ZEROES: Baumaterialien aus Reststoffen als Kohlenstoffsenke

Bezahlbarer Wohnraum ist ein gesellschaftlich notwendiger Bedarf. Gleichzeitig verursacht die Bauindustrie – insbesondere die Herstellung mineralischer Baumaterialien – hohe Treibhausgasemissionen und ist ressourcenintensiv. Das Projekt ZEROES zielt darauf ab, biogenen Kohlenstoff aus organischen Reststoffen als Kohlenstoffsenke für die Herstellung von Beton und Mauersteinen zu nutzen. Ergänzend bietet die Einbindung von CO₂ in Mauersteine das Potenzial, den Weg für eine klimaneutrale Bauwirtschaft zu ebnen. Die Verwendung von Bruchmaterialien zur Herstellung von Baustoffen leistet zusätzlich einen Beitrag zur Verbesserung der Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft.

Hohe Umweltstandards und steigende Kosten für CO₂-Emissionen bringen die europäische Bauindustrie im internationalen Vergleich in einen enormen Konkurrenzdruck. Für eine zukünftige wirtschaftliche Produktion sind klimaneutrale Lösungen gefragt. Bisher etablierte verfahren zur CO₂-Abscheidung sind jedoch aufgrund enormer Energiekosten und fehlender Infrastruktur für den CO₂-Transport kurz- und mittelfristig nicht realisierbar.

Das Projekt ZEROES verfolgt den industriebezogenen Ansatz, um CO₂-Emissionen bei der Herstellung von Baustoffen zu reduzieren. Im Fokus ist der Einsatz von Karbonisaten und Baubruch zur Herstellung von Beton und Kalksandsteinen. Karbonisate sind kohlenstoffreiche Materialien, die durch die thermochemische Umsetzung von Biomasse erzeugt werden. Durch die Einbindung der Karbonisate in Baustoffe wird verhindert, dass der Kohlenstoff als CO₂ in die Atmosphäre freigesetzt wird und als C-Senke betrachtet werden kann. Zusätzlich wird durch eine CO₂-Härtung der CO₂-Fußabdruck gesenkt. Ausgangspunkt ist die Verfügbarkeit von regional verfügbarer Biomasse und Bauschutt, in der näheren Umgebung der beteiligten Industriepartner in NRW.

Direkte Einbindung von CO₂   

ZEROES fokussiert sich hierbei auf Karbonisateigenschaften, die einen möglichst hohen Einsatz von Karbonisaten im Baustoff ermöglichen, um größtmögliche Mengen an Kohlenstoff zu speichern. Zusätzlich werden in ZEROES aber auch die energetischen Aspekte berücksichtigt, wie beispielsweise eine geschickte Integration und somit auch eine thermische und energetische Nutzung, die die Umwandlung von Biomasse in Energieträger und Karbonisate in Prozessen im Baustoffwerk ermöglicht.

In einem zweiten Forschungsansatz untersuchen die Forschenden neben dem Einsatz der Karbonisate auch die direkte Einbindung von CO₂ in Kalksandsteinen bereits während der Herstellung, um die CO₂-Emissionen zu kompensieren, die bei der unvermeidbaren Calcinierung in der Kalksandsteinindustrie entstehen.

Die Entwicklung von klimaneutralen Baustoffen als CO₂-Senke ermöglicht es, klimaresiliente Geschäftsmodelle im Bereich der Baumaterialherstellung am Standort NRW entwickeln zu können und NRW damit zu einem innovativen und umweltfreundlichen Industriestandort Europas zu machen.

Ergebnisse aus Vorarbeiten zeigen bereits, dass durch die Härtung von schlackebasierten Mauersteinen mit CO₂ auf die Verwendung hydraulischer Bindemittel verzichtet werden kann. Weiterhin ist eine Aufrüstung der Autoklaven für eine CO₂ induzierte Härtung in Kalksandsteinwerken möglich.

• Betonwerke Büscher GmbH & Co. KG
• Ruhrbaustoffwerke GmbH & Co. KG