So kann die klimaneutrale Zementherstellung funktionieren
Angesichts ihrer herausragenden Bedeutung für das Bauen trägt die Zementindustrie auch eine besondere Verantwortung für Klimaschutz und Ressourcenschonung. Dieser stellen sich die Zementhersteller in Deutschland und arbeiten mit Hochdruck an der Dekarbonisierung ihrer Produkte und Prozesse. In den vergangenen Jahrzehnten haben sie bereits umfangreiche Klimaschutzmaßnahmen ergriffen. Seit 1990 konnten so die CO2-Emissionen bereits um etwa ein Viertel reduziert werden. Bei der weiteren CO2-Minderung stößt die Zementindustrie jedoch an Grenzen. Das liegt besonders an den prozessbedingten Emissionen der Klinkerherstellung, die mit heute verfügbarer Technik nicht minderbar sind. Um Klimaneutralität in einer Zementproduktion zu erzielen, soll eine Reihe der Maßnahmen zur Dekarbonisierung durchgeführt werden. Die folgende Infografik veranschaulicht die verschiedenen Optionen.
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Optimierungsmöglichkeiten zur Dekarbonisierung
Substitution durch Zusatzstoffe für die Verringerung des Klinkeranteils
Option 1a/b: Beimischung von Zusatzstoffen, wie Recycling-Material, Hüttensand oder Flugasche im Brecher und Mühle (2) oder in der Zementmühle (8) führt zu einer Verringerung des Klinkeranteils im Endprodukt und führt damit zur Senkung der prozessbedingten Emissionen. Dabei kann die Gesteinskörnung teilweise durch aufbereiteten Bauschutt ersetzt werden – dies wird ressourcenschonender Beton (R-Beton) genannt.
Einsatz alternativer Brennstoffe
Option 2: Defossilisierung des Drehofens kann durch Einsatz von alternativen, THG-neutralen Brennstoffen erfolgen.
Elektrifizierung der Anlagenkomponenten
Optionen 3a/b: Die Vermeidung des Brennstoffeinsatzes und Optimierung der im Kalzinator entstehenden CO2 Emissionen können durch Elektrifizierung des Drehofens (6) und Calcinators (5) ermöglicht werden.
Abscheidetechnologien der unvermeidbaren CO2-Emissionen
Option 4: Die Technologie zur Abscheidung prozessbedingten CO2-Emissionen kann am besten in Verbindung mit der Option 3a eine Dekarbonisierung der Zementproduktion bis zu 95 Prozent erzielen. Sie dient der weiteren Speicherung oder Nutzbarmachung.
Dabei sollte klar sein, dass alle Optimierungsoptionen priorisiert werden sollten, bevor eine Abscheidung der unvermeidlichen Emissionen in Betracht gezogen wird. Erstens muss die Reduzierung des Klinkeranteils Vorrang haben und Brennstoffe aus alternativen Quellen oder durch Elektrifizierung sollen dekarbonisiert werden. Die Abscheidung ist daher eine Option, die parallel zu den anderen Optionen umgesetzt aber nur für die verbleibenden unvermeidbaren Emissionen genutzt werden sollte.
CO2-armen Zementrezepturen gehört die Zukunft
Die Rezeptur für Zement kann, je nach der Mischung zugesetzten Klinkerersatzstoffen variieren. Der Hauptunterschied zwischen konventionellen und modifizierten Rezepturen besteht in der Reduktion der CO2-Emissionen sowie in einer etwa doppelten Abbindezeit beim Bau. Dieser Nachteil kann jedoch über die Bauplanung organisatorisch kompensiert werden. Die Tatsache, dass diese CO2-armen Rezepturen erst seit Kurzem auf dem Markt sind, führt jedoch zu Unsicherheiten bei den Baufirmen. Die mangelnde Akzeptanz ist folglich noch auf das Fehlen umfangreicher Erfahrungen im Vergleich zu herkömmlichem Zement zurückzuführen.
Infrastruktur erneuerbarer Energien als Grundvoraussetzung
Für die Implementierung der alternativen Verfahren müssen regulatorische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen geschaffen werden, Diese bieten den Unternehmen die notwendige Investitions- und Planungssicherheit. Technisch sollte in erste Linie die Verfügbarkeit von Grünstrom durch den Ausbau von erneuerbaren Energiequellen sichergestellt werden. Um die Abscheidetechnologien voranzubringen, ist der Ausbau von einer sicheren Infrastruktur für Transport, Speicherung und Nutzung von CO2 notwendig.
Die vorhandenen Abscheidetechnologien zeigen bereits heute einen hohen Technologiereifegrad. Sie könnten unter bestimmten Voraussetzungen in den kommenden 10 bis 15 Jahren für mehrere Unternehmen verfügbar sein. Dafür müssen bereits heute Pilot- und Erprobungsanlagen zum Einsatz kommen. Ein wesentlicher Forschungsbedarf besteht zudem bei der Entwicklung technischen Know-hows zur Elektrifizierung von Anlagenkomponenten sowie bei der Untersuchung neuen Materials zur Minderung des Klinkeranteils.
Bereitschaft zur Investition in Technologien
Die Innovationstechnologien zur Umrüstung des Anlagenparks sind noch nicht marktreif und werden aktuell zum Großteil mithilfe von Fördermitteln im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsprojekten realisiert. Daher spielt die Bereitschaft einzelner Unternehmen zur die Erbringung ihres eigenen Investitionsanteils eine entscheidende Rolle. Darüber hinaus werden weitere politische und regulatorische Instrumente zur Absicherung der Investitionen wie Klimaschutzverträge benötigt.
Kontakt
Bianca Dornisch-Bund
Referentin für Zement-, Kalk- und Glasindustrie
0355 47889-141
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So funktioniert die konventionelle Zementherstellung
Das Herstellen einer Tonne Zement setzt bislang im Durchschnitt rund 600 Kilogramm CO2 in die Umwelt frei. Diese Problematik verdeutlicht unsere Grafik zur konventionellen Zementproduktion.
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