignet ist. Für den klimapositiven Beton kann hingegen sogar grober Wüstensand zum Einsatz kommen, von dem mehr als genug vorhanden ist. Außerdem soll der Beton nach dem neuen Mischungsprinzip um bis zu 40 Prozent leichter sein als reguläres Baumaterial. Dadurch lassen sich Ressourcen einsparen, was ebenfalls zum Umweltschutz beiträgt.

Klimaneutraler Beton: Holcim plant Produktion in Schleswig-Holstein

Auch an anderer Stelle in Norddeutschland tut sich etwas, wenn es um klimafreundlicheren Beton geht. Am 22. April 2024 war bei Lägerdorf Baustart für ein neues Werk des Unternehmens Holcim. Der Ansatz in diesem Werk ist ein anderer als bei Bton in Soltau. Hier plant das Unternehmen mit dem Oxyfuel-Prinzip. Bei dieser Technik kommt reiner Sauerstoff im Prozess der Betonherstellung zum Einsatz. Klassisch nutzen die Öfen einfach die Umgebungsluft.

Der Einsatz von reinem Sauerstoff hat einen großen Vorteil, denn so entstehen im Ergebnis nur Kohlendioxid und Wasserdampf. Stickstoff und andere Verunreinigungen fehlen komplett. Das Kohlendioxid wird dann mittels Abscheidung aufgefangen und gelangt nicht in die Atmosphäre. In Lägerdorf ist geplant, das Kohlendioxid über eine Pipeline in den Industriepark Brunsbüttel zu leiten. Dort gibt es unter anderem eine Raffinerie, die aus reinen Kohlenwasserstoffen wie denen aus dem Betonwerk in Lägerdorf synthetische Treibstoffe herstellt. So könnte das CO2, das bei der Betonproduktion entsteht, in naher Zukunft in Kerosin für Flugzeuge, Benzin für Fahrzeuge oder in Gas für die Heizung landen. Ein weiterer Vorteil ist der Standort unweit der Nordseeküste. Hier steht Windenergie in ausreichender Menge zur Verfügung. Durch die Standortwahl lässt sich direkt auf die regenerative Energiequelle zugreifen und so die Produktion mit grüner Energie betreiben. Im Jahr 2029 soll die Produktion mit der neuen Linie starten.

Möglicher Einsatz von klimapositivem und klimaneutralem Beton

Besonders interessant ist, dass es laut den beiden Unternehmen keine Einschränkungen beim Einsatz der klimapositiven beziehungsweise klimaneutralen Betonvarianten gibt. Das Ziel ist es, die Eigenschaften von Referenzbeton der Klasse C25/30 zu erreichen. Damit ist der Ersatz von klassischem Beton in unterschiedlichsten Szenarien möglich. Bton plant bereits für das Jahr 2025 mit der Produktion von Wänden und Fassadenelementen aus klimapositivem Beton für bis zu 2.000 Wohnungen.

Die Zukunft von klimafreundlichem Beton

Die zentrale Herausforderung bei den neuen Baustoffen und Technologien ist die Wirtschaftlichkeit. Baustoffe haben Probleme damit, sich am Markt durchzusetzen, wenn sie deutlich teurer als bekannte Alternativen sind. Dabei hilft auch die CO2-Neutralität nicht. Dennoch gibt es bereits Pläne, die Produktion auszuweiten. Bton plant mit Werken in den USA, Brasilien, Singapur, Saudi-Arabien und Dubai, die klimapositiven Beton produzieren sollen. Für einen nennenswerten Ausstoß an klimafreundlichem Beton sind in jedem Fall deutlich mehr Produktionsstätten erforderlich. Viel hängt von Investitionen und Förderungen ab. Dies bestätigen auch die Geschäftsführer von Bton. Sobald sich der klimapositive Beton des Unternehmens technisch und wirtschaftlich in der Praxis bewährt, hofft das Unternehmen auf den Einstieg neuer Partner und somit auch auf mehr finanzielle Mittel.

Bei Holcim und dem Oxyfuel-Prinzip hängt zudem viel vom sinnvollen Einsatz des abgeschiedenen Kohlendioxids ab. Um klimaneutral zu sein, muss das CO2, das aus der Betonproduktion stammt, einer sinnvollen Verwendung zugeführt werden. Ist dies nicht möglich, dann bleibt der CO2-Fußabdruck an dem Beton hängen, und es ist kein geschlossener Kreislauf für eine klimaneutrale Produktion entstanden. Mit einem jährlichen CO2-Ausstoß von etwa einer Million Tonnen ist das Werk von Holcim in Lägerdorf einer der größten Verursacher in ganz Schleswig-Holstein. Das zeigt, welche Rolle die Betonproduktion sowie die Baubranche auf dem Weg zur Klimaneutralität spielen. Aus diesem Grund ist es wichtig, Anwendungsszenarien in der Industrie zu finden – primär im Industriepark Brunsbüttel.