Zementproduktion ohne CO2

Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine neue Methode entwickelt, die CO2-Emissionen bei der Herstellung von Zement auf nahezu Null drückt. Dazu setzen sie ein elektrolytisches Verfahren ein. An der Elektrode, an der Sauerstoffperlen emporsteigen, ist das Wasser sauer, an der anderen Elektrode, die Wasserstoff produziert, ist es basisch.

Der neue Prozess basiert auf gemahlenem Kalkstein, der in der Natur abgebaut wird. Im Elektrolyseur geht das Pulver dort in Lösung, wo die Säure entsteht, und wandelt sich um in Kalk (Kalziumhydroxid) - das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Zement. An der anderen Elektrode wird reines CO2 frei, das abgetrennt wird.

Normalerweise wird Kalk durch Erhitzen des Kalksteins auf etwa 1450 Grad Celsius erhitzt. Als Brennstoff dienen Erdgas, Kohle oder Ersatzbrennstoffe. Bei diesem Prozess wird pro Tonne Zement eine Tonne CO2 frei. Quellen sind der Brennstoff und der Kalkstein, der beim Brennen ebenfalls Klimagas freisetzt. Das addiert sich auf drei bis vier Mrd. Tonnen pro Jahr, sagt Yet-Ming Chiang, Professor für Materialwissenschaften und Engineering am MIT. Bis 2060 werde sich die Zementproduktion verdoppeln.

Kraftstoffe und Strom möglich

Bisher funktioniert der Prozess nur im Labor. Viel Arbeit ist laut dem MIT nötig, um das Verfahren in größerem Maßstab für die Industrie funktionsfähig zu machen. Der Strom für den Elektrolyseur muss aus erneuerbaren Quellen kommen, um tatsächlich CO2-Freiheit zu erreichen. Dann bleibt noch die Frage nach Verwendung des abgetrennten CO2. Dies lässt sich laut Chiang ebenfalls mit Ökostrom in flüssige oder gasförmige Kraft- und Brennstoffe umwandeln.

Nebenbei entstehen bei dieser elektrolytischen Herstellung von Kalk auch Wasser- und Sauerstoff. Chiangs Kollegin Leah Ellis glaubt, dass man diese Gase einfangen und in einer Brennstoffzelle in Strom umwandeln kann. Das würde die Energiebilanz zusätzlich verbessern. (pte/ Kempkens)

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