Der Weg zur Klimaneutralität von Zement und Beton

Mit dem „Green Deal“ hat die Europäische Kommission die Weichen gestellt, dass wir in Europa bis zum Jahr 2050 Klimaneutralität in allen Bereichen erreichen müssen. In Deutschland wird dieses ehrgeizige Ziel bereits für 2045 angestrebt. Darüber hinaus sind Zwischenziele für 2030 und 2035 definiert, die ebenfalls eingehalten werden müssen. Aus diesem Grund steht die Zementindustrie in Deutschland und damit auch die gesamte Wertschöpfungskette von Zement und Beton vor großen Herausforderungen. Hintergrund hierfür ist, dass bei der Herstellung von Zement, beziehungsweise seinem Vorprodukt Zementklinker, große Mengen an CO freigesetzt werden. Je Tonne Zementklinker fallen etwa 700 kg CO an. Dabei entfallen rund 2/3 auf rohstoffbedingte Prozessemissionen durch die Entsäuerung des Kalksteins. Rund 1/3 sind energiebedingte CO – Emissionen aufgrund des Einsatzes der Brennstoffe und des Brennprozesses, um die erforderlichen Temperaturen im Zementofen von 1450 °C zu erreichen (Bild 1). Bereits seit 1990 haben Optimierungsmaßnahmen in dem Zementherstellungsprozess und die Einführung von Portlandkompositzementen mit geringerem Zementklinkeranteil zur Reduzierung der -Emissionen um etwa 20-25 % bis zum Jahr 2020 beigetragen. Bei der weiteren Minderung der CO -Emissisionen stößt die Zementindustrie jedoch zunehmend an Grenzen. Somit sind künftig weitere Maßnahmen notwendig, um das Ziel der Klimaneutralität zu erreichen. Hierzu gibt es mehrere Ansätze, die in Summe zur Klimaneutralität der Zementindustrie führen sollen. Der Verein Deutscher Zementwerke VDZ e.V. hat in seiner Roadmap die notwendigen Schritte beschrieben. Die Einsparungen von CO sollen entlang der gesamten Werkschöpfungskette des Bauens mit Beton erfolgen (Bild 2). Wie auf Bild 2 erkennbar, sind im Jahr 2019 etwa 20 Mio. to CO bei der Zementherstellung angefallen (13,2 Mio. to rohstoffbedingt durch die Entsäuerung des Kalksteins und 6,8 Mio. to durch den Brennprozess). Bei der Studie geht der VDZ davon aus, dass die Baunachfrage bis 2050 um ca. 5 % zurückgeht. Weiters werden Optimierungen im Klinkerherstellprozess Verbesserungen um etwa 10 % bringen. Dazu zählt auch die Verwendung von Sekundärbrennstoffen im Brennprozess, anstelle von Primärbrennstoffen wie Kohle, Öl oder Gas. SCHWENK hat in seinen vier Zementwerken in Deutschland Brennprozess nahezu vollständig auf Sekundärbrennstoffe umgestellt und somit das Potenzial bereits jetzt weitgehend ausgeschöpft, was sich auch in niedrigeren CO -Emissionen je Tonne Zement niederschlägt (Tabelle 1). Die CO -Emissionen im Zement und Beton werden maßgebend durch den Anteil des Zementklinkers dominiert. Bei durchschnittlich zusammengesetztem Beton der Festigkeitsklasse C25/30 betragen die CO -Emissionen ca. 200 kg CO Äq. je m³ Beton. Der Anteil, verursacht durch den Zement, beträgt in etwa 80 – 90 % der gesamten CO – Emissionen des Betons. Somit liegt das größte Absenkungspotential der CO -Emissionen im verstärkten Einsatz von Zementen mit reduziertem Klinkergehalt und daraus folgend erhöhtem Anteil weiterer Hauptbestandteile. Bereits in der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass CEM II/A-Zemente (Anteil weiterer Hauptbestandteile neben Klinker bis zu 20 M.-%) und CEM II/B-M-Zemente (Anteil weiterer Hauptbestandte