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Ausgezeichnete Bachelorarbeit: Wie viele CO₂-Emissionen entstehen beim Bau von Asphaltstraßen?

(4.8.2022) Der Bau von Asphaltstraßen verursacht große Mengen an CO₂-Emis­sio­nen - für 100 m einer leicht befahrenen Fahrbahn von 16 cm Asphaltstärke bereits gute 11.500 kg. Um diesen CO₂-Ausstoß einfach ermitteln zu können, hat René Gruszka, Absolvent der FH Münster, in seiner Bachelorarbeit am Fachbereich Bauingenieurwesen ein Berechnungstool entwickelt. Der Rechner bezieht den Lebenszyklus einer Straße von der Rohstoffgewinnung bis zum Einbau der Materialien ein. Für seine Abschlussarbeit in Kooperation mit der Baufirma Gieseke GmbH hat die FH Münster den Alumnus mit dem Hochschulpreis sowie dem Bernard-Rincklake-Preis ausgezeichnet.

René Gruszka (Mitte) und die Betreuer seiner Bachelorarbeit am Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster: FH-Professor Dr. Hans-Hermann Weßelborg (l.) und Mark Gieseke von der Gieseke GmbH. (Foto © FH Münster/Michelle Liedtke) 

Zu Erinnerung: Asphalt besteht im Wesentlichen aus zwei Komponenten - nämlich aus einem Gemisch aus Gesteinskörnungen und Bitumen als Bindemittel.

Rohstoffe gewinnen, Materialien transportieren, die Gesteinskörnung erhitzen und die Komponenten auf der Baustelle einbauen - all das verbraucht Energie und setzt CO₂ frei. „Für meine Bachelorarbeit habe ich mir zuerst angeschaut, welche einzelnen Schritte beim Bau anstehen und vorgelagert sind und diese dann aufgeschlüsselt. Der weitaus umfangreichste Part der Arbeit lag darin, die Emissions- und Energiedaten für alle Schritte zu erheben“, erklärt René Gruszka. Viele habe er selber errechnet, einige Daten stammen vom statistischen Bundesamt oder aus Beobachtungen.

Dabei spiele nicht nur die Menge an Energie eine Rolle, sondern auch die Art des genutzten Energieträgers. Der Bauingenieur erklärt: „Asphaltmischanlagen trocknen und erhitzen die Gesteinskörnung und vermengen die Einzelkomponenten. Dabei machen sie rund 70 Prozent der CO₂-Emissionen aus, denn sie werden mit Braunkohlestaub betrieben. Dieser ist besonders klimaschädlich, aber kostengünstig. Wird Diesel verbrannt, stößt dieser CO₂ aus; wird Strom genutzt, entsteht dabei kein Klimagas, allerdings muss auch die Erzeugung des Stroms berücksichtigt werden.“

Mit den erhobenen und zusammengetragenen Daten hat Gruszka ein Berechnungsmodell in Excel entwickelt, mit dem sich die Emissionen aller Asphaltmischgüter am Markt errechnen lassen. „Mit dem Modell können Baufirmen den Auftraggebern berechnen, wie hoch die CO₂-Emissionen für ihr gewünschtes Bauvorhaben sind. So lassen sich vorab CO₂-Steuern für den Bau abschätzen und Alternativen mit geringerem Ausstoß aufzeigen“, so Gruszka zum Ziel seiner Arbeit:

  • Beispielsweise könne Asphaltgranulat verwendet werden - also rückgebauter Straßenbelag, der wiederverwendet wird,
  • oder die Temperatur abgesenkt werden. Dazu werden dem Asphalt Zusätze wie Wachse oder Zeolithe hinzugegeben, die es ermöglichen, den Asphalt auch bei niedrigeren Temperaturen mischen und verarbeiten zu können.
  • Eine neue Verfahrenstechnologie ist zudem das Schaumbitumen, bei dem Wasser in das heiße Bitumen eingedüst wird, und sich der Asphalt kurzzeitig bei niedrigerer Temperatur verarbeiten lässt.

Herr Gruszka hat seine Bachelorarbeit in Kooperation mit der Baufirma Gieseke mit Hauptsitz in Rheine geschrieben. Der Kontakt kam über einen Kommilitonen zustande, der dem Chef der Baufirma von Herrn Gruszkas Vorhaben erzählte. „Mark Gieseke, der Chef der Firma, kam daraufhin auf mich zu. Mich freut es sehr, dass das Berechnungsmodell in der Firma eingesetzt und sogar weiterentwickelt wird und viel Anklang gefunden hat“, so der Hochschulpreisträger. Denn er wollte von Anfang an eine Arbeit schreiben, die einen Nutzen bringt und nicht in der Schublade verschwindet.

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