C² in CO_² – Calcium Carbonatisierung zur industriellen Nutzung von CO_²

CO₂-Emissionen nachhaltig reduzieren

Beton ist ein unverzichtbarer Baustoff. Er bildet die Grundlage unserer Infrastruktur und gebauten Umwelt. Obwohl Beton an sich einen niedrigen CO₂-Fußabdruck aufweist, machen die benötigten Mengen – Beton macht über die Hälfte aller vom Menschen produzierten Materialien aus – die Zementindustrie aufgrund der unvermeidlichen, bei der Kalzinierung von Kalkstein entstehenden Prozessemissionen zu einem der größten CO₂-Emittenten.

Der ausgehärtete Zementstein bietet jedoch ein großes Potenzial, CO₂ dauerhaft einzubinden. Dies geschieht bereits auf natürliche Weise während der Nutzungsphase von Beton. Die zentralen Ziele des Projekts »C²inCO₂«, das über die BMBF-Fördermaßnahme CO₂-WIN (Förderkennzeichen: 033RC026F) initiiert wurde, liegt in der Erschließung des verbleibenden Potenzials der CO₂-Aufnahme von Beton während der Recyclingphase sowie der dauerhaften Bindung der freigesetzten Mengen an CO₂ bei der Zementherstellung.
 

Langfristige Bindung von CO₂ in marktfähigen Produkten

Zur Erreichung der Projektziele sind die Entwicklung und Optimierung von Altbeton-Recyclingverfahren wesentliche Bestandteile. Hierbei soll Beton an seinem Lebensende durch geeignete Verfahren in möglichst sortenreine Einzelfraktionen wie Zuschlag, Sand und Zementstein zerkleinert, separiert und klassiert werden. Die mineralischen Rezyklate Sand und Zuschlag können entsprechend der Qualität erneut in Betonmischungen Einsatz finden. Für die dauerhafte Bindung von CO₂ im separierten Zementstein gilt es, praxistaugliche Carbonatisierungsverfahren zu entwickeln und somit eine vollständige Wiederverwendung in Kompositzementen zu ermöglichen. Die wissenschaftlich-technischen Entwicklungsarbeiten beinhalten neben der Aufbereitung und Bereitstellung der unterschiedlichen Einsatzstoffe, der Konzipierung und dem Aufbau von Pilotanlagen auch die Durchführung von Praxistests neuartiger Zemente und Betonprodukte sowie deren detaillierte Analyse und Prüfung zur Eignung für die industrielle Anwendung.
 

Neue Ansätze der Lebenszyklusanalyse

Die Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung des Fraunhofer IBP analysiert und bewertet diese neuartigen Ansätze im Zuge einer ökologischen und ökonomischen Lebenszyklusanalyse mittels geeigneter und belastbarer Indikatoren. Damit leistet sie einen essenziellen Beitrag, Potenziale zu identifizieren und diese entsprechend zu nutzen. An der Projektarbeit ist dabei ein fachübergreifendes Konsortium aus Vertretern der Zement- und Betonindustrie (HeidelbergCement AG), des großtechnischen Anlagenbaus (thyssenkrupp Industrial Solutions AG, Loesche GmbH), Anbietern von bauchemischen Produktsystemen (Sika AG) sowie renommierten Instituten aus der grundlagen- und anwendungsorientierten Forschung (F. A. Finger-Institut für Baustoffkunde der Bauhaus-Universität Weimar, Lehr- und Forschungsgebiet Aufbereitung mineralischer Rohstoffe der RWTH Aachen University) beteiligt.