Deutsche und brasilianische Forscher haben erstmalig Belterra, ein lehmartiges Nebenprodukt des Bauxitabbaus, zur Zementherstellung eingesetzt. Das neue Material ist ebenso stabil wie herkömmlicher Zement.
Die Zementindustrie ist einer der größten Klimakiller überhaupt. Jahr für Jahr setzt sie 2,8 Milliarden Tonnen CO2 frei. Das macht acht Prozent der Emissionen – mehr als der weltweite Flugverkehr und alle Rechenzentren zusammen ausstoßen. Weltweit werden im Jahr über 4,6 Milliarden Tonnen Zement verbaut – Tendenz steigend. Vor allem in Schwellenländern wie China, Indien oder Indonesien steigt der Verbrauch des grauen Baustoffs.
Zement ist das Element, das im Beton Sand, Kies und Wasser dauerhaft verbindet. Für die Herstellung seines Basismaterials, des Zementklinkers, müssen Kalkstein, Ton und Sand bei über 1400 Grad gebrannt werden. Dabei wird reichlich C02 frei. Zwar ersetzen die Zementwerker Brennstoffe wie Kohle oder Öl weitgehend durch brennbare Abfälle, die sonst anderweitig verbrannt würden. Doch rund zwei Drittel der klimaschädlichen Ausstöße sind unvermeidbare Prozessemissionen unabhängig vom Energieverbrauch. Diese Prozesse setzen pro Tonne Zement etwa 600 Kilogramm CO2 frei, die auch bei Einsatz von grünem Wasserstoff nicht vermeidbar wären.
Weniger Energie und weniger C02
Als vielversprechende Alternative gilt Calciumsulfoaluminat-Zement. Dabei wird ein großer Teil des Kalks durch Bauxit ersetzt. Bauxit ist allerdings das Basisprodukt für die Aluminiumherstellung und daher für die Zementherstellung recht teuer.
Wissenschaftler der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der brasilianischen Universidade Federal do Pará haben nun ein bislang ungenutztes Abraumprodukt für die Herstellung eines alternativen Zements genutzt. Der sogenannte Belterra-Lehm fällt bei der Bauxitförderung an und bedeckt als bis zu 30 Meter dicke Tonschicht die Bauxitlagerstätten im Tropengürtel der Erde. Herbert Pöllmann, Professor am Institut für Geowissenschaften und Geographie der MLU zu den Vorzügen der Tonschicht: “Sie enthält genügend aluminiumhaltige Minerale für eine gute Qualität, ist in großen Mengen verfügbar und kann ohne zusätzliche Behandlung verarbeitet werden.”
Beim Brennprozess fallen zwei Drittel weniger klimaschädliche Emissionen an. Hinzu kommt, dass der Belterra-Lehm ohnehin abgetragen wird und für die Zementherstellung nicht gesondert erschlossen werden muss. Ganz ohne Kalk geht es bei der Zementherstellung jedoch nicht. Allerdings kann der Belterra-Lehm den Kalk immerhin bis zu 60 Prozent ersetzen.
Weiterer Vorteil: Der Brennprozess braucht nur Temperaturen von 1 250 Grad – gut 150 Grad weniger als beim herkömmlichen Zement. Beide Effekte, weniger Energieverbrauch und weniger Ausstoß bei der chemischen Umformung des Belterra-Lehms, vermindern die Klimagas-Emissionen bei der Zementherstellung um zwei Drittel.
Der neue Zement ist alles andere als ein schlechter Ersatz. Im Labor wiesen die Mineralogen nach, dass ihr alternativer Zement allen Anforderungen genügt, die an den klassischen Portlandzement gestellt werden. Jetzt wollen die Forscher untersuchen, ob es auch in Deutschland Abraumquellen für den neuen Baustoff gibt.
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