Ökobeton

Ist die Betonzukunft nachhaltig?

Beton
13.09.2021

Die Preise für CO2-Zertifikate steigen, und die Klimakatastrophe ­verlangt nach schnellen Reaktionen. Welche Lösungen haben Zement- und Betonindustrie gefunden, um Beton nachhaltig zu machen? Wir haben in der Branche nachgefragt.

An kaum einen Baustoff werden ähnlich hohe Belastbarkeitsanforderungen gestellt wie an Beton. Wegen seiner guten bauphysika­lischen Eigenschaften werden die meisten wichtigen Bauwerke und Gebäude wie Brücken, Tunnels oder hohe Wohn­gebäude mit Beton realisiert. Allerdings werden auch rund acht Prozent der globalen CO2-­Emis­sionen durch die benötigten hohen Temperaturen bei der Klinkerherstellung und beim chemischen Prozess bei der Entsäuerung von Kalkstein verursacht. Um diese Zahl nach unten zu drücken, gibt es verschiedene Möglichkeiten, zum Beispiel die Herstellung CO2-armer Zemente und den Einsatz von Recyclingbeton. 

Österreichs Zementindustrie führend

"Die österreichische Zementindustrie ist Weltmeister, wenn es um Umweltschutzmaßnahmen und niedrige Emissionen geht", Manfred Tisch, technischer Geschäftsführer der Baumit GmbH.

CO2-armer Zement hat seinen Platz am österreichischen Markt gefunden, die technischen Entwicklungen sind hier sogar schon weiter als der derzeitige Stand der Normen. "In Österreich wird bezüglich niedriger Emissionen und Umweltschutz mehr getan als in den meisten anderen Ländern, weiß Manfred Tisch, technischer Geschäftsführer der Baumit GmbH: "Die österreichische Zementindustrie ist Weltmeister, wenn es um Umweltschutzmaßnahmen und niedrige Emis­sionen geht. Sie schafft aktuell einen Anteil von fast 80 Prozent beim Einsatz alternativer Brennstoffe und ist damit weltweit mit großem Abstand führend. Auch die CO2-Effizienz liegt durch den niedrigen Klinker­anteil von 70 Prozent im Spitzenfeld." 2020 lagen in Österreich die CO2-Emissionen pro erzeugter Tonne ­Zement bei 540 kg (zum Vergleich: 2018 waren es in der EU 622 kg CO2 / Tonne Zement, weltweit 634 kg CO2 / Tonne Zement). T

rotz der vergleichsweise guten Werte investieren die Hersteller weiter in nachhaltige Technologien. So auch Baumit – das Stammwerk in Wopfing im niederösterreichischen Piestingtal nahm kürzlich 5,6 Millionen Euro in die Hand, um einen neuen, modernen Klinkerkühler anzuschaffen. "Mit dem neuen Klinkerkühler wird ein innovatives Kühlsystem eingesetzt, das uns im Zementwerk eine Energie­einsparung von knapp 20 Millionen kWh pro Jahr – davon 90 Prozent thermische Energie und zehn Prozent elektrische Energie – bringt", erklärt Tisch, und weiter: "Dies entspricht dem Energieverbrauch von 1.000 Haushalten pro Jahr." Der Klinkerkühlertyp wurde weltweit erst einige Male eingebaut. Dabei wurde die Tertiärluftleitung erneuert und vergrößert. Damit wird mehr heiße Luft aus dem Kühler genutzt und weniger Brennstoff im Ofen eingesetzt. So konnte die Abwärmenutzung weiter gesteigert und jährlich 4.000 t CO2 eingespart werden.

2030: Minus 50 kg CO2/Tonne Zement

"Die Verschärfung auf mindestens minus 55 Prozent CO2-Emissionen soll helfen, das Pariser Klimaschutzabkommen einzuhalten", Berthold Kren, CEO Lafarge.

Der Lafarge-Holcim-Konzern preschte schon letztes Jahr mit der Initiative "Business Ambition for 1,5 °C" in Sachen Klimaziele vor. Darin verpflichtete sich der Konzern zur Erreichung von Klima-Zwischenzielen bis 2030, die von der Science-Based-­Targets-Initiative (SBTi) validiert werden. ­Lafarge-CEO ­Berthold Kren stellt klar: "Bisher lautete das offizielle Ziel minus 40 Prozent. Die Verschärfung auf mindestens 55 Prozent soll helfen, das Pariser ­Klimaschutzabkommen einzuhalten." Um den CO2-Ausstoß weiter nach unten zu drücken, wurde 2020 außerdem Carbon2Product­Austria (C2PAT) ins Leben gerufen.

