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Konventionelle Kalkherstellung

Ein Kalkwerk vor einem Steinbruch.

So funktioniert die konventionelle Kalkherstellung

Bei der bisherigen Herstellung von Kalk werden in Deutschland etwa sieben Millionen Tonnen CO2 emittiert. Dies entspricht zwar nur etwa 1,5 Prozent aller durch die energieintensive Industrie verursachten Emissionen. Um jedoch die nationalen, europäischen und internationalen Klimaziele einhalten zu können, müssen alle Potentiale ausgeschöpft werden. Diese finden sich nicht nur im Herstellungsprozess von Kalk, sondern auch im Lebenszyklus seiner Produkte. Trotz Elektrifizierung oder dem Einsatz grüner Brennstoffe entstehen bei der Kalkproduktion rohstoffbedingt unvermeidlich CO2-Emissionen. Die folgende Infografik verdeutlicht die Problematik.

Herstellungsprozess

Der konventionelle Prozess der Kalkherstellung beginnt mit der Gewinnung von Kalkstein aus Steinbrüchen (1). Dieser wird gebrochen, gesiebt und gewaschen wird (2), um feine Partikel, wie Sand, abzutrennen und eine einheitliche Korngröße zu gewährleisten. Der Kalkstein wird in Öfen auf hohe Temperaturen erhitzt, wobei Calciumcarbonat (CaCO3) in Calciumoxid (CaO, Branntkalk) umgewandelt und Kohlendioxid freigesetzt wird. Dieser Prozessschritt nennt sich Kalzinierung (3).  Er ist die Hauptursache für prozessbedingt unvermeidbare sowie rohstoffbedingt vermeidbare Emissionen bei der Kalkherstellung (vgl. Kalkkreislauf – Schritt 1 „Brennen“). Der Branntkalk wird gesiebt und gemahlen (4), um die für die verschiedenen Produkte die erforderliche Korngröße zu erhalten. In der Veredelungsphase (5) wird in mehreren Schritten eine kontrollierte Menge Wasser hinzugefügt. Dadurch wird der Branntkalk zu gelöschtem Kalk beziehungswiese zu Kalziumhydroxid (Ca(OH)2) und Wärme umgewandelt (vgl. Kalkkreislauf – Schritt 2 „Löschen“). Je nach Verfahren entsteht so Kalk mit unterschiedlichen Eigenschaften und Reinheitsgraden, wobei feinere Partikel des Produktes eine bessere Reaktivität erwarten lassen.

Emissionen prozessbedingt unvermeidbar

Die Erzeugung von CO2 erfolgt während des Kalzinierungsschritts des Kalkherstellungsprozesses. In diesem Schritt wird Kalkstein, der hauptsächlich aus Kalziumkarbonat (CaCO3) besteht, in einem Brennofen auf Temperaturen von 850 bis 1000 Grad Celsius erhitzt. Dies geschieht etwa in sogenannten Drehrohröfen, Schachtöfen oder Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Öfen. Die chemische Formel dazu lautet: CaCO3 à CaO + CO2.

Diese Reaktion führt zur Zersetzung von Kalziumkarbonat (Kalkstein) in Kalziumoxid (Branntkalk) und Kohlendioxid, welches in die Atmosphäre emittiert wird. Das erzeugte Kalziumoxid wird im Anschluss zu verschiedenen Kalkprodukten weiterverarbeitet. Neben den prozess- und rohstoffbedingten Emissionen entstehen auch indirekte energiebedingte Treibhausgase durch die Verbrennung von fossilen Energieträgern. Diese erzeugen bislang die für die Kalzinierung benötigten hohen Ofentemperaturen.

Kontakt

Bianca Dornisch-Bund
Fachliche Projektmanagerin
0355 47889-141 E-Mail schreiben weitere Informationen

So kann klimaneutrale Kalkherstellung funktionieren

Um eine erhebliche Verringerung der Treibhausgasemissionen in der Kalkproduktion zu erzielen, müssen eine Reihe von Strategien zur Dekarbonisierung kombiniert werden. Unsere folgende Infografik verdeutlicht diesen Prozess.

Zur Infografik