Das musst du wissen

  • Zementfabriken stossen grosse Mengen CO2 aus und fördern damit den Klimawandel.
  • Nun haben Forscher ein Verfahren entwickelt, um die Zementherstellung klimafreundlicher zu machen.
  • Mit dem neuen Verfahren wollen die Wissenschaftler unter anderem das CO2 abfangen, bevor es in die Atmosphäre gerät.

Beton treibt den Klimawandel an. Denn bei der Herstellung von Zement, dem Hauptbestandteil von Beton, entstehen grosse Mengen des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid. Ganze acht Prozent der globalen Emissionen gehen auf das Konto von Zement. Damit ist er nach der Landwirtschaft die grösste Quelle des Treibhausgases.

Nun haben Materialwissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT) einen Weg gefunden, die CO2-Emission drastisch zu reduzieren, jedenfalls im Labor. Normalerweise werden bei der Herstellung von Zement Kalkstein und Ton zermahlen und vermischt und dann in einem Drehrohrofen bei 1450 Grad Celsius gebrannt. Dabei entsteht CO2 an zwei Stellen: Zum einen entsteht es beim Heizen des Ofens, wofür meist fossile Brennstoffe verbrannt werden und zum anderen entweicht es aus Kalziumkarbonat, dem Hauptbestandteil des Kalksteins. Hier setzt das neue Verfahren der MIT-Forscher an.

Es entzieht dem Kalziumkarbonat das CO2 nicht durch Verbrennung, sondern durch eine elektro-chemische Reaktion, welche durch Strom aus erneuerbaren Energiequellen angetrieben werden kann. Dabei wird sowohl reines CO2 frei als auch Wasserstoff. Das reine CO2 könne gespeichert und der Wasserstoff als Energiequelle genutzt werden, schreiben die Forscher. So könnte man sowohl die CO2-Abgabe aus der Verarbeitung von Kalkstein verringern als auch die aus der Verbrennung.

Vorbehalte gegenüber dem neuen Verfahren hat aber Pietro Lura, Experte für Beton- und Bauchemie an der Eidgenössischen Materialforschungsanstalt (Empa) und Professor an der ETH Zürich: Denn auch das Endprodukt dieses Prozesses, der verarbeitete Kalkstein, müsse immer noch in einem Drehrohrofen bei hohen Temperaturen mit dem Ton zu Zement gebrannt werden. Und das kostet Energie.

Einen Vorteil ihrer Methode sehen die MIT-Forscher darin, dass das CO2, welches durch ihren neuen Prozess entstehe, besonders rein sei wodurch es leichter aufgefangen und weiterverwendet werden könne. Doch für ein solch reines CO2 gebe es im Moment weder einen Markt noch wirklich gute Speichermöglichkeiten, sagt Lura. Auch für konventionelle Zementfabriken wäre es ein Vorteil, das CO2 einzufangen, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Forschende entwickeln hierfür verschiedene Methoden.

Und ein weiteres Problem bleibt auch bei der neuen Methode bestehen: Die Drehrohröfen müssen immer noch auf fast 1500 Grad Celsius erhitzt werden. Dafür werden fossile Energieträger, Plastikabfall oder Autoreifen verbrannt. Den Vorschlag der Forschenden, den bei ihrem Verfahren entstehenden Wasserstoff dafür zu verbrennen, hält Lura für wenig realistisch. «Dies würde einen Umbau der bestehenden Infrastruktur erfordern, der sehr teuer ist und dessen Umsetzung Jahre dauern würde.» Ausserdem könne man mit dem Wasserstoff sinnvollere Dinge tun, zum Beispiel ihn für Brennstoffzellen nutzen oder ihm Methan beimischen, welches Gas-Fahrzeuge antreibt.

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