CO₂-Emissionen bei der Kalkherstellung rohstoffbedingt unvermeidbar
Kalk ist in der heutigen Zeit unabdingbar. Er ist unverzichtbarer Werkstoff für die Bauindustrie sowie Grundstoff für viele weitere Industriesektoren. Kalk ist unter anderem bei der Produktion von Eisen, Glas, chemischen und medizinischen Erzeugnissen sowie in der Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie notwendig. Zu weiteren Nutzungsbereichen von Kalk gehören die Trinkwasseraufbereitung und Abwasserbehandlung, die industrielle Rauchgasreinigung sowie der Wohnungs- und Straßenbau. Als Rohstoff ist er allgegenwärtig und aus unserem alltäglichen Leben nicht wegzudenken.
Es werden aktuell in Deutschland circa 6,4 Millionen Tonnen Kalk pro Jahr produziert. Bei der Herstellung einer Tonne Kalk werden rund 750 Kilogramm CO2 in die Atmosphäre freigesetzt. Im Jahr 2021 führte die Produktion von Industrie- und Baukalk dazu, dass etwa sieben Millionen Tonnen CO2 emittiert wurden.
Das entspricht in etwa 1,8 Prozent der Industrie- und Energieemissionen in Deutschland. Der Hauptanteil, ungefähr zwei Drittel, dieser Emissionen fällt bei der Kalzinierung des Rohmaterials an - dies ist prozess- bzw. rohstoffbedingt. Beim Kalzinierungsprozess – sprich der Entsäuerung des Kalksteins, wird durch chemische Reaktion bei hohen Temperaturen von circa 900 Grad Celsius das CO2 freigesetzt. Diese rohstoffbedingten Emissionen sind nicht vermeidbar. Das restliche Drittel entfällt auf die Erzeugung der hohen Temperaturen durch Verbrennung von Brennstoffen und ist somit energiebedingt.
Ansätze zur klimaneutralen Kalkproduktion
Im Vergleich zu anderen Industriebranchen ist der Gesamtausstoß an CO2-Emissionen in der Kalkindustrie vergleichsweise gering. Dennoch trägt auch die Ersparnis dieser mehreren Millionen Tonnen CO2 jährlich mit zum Erreichen der Klimaneutralität Deutschlands bei. Dafür steht der Einsatz von alternativen Brennstoffen und grünem Strom als Schlüsseltechnologien im Fokus für eine klimaneutrale Kalkproduktion. Angesichts des erheblichen Anteils an rohstoffbedingten Emissionen während des Herstellprozesses liegt ein starker Fokus auf Abscheidetechnologien mit anschließender Speicherung oder Nutzung des CO2 (CCU/CCS Technologien).
Aktuelle Forschungen der Branche befassen sich auch mit der sogenannten Karbonatisierung von Kalkprodukten. Aufgrund seiner chemischen Eigenschaften hat Kalk die Fähigkeit, je nach Anwendung CO2 zu binden. Dieser Prozess wird als Karbonatisierung bezeichnet. Die Forschung hat acht industrielle Prozesse nachgewiesen, bei denen dies stattfinden kann – darunter die häufigsten Verwendungszwecke von Kalk: die Eisen- und Stahlherstellung sowie die Rauchgasreinigung. Dies bietet die Möglichkeiten zur Wiedereinbindung von rohstoffbedingt emittiertem CO2 im eigenen Produkt.
Die größte Herausforderung der Kalkbranche: Reduktion rohstoffbedingter Emissionen
Eine besondere Herausforderung in der Kalkindustrie stellt die Reduktion von unvermeidbaren, rohstoffbedingten Emissionen dar. Selbst bei kompletter Elektrifizierung des energieintensiven Kalzinierungsvorgangs sollen weitere Technologien zur Abscheidung von CO2 für eine klimaneutrale Kalkproduktion implementiert werden.
CCUS-Technologien können zu diesem Zweck eingesetzt werden, sind aber in den vergangenen Jahren in Verbindung mit der Kohleausstiegsdebatte auf starken Widerwillen gestoßen. Im Rahmen des Klimaschutzes gewinnen sie jedoch zunehmend an gesellschaftlicher Akzeptanz. Es fehlt weiterhin an politischen Rahmenbedingungen und gesetzlichen Regelungen, die klare Begriffsdefinitionen und Grenzwerte definieren. CCUS sollte vorrangig als Brückentechnologie für unvermeidbare Emissionen eingesetzt werden und den Ausstieg aus fossilen Energieträgern nicht verzögern.
Zudem wird für das Verfahren in naher Zukunft eine entsprechende Infrastruktur erforderlich sein, um abgeschiedenes CO2 zu Speicherstätten zu transportieren oder es für den weiteren Einsatz in anderen Industrieprozessen, wie beispielsweise der chemischen Grundstoffindustrie oder der Lebensmittelindustrie, zu nutzen.
Regulatorische Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche CO2-Einsparung
Der Einsatz neuer Technologien ist meistens mit großen anstehenden Investitionen verbunden. Für eine langfristige Planung ist daher Investitionssicherheit für die Unternehmen von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus sind passende rechtliche Grundlagen für die Speicherung von CO2 zu etablieren. Dabei spielt auch die gesellschaftliche Akzeptanz eine wichtige Rolle.
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Bianca Dornisch-Bund
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Die KEI Fachforen bringen regelmäßig Branchenexpert*innen der energieintensiven Industrie zusammen.
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