Emissionsfreier Beton: Britische Forscher setzen auf innovatives Zementrecycling

Cambridge Electric Cement als zukunftsfähige Innovation?

Eine Innovation im Bereich Zementrecycling und emissionsfreier Beton aus der Universität Cambridge könnte die Bauindustrie wesentlich sauberer machen und einen bedeutenden Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels leisten. Die britischen Forscher haben eine Methode entwickelt, um emissionsarmen Beton in großem Maßstab herzustellen. Diese Entdeckung hat das Potenzial, den Übergang zu einer kohlenstoffneutralen Zukunft entscheidend zu beeinflussen.

Die Methode, die von den Forschern als „ein absolutes Wunder“ beschrieben wird, nutzt elektrisch betriebene Lichtbogenöfen, die normalerweise zum Eisenschrott-Recycling verwendet werden, um gleichzeitig Zement zu recyceln – die zentrale und kohlenstoffintensive Komponente von Beton.

Emissionsfreier Beton: Ein globales Problem anpacken

Beton ist nach Wasser das am häufigsten verwendete Material der Welt und verantwortlich für etwa 7,5 Prozent der gesamten anthropogenen CO₂-Emissionen. Eine skalierbare und kostengünstige Methode zur Reduzierung der Betonemissionen, die gleichzeitig der weltweiten Nachfrage gerecht wird, ist eine der größten Herausforderungen der Dekarbonisierung.

Die Forscher aus Cambridge entdeckten, dass gebrauchter Zement ein wirksamer Ersatz für Kalkflussmittel ist, das normalerweise im Stahlrecycling verwendet wird, um Verunreinigungen zu entfernen. Anstelle von Kalk wird gebrauchter Zement verwendet, wodurch das Endprodukt recycelter Zement ist, der zur Herstellung von neuem Beton verwendet werden kann.

Zementrecycling: Ein Durchbruch in der Zementproduktion

Die im Fachjournal Nature veröffentlichte Methode erhöht weder die Kosten für die Beton- noch die Stahlproduktion und reduziert die Emissionen beider Materialien erheblich, da der Bedarf an Kalkflussmittel entfällt. Kürzlich durchgeführte Tests des Materials Processing Institute, einem Projektpartner, haben gezeigt, dass recycelter Zement in einem Lichtbogenofen (EAF) in großem Maßstab produziert werden kann. Langfristig könnte diese Methode sogar emissionsfreien Zement produzieren, wenn der EAF mit erneuerbarer Energie betrieben wird.

Zukunftsweisende Technologien aus Cambridge

Prof. Julian Allwood von der Abteilung für Ingenieurwesen in Cambridge, der die Forschung leitete, betont die Notwendigkeit, innovative Wege zur Emissionsreduktion in der Bauindustrie zu finden. „Wir haben zahlreiche Workshops mit Vertretern der Bauindustrie abgehalten, um Möglichkeiten zur Reduktion von Emissionen zu diskutieren“, sagte Allwood. „Viele großartige Ideen kamen dabei heraus, aber eine Welt ohne Zement konnten oder wollten sie sich nicht vorstellen.“

Der herkömmliche Zementherstellungsprozess, der sogenannte Klinkerprozess, erfordert hohe Temperaturen und die richtige Kombination von Oxiden, die alle im gebrauchten Zement vorhanden sind, jedoch reaktiviert werden müssen. Die Forscher testeten eine Reihe von Schlacken, die aus Abbruchabfällen hergestellt und mit Kalk, Tonerde und Kieselsäure versetzt wurden. Diese Schlacke wurden im Lichtbogenofen des Materials Processing Institute mit geschmolzenem Stahl verarbeitet und schnell abgekühlt.

Ein nachhaltiger Ansatz für die Bauindustrie

Die Cambridge Electric Cement-Methode skaliert schnell und die Forscher gehen davon aus, bis 2050 eine Produktion von einer Milliarde Tonnen pro Jahr erreichen zu können, was etwa einem Viertel der derzeitigen jährlichen Zementproduktion entspricht.

„Emissionsfreien Zement herzustellen ist ein absolutes Wunder, aber wir müssen auch die Menge an Zement und Beton reduzieren, die wir verwenden“, sagte Allwood. „Beton ist billig, stark und kann fast überall hergestellt werden, aber wir verwenden einfach viel zu viel davon. Wir könnten die Menge an Beton drastisch reduzieren, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen, aber dazu bedarf es politischen Willens.“

Die Forscher haben ein Patent für den Prozess eingereicht, um seine Kommerzialisierung zu unterstützen. Diese Forschung wurde teilweise von Innovate UK und dem Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) unterstützt, die beide Teil von UK Research and Innovation (UKRI) sind.

Lesen Sie auch: Neustark: Aus Abbruchbeton wird effektive Kohlenstoffsenke