Dekarbonisierung
Das CO2 und die Zementindustrie: Der Baustoff Beton ist unverzichtbar, die CO2-Emissionen sind unvermeidbar. Innovative Technologien können helfen, das Dilemma zu durchbrechen - um Zement und Beton in Zukunft klimafreundlich herzustellen. Damit der Baustoff auch in Zukunft verfügbar ist, aber die Atmosphäre nicht mehr belastet. Dazu bekennt sich auch Holcim - und hat Klimaneutralität zum erklärten Ziel gemacht.
Die CO2-Challenge: Eine Herausforderung für die Zementindustrie und das ganze Land
Deutschland soll klimaneutral werden. Das Klimaschutzgesetz (KSG) sieht vor, klimaschädliche Emissionen bis 2030 um 65 Prozent gegenüber 1990 zu begrenzen. Bis 2045 soll eine Netto-Treibhausgasneutralität erreicht werden. Eine besondere Bedeutung kommt dabei dem Bau- und Gebäudesektor zu. Hier sind immense Anstrengungen notwendig, damit Deutschland seine Klimaziele erreichen kann.
Das Bauen mit Beton bringt ein Dilemma mit sich. Einerseits ist Beton unverzichtbar, für den Bau vieler Häuser, Industriegebäude und Infrastrukturobjekte. Zement wird als wichtigster Bestandteil von Beton benötigt. Andererseits fallen dabei enorme Emissionen an - und der Großteil davon ist unvermeidbar. Insgesamt ist die Zementherstellung global für bis zu acht Prozent des jährlichen Kohlenstoffdioxidausstoßes verantwortlich.
Der CO2-Ausstoß ist vor allem aus zwei Gründen so hoch. Erstens aufgrund der Beheizung des Drehofens zur Herstellung von Zementklinker auf rund 1450 Grad Celsius, zweitens wegen der chemischen Prozesse im Rohstoff während des Brennvorgangs. Fachlich gesprochen wird dabei Kalkstein oder Kreide entsäuert, praktisch heißt das, sie setzen CO2 frei. Diese chemischen Prozesse können aktuell nur bedingt beeinflusst werden, die unvermeidbaren Emissionen machen rund zwei Drittel der Gesamtemissionen bei der Zementherstellung aus.
Auch in Zukunft führt kein Weg an Beton als Baustoff vorbei - und der Weg zum klimaneutralen Beton führt über Innovation. Über neue Technologien, die verhindern, dass bei der Zementherstellung CO2 in die Atmosphäre gelangt - von der Verringerung der anfallenden CO2-Menge bis zum Abscheiden der unvermeidlichen Emissionen. Denn die Klimaziele verpflichten auch Unternehmen, den CO2-Ausstoß bis 2030 deutlich zu senken und bis 2045 eine kohlenstoffdioxidneutrale Produktion zu erreichen.
Maßnahmen zur CO2-Reduktion und technologische Fortschritte
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Betonproduktion nachhaltiger zu gestalten und die CO2-Bilanz der Zementherstellung zu verbessern. Eine davon sind Fortschritte zur Reduktion des Materialeinsatzes, denn damit wird zugleich weniger CO2 in der Produktion frei. In unserem Holcim Innovation Hub forschen wir an solchen Maßnahmen.
Eine Innovation, die bereits verfügbar ist, ist Carbonbeton. Dieser ist nicht wie Stahlbeton mit Elementen aus Eisen bewehrt, sondern mit Carbonfasern. Carbon kann sechsmal so viel Gewicht tragen wie Stahl. Das bedeutet: Betonteile mit Carbonbewehrung können deutlich dünner sein als Stahlbeton und sind dennoch genauso stabil. Außerdem rostet Carbon nicht. Deshalb brauchen die Carbonfasern keine dicke Betonhülle, um Korrosion zu verhindern. In unseren vorgespannten CPC-Modulen mit Carbonfaser-Bewehrung kommt diese Technologie zum Einsatz. Die Elemente sind filigran und hoch belastbar.
Zur Erreichung des Netto-Null-Ziels werden Materialeinsparungen allerdings nicht ausreichen. Denn auch mit weniger Material wird Zementklinker benötigt und damit CO2 freigesetzt. Deshalb braucht es weitere Fortschritte auf der Produktseite und im Herstellungsprozess.
