Zement und Beton bilden als „CO2-Schlucker“ eine wichtige Grundlage für einen positiven Beitrag zur Ökobilanz.
Die Carbonatisierung ist ein Prozess, der im Zementstein auf natürlichem Weg per se abläuft. Bei der Zementerzeugung wird bei der Kalzinierung CO2 aus dem Kalkstein ausgetrieben, die Carbonatisierung ist die Umkehr dieses Prozesses. Das bedeutet, dass der Zementstein aus der Umgebungsluft CO2 wieder aufnimmt. Dieses CO2 wird in Verbindung mit dem im Zementstein vorhandenen Calciumhydroxid und Wasser zu Kalkstein (auch bekannt als der Kalkkreislauf). Eine neuerliche Freisetzung des aus der Luft aufgenommenen CO2 ist damit ausgeschlossen. Die Dauerhaftigkeit des Betons wird durch diesen Prozess verbessert, er wird dichter und fester. Für den Korrosionsschutz der Stahlbewehrung ist eine entsprechende Betonüberdeckung erforderlich, die im Zuge der Planung der Betonbauteile festgelegt wird.
Die Carbonatisierung stellt eine relevante Größe für den globalen CO2-Kreislauf dar. Das renommierte internationale Wissenschaftlernetzwerk vom „Global Carbon Project“ erstellt bzw. updatet jährlich die globale CO2-Bilanz als eine der Grundlagen für die Klimakonferenzen (z. B. COP Glasgow 2021). In einer begleitend zur umfassenden Literatur (Friedlingstein et al, 2020) erschienenen Präsentation (Global Carbon Budget 2020) wurden erstmals der Bedeutung der „Cement carbonation“ zwei Folien gewidmet (Folie 39 und Folie 60). Demgemäß wurden durch die Carbonatisierung des Zementsteins zwischen 1840 und 2019 ca. 40 % der geogenen Prozessemissionen wieder aus der Atmosphäre aufgenommen. Zement und Beton sollten daher in der Ökobilanz deutlich positiver als bisher bewertet werden.
Damit diese Senkenwirkung in den nationalen Klimabilanzen angerechnet werden kann, muss das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) grünes Licht geben. Zu diesem Zweck hat das schwedische Umweltforschungsinstitut IVL eine Studie erstellt und schlägt vor, in der jährlichen Treibhausgasbilanz für die Zementerzeugung eine Reduktion der CO2-Emissionen aus dem Rohmaterial um 23 Prozent anzuerkennen. Diese Prozentangaben beziehen sich, wie auch jene auf der Website natuerlich-beton.at, auf die CO2-Prozessemissionen, also die geogenen Emissionen die beim Zementbrennprozess aus dem Kalkstein ausgetrieben werden und in etwa zwei Drittel der Gesamtemission ausmachen. Potenzial für eine höhere Aufnahme von CO2 besteht auch im Recycling, wenn Beton aufgebrochen wird und Zementstein gezielt mit CO2 überströmt wird. Entsprechende Forschung wird beispielsweise im Projekt FastCarb durchgeführt, siehe z. B. http://fastcarb.fr/en/home/
Literatur:
Friedlingstein et al. (2020) https://doi.org/10.5194/essd-12-3269-2020.
Global Carbon Budget 2020 (https://www.globalcarbonproject.org/carbonbudget/)
IVL-Studie: CO2 uptake in cement-containing products – Background and calculation models for IPCC implementation https://www.ivl.se/english/ivl/publications/publications/CO2-uptake-in-cementcontaining-products—background-and-calculation-models-for-ipcc-implementation.html?id=5656
