„Grüner“ Zement Celitement hinterlässt kleinere „ökologische Fußabdrücke“

(4.1.2010; upgedatet am 24.8.2010) Den Klimawandel incl. globaler Erwärmung zu bremsen und ein neues internationales Klimaabkommen auszuhandeln war (mal wieder) ein Ziel der Weltklimakonferenz, die Ende 2009 in Kopenhagen stattfand. Ein „grünes“ Verfahren für die Zementherstellung, entwickelt von KIT-Wissenschaftlern in Karlsruhe, verspricht enorme Einsparungen beim Energieverbrauch. Der neue Zement mit dem Namen „Celitement“ hat damit das Potenzial, den weltweiten Ausstoß des Klimagases Kohlendioxid in den nächsten Jahrzehnten deutlich zu verringern und so zum Klimaschutz beizutragen.

Bis zu 50% Energie- und CO₂-Einsparung

Die Zementherstellung ist bekanntermaßen ein energieintensiver Prozess: Jährlich sollen Zementwerke mehr als eine Milliarde Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid (CO₂) emittieren - dies sind 5% der weltweiten CO₂-Emissionen. Damit setzt die Zementherstellung drei bis viermal so viel CO₂ frei wie der gesamte Flugverkehr. Wissenschaftlern am KIT ist es nun nach eigenen Angaben gelungen, mit „Celitement“ ein neues, mit Portlandzement vergleichbares zementäres Bindemittel zu entwickeln, das auf bisher unbekannten, hydraulisch aktiven Calciumhydrosilikaten basiert. Als Rohstoffe für das zweistufige Produktionsverfahren dienen im einfachsten Fall gebrannter Kalk und Sand. Die Herstellung von Celitement erfolgt bei Temperaturen unter 300°C - im Vergleich zu den etwa 1450 Grad Celsius, die üblicherweise für die Zementherstellung notwendig sind, also in einem vergleichsweise „kühlem“ Umfeld. So sollen sich im gesamten Herstellungsprozess im Vergleich zur Produktion von herkömmlichem Portlandzement bis zu 50% der Energie einsparen lassen. Auch den Bedarf am Rohstoff Kalk konnten die KIT-Wissenschaftler stark reduzieren.

Neben der Einsparung an Energie ist vor allem auch die Emissions-Bilanz günstiger: Bei der Herstellung von Celitement soll im Vergleich zu üblichen Verfahren zur Produktion von Portlandzementklinker nur halb so viel CO₂ an die Umwelt abgegeben werden. Jährlich etwa 2. Mrd. Tonnen des Bindemittels produzieren die Zementwerke weltweit für die Bauindustrie. „Wären - in die Zukunft gedacht - alle Zementwerke weltweit auf unserer Verfahren umgestellt, würde jährlich eine halbe Milliarde Tonne weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre entweichen - mit enormen Effekten für den Klimaschutz“, stellt die Vision von Dr. Peter Stemmermann vom Institut für Technische Chemie (ITC) des KIT fest. Gemeinsam mit drei weiteren ITC-Wissenschaftlern hat er das Konzept für den umweltfreundlichen Zement und das entsprechende Herstellungsverfahren entwickelt. Möglich wurde dies durch den Einsatz der Synchrothronstrahlung, die es erlaubte, den Zement im Nanometerbereich zu erforschen.

Weltweit suchen Wissenschaftler nach neuen Verfahren, die Energie- und Umweltbilanzbilanz bei der Zementherstellung zu verbessern. „Wir gehen davon aus, dass wir mit Celitement in diesem Punkt einen großen Schritt vorwärts gehen“, so Dr. Hanns-Günther Mayer vom Innovationsmanagement des KIT. Um den neuen Zement nach und nach zur Marktreife zu bringen, haben die Wissenschaftler und das KIT gemeinsam mit dem Industriepartner Schwenk ein Unternehmen, die Celitement GmbH, gegründet. Der nächste Schritt ist der Bau einer Pilotanlage auf dem KIT-Campus Nord. „Damit können wir mit ersten Tests starten, die für die langfristige industrielle Anwendung notwendig sind“, so Mayer.

Update vom 24.8.2010: Celitement bekommt Pilotanlage

Anfang Juli 2010 wurde am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) der Grundstein für eine Pilotanlage zur Produktion des neuartigen Zements Celitement gelegt - siehe Beitrag vom 24.8.2010