Mit Zement CO₂ speichern

Kohlendioxid, kurz CO₂, ist das bedeutendste Treibhausgas und entsteht in zahlreichen Bereichen unseres Lebens: während der Energiegewinnung, im Verkehr, aber auch beim Bauen. So ist laut einem UN-Bericht alleine der Bausektor – etwa mit der Produktion von Zement – für rund 37 Prozent aller CO₂-Emissionen verantwortlich. Doch der Baustoff könnte künftig als CO₂-Speicher dem Klimaschutz sogar dienen. Zu diesem Ergebnis kommen Forschende in einer aktuellen Studie in der Fachzeitschrift „Science“. Ihr Ergebnis: Ersetzt man konventionelle Baumaterialien durch CO₂-speichernde Alternativen wie etwa speziellen Zement und andere Materialien, ließen sich jedes Jahr rund 16 Milliarden Tonnen Kohlendioxid speichern. Dies entspricht etwa 40 Prozent aller vom Menschen verursachten CO₂-Emissionen im Jahr 2024.

Um der Erderwärmung entgegenzuwirken, werden neben der Senkung von Treibhausgasemissionen auch Methoden diskutiert, mit denen sich CO₂ speichern lässt. Mit Holz zu bauen, ist ein Ansatz dafür. Denn Bäume entnehmen beim Wachsen Kohlendioxid aus der Atmosphäre und speichern es über viele Jahrzehnte. Elisabeth van Roijen von der University of California in Davis und ihr Team berechneten nun, wie viel CO₂ sich durch verschiedene Materialien einsparen ließe.

Dabei fiel ein vielversprechendes Material besonders auf: klimafreundlicher Zement. Um ihn herzustellen, fügt man dem wichtigen Baustoff Substanzen wie Calciumoxid und Magnesiumoxid zu. Sie können Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen und dauerhaft im Baustoff speichern. Erste Varianten für dieses Material werden derzeit entwickelt und besonders auf ihre Stabilität getestet. Weitere mögliche CO₂-Speicher sind laut der Studie Biokunststoffe, Asphalt auf der Basis von Bioölen sowie Zement mit zugesetzter Biokohle aus Pflanzen, die beim Wachsen Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufgenommen haben.

Erster Einsatz in wenigen Jahren

Laut den Berechnungen der Forschungsgruppe könnten sich alleine in dem speziellen Zement rund zehn Milliarden Tonnen Kohlendioxid pro Jahr speichern lassen – etwa 20 Mal so viel wie durch intensiven Holzbau. Dafür sind allerdings aufwendige Prozesse nötig: Man müsste Biokohle oder Magnesiumoxid gewinnen – etwa indem man Magnesiumsilikat in Sand und Magnesiumoxid umwandelt – und dem Zement zusetzen. Zudem müsste man bei der Zementproduktion freigesetztes Kohlendioxid abscheiden und separat speichern. All das benötigt viel Strom.

Ob und wann CO₂-speichernder Zement auf den Markt kommt, ist noch nicht absehbar. In Pilotvorhaben mischen Forschende in der Schweiz aber bereits Biokohle statt Kies in Beton. Ein erster Bau mit diesem klimaschonenden Zement soll in zwei bis drei Jahren nahe Zürich entstehen. Mit solchen neuen Baumaterialien könnte der Bausektor deutlich klimafreundlicher werden, ordnet Christopher Bataille vom Center on Global Energy Policy an der Columbia University in New York ein: „Die Nutzung von CO₂-speichernden Baustoffen könnte sich zu einer wichtigen Methode für die CO₂-Speicherung im Milliarden-Tonnen-Maßstab zu vertretbaren Kosten entwickeln“, schreibt er in „Science“ in einem begleitenden Kommentar.