Gemeinsam mit OMV, Verbund und Borealis hat Lafarge ein Pilot­projekt gestartet, bei dem die Abscheidung von CO2 aus der Zementherstellung sowie die Fertigung von hochwertigen Kunststoffen, Olefinen und Kraftstoffen auf Basis erneuerbarer Rohstoffe im Fokus stehen. In einem ersten Schritt sollen in einer Test­anlage rund 10.000 Tonnen CO2 umgewandelt werden. Im Jahr 2030 sollen, wenn alles nach Plan läuft, rund 700.000 Tonnen CO2 in Mannersdorf abgeschieden werden. Mit dieser Pilotanlage kann Lafarge in Österreich den CO2-Wert im Zement auf unter 50 Kilogramm bringen. "Und für diese 50 Kilogramm werden wir sicher auch noch eine Maßnahme entwickeln", ist Berthold Kren überzeugt. Aktuell befindet sich das Projekt C2Pact gerade in der zweiten Runde des Innovationsfonds.

Ecopact - CO2 reduzierte Zemente

Parallel dazu launcht Lafarge nun gemeinsam mit seinem Tochterunternehmen ­Perlmooser Beton eine Produktfamilie von CO2-reduzierten ­Betonen, bestehend aus CO2-reduzierten Zementen in Kombination mit einem optimierten Bindemittelgehalt. Der "Ecopact" ist laut Lafarge für alle Bauteile im Hochbau geeignet, allerdings sei bei Produkten wie diesen noch viel Aufklärungsarbeit notwendig. "Gerade Planer stehen neuen 'grünen' Zementen und Betonen noch eher skeptisch gegenüber", so Kren.

Für die Ecopact-Produkte müssen Bauherren aber ein bisschen tiefer in die Tasche greifen, 20 bis 30 Prozent Mehrkosten müssen z. B. beim Ecopact+ einkalkuliert werden. "Klimaschutz ist nur mit Innovation, aber auch Investitionen möglich", so Kren. Deshalb hoffe man, dass nachhaltige Investoren und die öffentliche Hand entsprechende Maßnahmen setzen. Die Nachfrage sei auf jeden Fall da. 

Beton auf Rezept

"Mit jedem gelungenen Referenzobjekt kann man beweisen, dass auch alternative Rezepturen die Funktion erfüllen," Franz Denk, Geschäftsführer Wopfinger.

CO2 optimierte Betone sind genauso leistungsfähig wie normale Betone und werden für die jeweiligen Ansprüche angepasst. "Ein zukunftsorientierter Bauherr kann schon jetzt "Beton nach Rezeptur" und somit nach den Anforderungen und den entsprechenden Qualitätsnachweisen an das bestehende Projekt bestellen und ist nicht gezwungen ÖNorm geprüfte Betone zu ordern" , so Wopfinger Geschäftsführer Franz Denk, "das ist leider noch die Ausnahme, denn noch wenige Bauherren gehen den Weg alternativer Betonrezepturen. Doch mit jedem Referenzprojekt kann man beweisen, dass auch alternative Rezepturen die Funktion erfüllen. An entsprechenden normativen Regelwerken wird derzeit gearbeitet."

Neue Zusatzmittel

Mapei-Geschäftsführer Andreas Wolf kennt noch andere Möglichkeiten der Emissionsminimierung: "Die Entwicklung von CO2-reduziertem Beton ist längst eingeleitet, nun gilt es, auch ein Augenmerk auf CO2-reduzierte Betonzusatzmittel zu legen. Der vermehrte Einsatz von Fließmitteln bewirkt bei gleichbleibender Betonqualität eine Reduktion des Zementgehalts und somit eine Verminderung des CO2-Anteils pro m³ Beton. Aktuell sind es rund 200 kg CO2 pro m³ Beton. Bei den Fertigteilwerken ist der vermehrte Einsatz von Erhärtungsbeschleunigern zur Erreichung von Frühfestigkeiten eine Möglichkeit, Zementüberdosierungen und Heizenergie einzusparen. Weiters können Zementmahlhilfen gezielt eingesetzt werden und so die Mahlfeinheit und damit die Reaktivität von Zement zu erhöhen, sodass eine Reduktion des Klinkeranteils möglich wird."

