Carbon Capture und neue Produktionsprozesse
Die Zementindustrie verfolgt das Ziel der Klimaneutralität bis 2050. Da sich die rohstoffbedingten Prozessemissionen nicht direkt vermindern lassen, forschen deutsche und europäische Zementhersteller an Carbon-Capture-Technologien. Konkret geht es um Carbon Capture Storage (CCS), die Speicherung von CO2 in Betongranulat und das Einfangen von Treibhausgasen mit Hilfe des Oxyfuel-Verfahrens. Aber auch innovative Technologien und eine umfassende Datenanalyse während des Produktionsprozesses von Beton können helfen, nachhaltigere Herstellungsverfahren zu etablieren.
Carbon Capture Storage / Carbon Capture Utilization
Die Verfahren Carbon Capture & Storage (CCS) und Carbon Capture & Utilization (CCU) dienen dazu, Kohlenstoff aus Produktionsprozessen zu erfassen und diesen entweder unterirdisch zu speichern oder in anderen Prozessen zu nutzen. Dies erfolgt durch die Verwendung einer Mischung aus Wasser und organischen Amin-Lösungsmitteln, die CO₂ absorbieren. Die weltweit erste CCS-Anlage soll 2024 in Brevik/Norwegen in Betrieb gehen. Dieses wegweisende Projekt wird von Heidelberg Materials realisiert und soll künftig etwa 400.000 Tonnen CO₂ jährlich abscheiden. Das erfasste CO₂ wird über eine Offshore-Pipeline in tiefe geologische Schichten geleitet und dort gelagert. Die erarbeitete Technologie könnte potenziell auf Zementwerke weltweit übertragen werden.
Wichtig ist, dass die gesamte CO2-Bilanz eines solchen Prozesses betrachtet wird und möglichst klimaneutrale Energiequellen für diesen Prozess genutzt werden, da das Abscheiden von CO2 ein energieintensiver Prozess ist. Ein wesentlicher Aspekt ist auch, dass nicht alle geologischen Speicherorte geeignet sind und somit weite Transportwege erforderlich sein können.
Speicherung von CO2 in Betongranulat
Das Schweizer Unternehmen neustark entfernt CO2 aus der Atmosphäre und hat eine Technologie entwickelt, es dauerhaft in recyceltem Betongranulat zu speichern. Die Methode basiert auf dem Prinzip der natürlichen Mineralisierung bzw. Karbonatisierung. Der Prozess dauert in der Natur sonst über 1.000 Jahre und wird mit diesem Verfahren auf wenige Stunden verkürzt. Dadurch vervierfacht sich die durchschnittliche CO₂-Aufnahme des Recyclingbetons. Es werden rund 10 kg CO2 pro Kubikmeter gebunden, auch der Zementanteil verringert sich.
Oxyfuel-Verfahren
Catch4Climate ist ein CO2-Abscheide-Projekt der Forschungsgesellschaft Cement Innovation for Climate. Dabei wird Treibhausgas mit dem Oxyfuel-Verfahren eingefangen: Beim Brennvorgang von Kalkstein zu Klinker wird nicht die Umgebungsluft zugeführt, sondern reiner Sauerstoff. Weil hierbei kein Stickstoff in den Brennvorgang gelangt, entsteht hoch konzentriertes CO2. Dieses Abgas lässt sich einfacher reinigen und verwerten, etwa als reFuels. Das sind synthetische Kraftstoffe, die beispielsweise Kerosin für den Flugverkehr ersetzen sollen und die mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt werden.
Für den Bau der ersten deutschen Oxyfuel-Ofenanlage in Mergelstetten in Baden-Württemberg wurde Thyssenkrupp Polysius beauftragt. Sie soll 2024 in Betrieb gehen. Ziel sei es, 100 Prozent der CO2-Emissionen eines Zementwerks kosteneffizient abzuscheiden. Das Projekt soll zudem die Voraussetzungen für einen großflächigen Einsatz von CO2-Capture-Technologien in der Zementindustrie schaffen.
Betonproduktion mit künstlicher Intelligenz
Ein entscheidender Schritt für die Minimierung der Umweltauswirkung bei der Betonherstellung ist die kontinuierliche Überwachung und Verbesserung der Produktionsprozesse und der Produktqualität.
Hier setzt eine innovative Technologie von alcemy an. Durch kontinuierliche Analyse qualitätsrelevanter Daten aus Chemie, Mineralogie und Korngrößenverteilung wird ein Echtzeit-Einblick in die Produktqualität gewonnen. Intelligente Algorithmen ermöglichen die fortlaufende Optimierung der aktuellen Zementproduktion. Dieser Ansatz ermöglicht es, die Produktqualität zu steigern und gleichzeitig Ressourcen effizienter zu nutzen. Die Zukunft der Zementherstellung liegt bei alcemy in der intelligenten Anwendung von Daten und Algorithmen, um qualitativ hochwertige Produkte herzustellen und gleichzeitig die Umweltauswirkungen zu minimieren.
