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Zement ohne CO2-Ausstoß?

Heidenheim (dpa) - Ob Eigenheim, Brücke oder Tunnel – ohne Zement läuft auf Baustellen kaum etwas. Das Problem: Seine Herstellung gehört weltweit zu den größten Verursachern von CO2-Emissionen. Im baden-württembergischen Heidenheim rund 50 Kilometer nördlich von Ulm soll nun eine neue Anlage zeigen, dass es auch anders geht. Sie könnte den Weg für deutlich klimafreundlicheren Zement ebnen.

Die Pilotanlage produziert laut den Betreibern täglich bis zu 450 Tonnen Klinker - den Hauptbestandteil von Zement. Anders als herkömmliche Werke arbeitet der Drehofen mit reinem Sauerstoff statt mit Luft. So entsteht ein nahezu reiner CO2-Strom, der sich deutlich leichter auffangen lässt - wie die Betreiber sagen.

Warum ist das ein Fortschritt? 

Bisher läuft die Zementherstellung so: Der im Steinbruch gewonnenen Kalkstein wird, zusammen mit Zuschlagstoffen, in einem Drehofen auf etwa 1.450 Grad erhitzt. Dafür wird Luft eingeblasen. Das Ergebnis ist der überwiegend im Zement enthaltene Zementklinker, der dem Endprodukt seine Festigkeit verleiht. Gleichzeitig entstehen jedoch große Mengen Kohlendioxid sowie Stickstoff.

Das neue Verfahren setzt laut den Betreibern stattdessen auf reinen Sauerstoff. Dadurch fällt neben dem Zementklinker praktisch nur noch Kohlendioxid an, das sich vergleichsweise einfach abtrennen lässt. Das könnte anschließend weitergenutzt werden - etwa in der Getränkeindustrie oder für Feuerlöscher. Oder dauerhaft gespeichert werden, beispielsweise in geologischen Lagerstätten unter der Nordsee. Dafür braucht es aber Transport- und Speicherinfrastruktur. 

Für das Kohlendioxid aus der Pilotanlage ist laut Hannah Berse, Sprecherin von Thyssenkrupp Calvion, bislang keine konkrete Verwendung vorgesehen. Ob das CO2 aus solchen Anlagen später tatsächlich unter die Nordsee oder zu anderen Speicherorten gelangt, hängt auch von rechtlichen Regeln und dem Aufbau von Leitungen und Terminals ab.

Noch ist es ein Test

Die Anlage ist eine Forschungs- und Entwicklungsanlage. Vier europäische Zementhersteller investierten dafür mehr als 120 Millionen Euro. Ziel ist es, die Technik unter realen Bedingungen zu testen und Erfahrungen für spätere Großanlagen zu sammeln. 

Die neue Technologie ist Teil des Portfolios von Thyssenkrupp Calvion - einer Tochterfirma der thyssenkrupp Polysius GmbH, die sich laut Berse auf Lösungen für die industrielle Dekarbonisierung spezialisiert. «Die Anlage wurde speziell für Forschung und Entwicklung gebaut und ermöglicht es, das Verfahren unter realitätsnahen Bedingungen zu erproben.»

Nach Angaben der Betreiber handelt es sich um die weltweit erste Forschungsanlage dieser Art mit eigener Klinkerlinie. Die Funktionsfähigkeit des Verfahrens sei nachgewiesen worden, sagt Berse. Nun soll sich zeigen, ob sich die Technik auch für den industriellen Einsatz eigne. 

Hilft Heidenheim beim Erreichen der Klimaziele?

Langfristig könnte das neue Verfahren helfen, die ehrgeizigen Klimaziele zu erreichen. Die Europäische Union hat sich auf ein verbindliches Klimaziel für 2040 geeinigt: Die Treibhausgasemissionen sollen bis zu diesem Jahr um 90 Prozent im Vergleich zu 1990 reduziert werden. 

Das Klimaschutzgesetz von Baden-Württemberg sieht vor, dass die Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 65 Prozent im Vergleich zu 1990 gesenkt werden müssen. Bis 2040 soll Baden-Württemberg klimaneutral werden. Dann dürfte nur noch so viel CO2 ausgestoßen werden, wie auch wieder gebunden werden kann.

Die Zementindustrie gilt dabei als eine der Branchen, in denen CO2-Emissionen besonders schwer zu vermeiden sind. Ob das CO2 aus Anlagen wie der im Heidenheimer Stadtteil Mergelstetten tatsächlich gespeichert werden kann, entscheidet sich aber weniger am Ofen als an Regeln und Infrastruktur.

Grünes Licht für CO2-Speicherung im Meeresboden

Um den Klimakiller nicht in die Luft zu pusten, soll das Kohlenstoffdioxid unter dem Meer landen. Der Bundestag hatte Anfang des Jahres ein Gesetz verabschiedet, das die rechtlichen Voraussetzungen für den dortigen Einsatz der sogenannten CCS-Technologie schafft. Damit darf CO2 aus der Zement- und Kalkproduktion aufgefangen und dauerhaft im Meeresboden gespeichert werden. Nur in speziellen Schutzgebieten ist das tabu.

Das Abscheiden und dauerhafte unterirdische Speichern von CO2 wird in der Fachsprache kurz als CCS bezeichnet. Von CCU ist die Rede, wenn das Treibhausgas wiederverwendet wird - um es beispielsweise für Feuerlöschanlagen und als Kohlensäure in Getränken zu nutzen. Die Verfahren sollen verhindern, dass CO2 die Atmosphäre erreicht.

Wie lange wird der Aufbau der Infrastruktur in Deutschland dauern? 

Das Bundeswirtschaftsministerium schätzt, dass der Aufbau von Transport- und Speicherinfrastrukturen etwa sieben bis zehn Jahre dauern kann. 
Laut Ministerium muss die Infrastruktur eigentlich bereits Anfang der 2030er Jahre fertig sein, um die Klimaziele zu erreichen. Für Anlagen wie in Heidenheim bedeutet das: Wann abgeschiedenes CO2 tatsächlich gespeichert werden kann, hängt am Tempo beim Aufbau dieser Infrastruktur.