Konstruktion muss angepasst werden

"Die Normenlandschaft im Baubereich gehört adaptiert, um eine dynamischere Produktentwicklung bei gleichem Sicherheitsniveau zu ermöglichen", Thomas Mühl, Geschäftsführer VÖB

Gerade bei Betonfertigteilen können optimierte Produktionsabläufe massiv zur Emissionsverringerung beitragen, erklärt Thomas Mühl, Geschäftsführer der VÖB (Verband österreichischer Beton- und Fertigteilwerke): "Der Großteil des CO2-Fußabdrucks von Beton (konkret etwa 80 Prozent) wird durch das Bindemittel Zement beeinflusst. Für das verbleibende Fünftel gibt es mehrere Ansätze, diese haben wir in einer Studie gemeinsam mit der TU Graz erhoben."

Neben der Verminderung von betriebsbedingten Emissionen beispielsweise durch Umstellung auf Nutzung erneuerbarer Energien im Produktionsprozess, der Verwendung von emissionsarmen Transportfahrzeugen und der Optimierung von Betonrezepturen geht es dabei vor allem um die Konstruktion. Hier gibt es viel Potenzial. Intelligentes Konstruieren von Bauteilen ermöglicht Materialeinsparungen, zum Beispiel durch den Einsatz von Aussparungskörpern. "Dies bedingt aber vor allem eine Weiterentwicklung der Planungskultur, beginnend bei der Ausbildung in HTLs und vor allem an den technischen Universitäten", so Mühl und weiter: "Die derzeit noch relativ starre Normenlandschaft im Baubereich gehört ebenfalls adaptiert, um eine dynamischere Produktentwicklung bei gleichem Sicherheitsniveau zu ermöglichen."

Beton recyceln?

Beim Thema Recyclingbeton wird es zukünftig weitreichende Änderungen geben: "Österreich hat sich entschlossen, in gut zwei Jahren das Deponieren von den meisten mineralischen Baustoffen zu verbieten, um die Kreislaufwirtschaft zu forcieren. Damit wird der letzte Schritt einer seit Jahrzehnten positiven Entwicklung zur Verwertung von Baurestmassen gesetzt," so Martin Car, Geschäftsführer des Bau­stoffrecycling Verbands. Die Firma Wopfinger Transportbeton war der erste Anbieter von Beton mit recyclierter Gesteinskörnung in Ost-Österreich.

Wopfinger-Geschäftsführer Wolfgang Moser: "Wir stellen schon seit 2012 ein ÖNorm-geprüftes, gleichwertiges Transportbetonprodukt zur Verfügung, das sowohl Ressourcen schont als auch Deponievolumen spart." Moser ist überzeugt, dass Recyclingbeton ein großes Zukunftsthema ist, "dies ist nicht nur österreichweit spürbar, sondern eine gesamteuropäische Entwicklung, die auch der europäischen Betonnorm einen größeren Raum bietet. Unser Ökobeton hat bei unseren Kunden bereits eine sehr breite Akzeptanz, und immer mehr Nachfragen kommen direkt von unseren Abnehmern."(Mehr zu recyceltem Beton finden Sie hier.)

Klimaneutral bis 2050

Die Herstellung des Bindemittels Zement ist in Österreich aktuell für 3,3 Prozent der nationalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Mit etwas mehr als 0,5 kg CO2/kg Zement führt Österreich das globale Ranking der Initiative "Getting the numbers right" des World Business Council for Sustainable Development (WBCSD) und der Global Cement and Concrete Association (GCCA, 2021) an.

Würde die gesamte Zementindustrie in der EU nach österreichischen Umweltstandards produzieren, könnten jährlich 15 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden. Beste Voraussatzungen also, um das ambitionierte Ziel der europäischen Zementindustrie, Klimaneutralität bis 2050 und bereits minus 40 Prozent der CO2​​​​​​​-Emissionen bis 2030 einzusparen, tatsächlich zu erreichen.

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