1. Reduktion des Klinkeranteils
Aktuell sind bereits moderne Hochofenzemente verfügbar, die nur noch einen Klinkergehalt zwischen 35 und 64 Prozent aufweisen, wie unsere Produktlinie Holcim-Duo. Unsere seit 2022 verfügbare ECOPlanet-Produktlinie macht sogar leistungsfähige Produkte mit unter 34% Klinkeranteil verfügbar. Ein Teil des Zementklinkers wird bei der Herstellung durch Stoffe aus der Roheisengewinnung oder der Kohleverbrennung ersetzt, nämlich durch Hüttensand oder Flugasche. Diese Stoffe sind allerdings nur begrenzt verfügbar und um die Leistungsfähigkeit des Zements beizubehalten, darf ein gewisser Klinkergehalt nicht unterschritten werden. Das spart vor allem Rohstoffe und kann auch dazu beitragen, die CO2-Bilanz zu reduzieren.
2. Fortschritte in der Zementherstellungstechnologie
Die kontinuierliche Weiterentwicklung von Ofentechnik, Filteranlagen und eingesetzten Brennstoffen hat bereits dazu beigetragen, die CO2-Emissionen deutlich zu senken. Die Effizienz der Anlagen ist deutlich gestiegen, der Energieeinsatz - und damit auch die CO2-Emissionen aus dem Brennstoff - entsprechend gesunken. Alternative Brennstoffe mit einem höheren Anteil aus nachwachsender Biomasse tragen ebenfalls zur Senkung bei.
Zwei Routen für den Umgang mit CO2
Für die unvermeidlichen Emissionen aus dem Rohstoff jedoch gibt es bisher keine universell passende Lösung. Weitere Technologiesprünge sind nötig. Holcim hat in allen deutschen Zementwerken Dekarbonisierungsprojekte gestartet und setzt dabei auf unterschiedliche Technologien, die mit ihren Eigenschaften am besten zu den jeweiligen Standorten passen. Die Gemeinsamkeit der “Carbon2Business”-Projekte in Lägerdorf, Höver und Beckum ist: Das Klimagas CO2 soll abgeschieden und hochrein für die Nutzung als Rohstoff aufbereitet werden. Das ist eine von zwei Routen für den Umgang mit dem Klimagas, die aktuell im Mittelpunkt der Debatten stehen.
Speicherung des CO2
“Carbon Capture and Storage” (CCS) ist der Fachbegriff für das Konzept, abgeschiedenes CO2 unterirdisch zu speichern, zum Beispiel unter dem Meer. Um die deutschen und europäischen Klimaziele erreichen zu können, ist CCS ein notwendiger Teil der Lösung. Wo immer möglich, sollte jedoch eine andere Lösung favorisiert werden - die Nutzung von CO2.
CCS
Nutzung von CO2
Das Klimagas kann zum Rohstoff werden. Hier ist fachsprachlich von “Carbon Capture and Utilization” (CCU) die Rede. Das CO2 wird abgeschieden und hochrein aufbereitet, so dass es als Rohstoff genutzt werden kann - beispielsweise in der chemischen Industrie als Ersatz für fossile Kohlenstoffquellen oder in biotechnologischen Prozessen. Ziel von CCU ist es, das CO2 möglichst dauerhaft zu binden oder in Kreisläufe einzubringen.
CCU
Holcims Weg zur Klimaneutralität
Auch bei Holcim fällt CO2 an: Durch Beheizung der Drehrohröfen und unvermeidliche Reaktionen im Rohstoff, aber auch durch den eingekauften Strom oder die Logistik. Eine klimafreundliche Zementherstellung braucht einen integrierten Blick auf alle anfallenden CO2-Emissionen in den unterschiedlichen Bereichen.
Holcim hat Nachhaltigkeit zu einem Kernelement der Geschäftsstrategie gemacht und ein ambitioniertes Ziel gesetzt: Wir wollen ein klimaneutrales Unternehmen werden und 2045 “Netto-Null” erreichen. Wir entwickeln innovative Lösungen, um den CO2-Ausstoß in der Zementproduktion zu reduzieren. Dabei verfolgen wir eine konsequente Strategie innerhalb der drei Scopes von CO2-Emissionen.
