Zement, nach Wasser der weltweit am zweithäufigsten verbrauchte Stoff, spielt durch seine Verwendung in Beton für Gebäude, Straßen und andere Bauwerke eine wichtige Rolle beim Ausbau der Infrastruktur. Sein Produktionsprozess trägt jedoch erheblich zu den Treibhausgasemissionen bei und verursacht etwa 81 Milliarden Tonnen der weltweiten CO₂-Emissionen – mehr als die Emissionen des gesamten globalen Luftfahrtsektors (IEA, 2023).
Emissionsquellen für die Zementindustrie
- Chemische Zersetzung: Die Hauptquelle der CO₂-Emissionen bei der Zementproduktion ist die Kalzinierung von Kalkstein (CaCO₃) zu Calciumoxid (CaO) bei hohen Temperaturen (ca. 1450 °C). Dies geschieht durch die folgende Reaktion: CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g). Dieser Prozess setzt rund die Hälfte der gesamten CO₂-Emissionen der Zementproduktion frei.
- Verbrennung fossiler Brennstoffe: Die restlichen CO₂-Emissionen entstehen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, vor allem Kohle und Gas, die zum Beheizen der Öfen während des Kalzinierungsprozesses verwendet werden.
Der globale Einfluss der Zementindustrie
Die gesamten CO₂-Emissionen der Zementindustrie, die sowohl die Kalzinierungsreaktion als auch die Verbrennung fossiler Brennstoffe umfassen, werden auf rund 2,8 Milliarden Tonnen pro Jahr geschätzt. Dies entspricht ungefähr 8% der weltweiten CO₂-Produktion (IEA, 2023). Der erhebliche Beitrag der Branche zum Klimawandel wird deutlich: Würde man ihre Emissionen einem einzigen Unternehmen zuschreiben, wäre sie nach China und den USA der drittgrößte Emittent weltweit. China ist der weltgrößte Zementproduzent und deckt über die Hälfte der weltweiten Produktion ab (USGS, 2023). Weitere wichtige Produzenten sind Indien, die USA, Vietnam und Brasilien. Obwohl genaue Produktionszahlen nicht ohne Weiteres verfügbar sind, gibt es sowohl in Österreich als auch in Deutschland eine etablierte Zementindustrie. Heidelberg Materials (ehemals HeidelbergCement AG), ein multinationales Unternehmen mit Hauptsitz in Deutschland, ist ein wichtiger Akteur auf dem europäischen Markt.
Daten deuten darauf hin, dass die chinesische Zementproduktion im Vergleich zu einigen europäischen Herstellern einen höheren CO₂-Fußabdruck aufweist. Dies könnte auf Faktoren wie die stärkere Nutzung von Kohleöfen in China zurückzuführen sein.
Der Weg zur Nachhaltigkeit
Neue Technologien bieten vielversprechende Lösungen, um die Umweltauswirkungen der Zementproduktion zu mindern. Ein Beispiel dafür ist die Entwicklung von CO₂-negativem Zement durch das kalifornische Unternehmen Brimstone (CBS). Diese Innovation nutzt leicht verfügbares Kalziumsilikatgestein, das etwa 200-mal häufiger vorkommt als herkömmlicher Kalkstein. Im Gegensatz zu Kalkstein enthält Kalziumsilikatgestein kein CO₂, was zu einem negativen CO₂-Fußabdruck des resultierenden Zementprodukts führen kann.
Grüner Zement: Eine nachhaltige Alternative?
Grüner Zement bezeichnet Formulierungen und Produktionsprozesse, die die Umweltauswirkungen der Zementproduktion reduzieren sollen. Zu den Strategien gehören:
- Reduzierung des Klinkergehalts: Klinker, ein Zwischenprodukt mit Calciumsilikaten, ist eine Hauptquelle von CO₂-Emissionen. Bei grünen Zementen wird der Klinkergehalt durch die Zugabe von zementartigen Zusatzstoffen wie Flugasche oder Schlacke reduziert.
- Alternative Kraftstoffe: Durch die Verwendung von Biomasse oder aus Abfällen gewonnenen Brennstoffen im Ofen können die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und die damit verbundenen CO₂-Emissionen verringert werden.
- Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS): Neue Technologien zielen darauf ab, CO₂-Emissionen aus dem Produktionsprozess aufzufangen und unterirdisch zu lagern, wodurch die Umweltauswirkungen möglicherweise gemildert werden.
Ich freue mich auf
Die Zementindustrie steht vor der großen Herausforderung, ihre wichtige Rolle im Infrastrukturausbau mit dem dringenden Bedürfnis nach ökologischer Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen. Die kontinuierliche Erforschung und Umsetzung innovativer Lösungen wie CO2-negativem Zement ist vielversprechend für die Zukunft der Branche und ebnet den Weg für eine nachhaltigere und umweltbewusstere Zukunft.
Floodlight: Emissionslösungen für die Zementindustrie
Floodlight nutzt Satellitendaten zur Überwachung der Emissionen von Anlagen. Unsere Daten können zur Analyse der Emissionsgrenzen 1 und 2 für jede Anlage weltweit verwendet werden. Da Zementwerke zunehmend umweltfreundlicher werden, kann Floodlight unterstützend wirken, indem es den Emissionsrückgang in den kommenden Jahren verfolgt. Die Daten können auch als externe Quelle zur Validierung interner Emissionsberichte genutzt werden. Der wissenschaftliche Ansatz von Floodlight stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber der traditionellen Verbrauchsberechnung dar, die viele Unternehmen noch immer verwenden. Er ermöglicht deutlich schnellere Bearbeitungszeiten und eliminiert potenzielles Greenwashing.
Quellen:
1. IEA, „Cement“, abgerufen im Mai 2024.
2. CBS: „Die Zementindustrie verursacht etwa 81 Milliarden Tonnen CO2-Emissionen. Ein Startup will das ändern“, 16. Januar 2023.