Scope 1: Dekarbonisierung der Zementwerke
Wir setzen auf verschiedene Abscheidekonzepte, die es ermöglichen, das bei der Zementproduktion anfallende CO2 an allen unserer Standorte in Deutschland abzuscheiden. Anschließend wollen wir es für die Nutzung als Rohstoff aufbereiten (“Carbon2Business”). In Lägerdorf plant Holcim den Bau eines klimaneutralen Zementwerks, in dem die Oxyfuel-Technologie der 2. Generation eingesetzt wird, die CO2 nahezu vollständig abscheiden kann. In Höver testet Holcim eine CO2-Abscheidungsanlage auf Basis von Membrantechnologie in Zusammenarbeit mit Cool Planet Technologies und dem Helmholtz-Zentrum Hereon. Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit dieser Technologie im industriellen Maßstab zu demonstrieren, um potenziell 90 Prozent der CO2-Emissionen abzutrennen. Im Zementwerk Beckum setzt Holcim auf die Aminwäsche-Technologie zur Abscheidung von CO2.
Der ambitionierte Plan, den wir in allen drei unseren Zementwerken in Deutschland verfolgen, sieht vor, das abgeschiedene Treibhausgas CO2 zu einem wertvollen Rohstoff zu entwickeln, beispielsweise als Grundstoff in der chemischen Industrie für die Produktion von Kunststoffen. Wenn deren erster Lebenszyklus nach möglichst häufigem gleichwertigen Recycling endet, können sie erneut im Zementwerk verwertet werden, wobei das CO2 wieder abgeschieden und als Grundstoff genutzt wird. Somit entsteht ein CO2-Kreislauf, bei dem das Gas nicht in die Atmosphäre entweicht.
Scope 2: Mehr Grünstrom für die Zementherstellung
Unsere durch den Stromverbrauch verursachten CO₂ Emissionen konnten wir bereits deutlich senken. Das liegt vor allem an einer Steigerung des Grünstrom-Bezugs. Dafür nutzen wir zum einen eigene Quellen wie Photovoltaikanlagen auf unseren Werksgeländen oder einen eigenen Windpark in Rethwisch, in unmittelbarer Nachbarschaft zu unserem Zementwerk in Lägerdorf. Zum anderen nutzen wir Stromlieferverträge für Grünstrom, sogenannte Purchase Power Agreements (PPAs). Auch zukünftig werden wir verstärkt auf den Einsatz von regenerativem Strom setzen und deren Anteil am Strommix kontinuierlich ausbauen. Regionalität spielt dabei eine große Rolle. Unser Ziel bis 2030: Mindestens 80 Prozent erneuerbare Energien nutzen.
Scope 3: CO2 Reduktion in der Logistik
Für Holcim ist Logistik entscheidend für die Dekarbonisierung unserer Baustoffproduktion. Wir evaluieren Transportwege ökonomisch und ökologisch. Unsere CO2-Emissionen in der Logistik erfassen wir seit 2020 vollständig und streben bis 2030 eine deutliche Reduzierung dieses Teils an. Wir arbeiten an der Umstellung unserer Flotte auf Elektro-, LNG- und Wasserstoff-Trucks, um unsere CO2-Emissionen in der Logistik bis 2045 um 90 Prozent zu reduzieren.
Nachhaltige Baustoffe von Holcim: CO2-reduzierte Zemente und Betone
Der Weg zur vollständigen Klimaneutralität ist noch ein Stück zu gehen - doch auf dem Weg dorthin sind wir bereits weit vorangekommen. Schon heute bieten wir Beton und Zement mit deutlich reduziertem CO2-Ausstoß in der Herstellung an. Langfristig wollen wir in Scope 1, 2 und 3 Klimaneutralität erreichen.
ECOPlanet: Zement in seiner ganzen Vielseitigkeit - nur mit weniger CO2
Zu den CO2-reduzierten Zementen zählen vor allem unsere ECOPlanet-Zemente, hinzu kommen weitere Produktlinien in unterschiedlichen Mischungen für verschiedene Anwendungszwecke. Zement in seiner ganzen Vielseitigkeit - außer beim CO2 gibt es hier keine Abstriche. Ein Überblick über alle CO2-reduzierte Zemente von Holcim.
ECOPact: Transportbeton mit minimalem CO2 und maximaler Leistung
ECOPact ist unser Aushängeschild im Bereich nachhaltige Betone mit maximaler CO2-Reduzierung. an. Für Transportbeton erheben wir einen CO2- und Nachhaltigkeitszuschlag, wenn der CO2-Preis an der Börse Leipzig bestimmte Schwellen überschreitet. Weitere künftige Steigerungen der CO2-Abgaben hat die Politik bereits beschlossen. Somit wird CO2-Reduzierung künftig immer mehr vom Kostenfaktor zum Sparfaktor.
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