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Hoffnung auf grüne Zementfabriken

DMZ – WISSENSCHAFT ¦ Patricia Jungo ¦

 

Zementfabriken sind wesentlich mitverantwortlich für den Klimawandel; sie stossen nämlich beachtliche Mengen CO2 aus. Wird Zement, der Hauptteil des Betons hergestellt, kommt es zu grossen Mengen des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid. Nach der Landwirtschaft ist Zement die grösste Quelle des Treibhausgases. Ein neues Verfahren, das nun von Forschern entwickelt wurde, weckt berechtigte Hoffnung auf eine klimafreundlichere Zementherstellung.

 

Das Ziel der Wissenschaftler ist dabei, das CO2 abzufangen, bevor es in die Atmosphäre tritt. Den Materialwissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) ist es jedenfalls im Labor gelungen, die CO2-Emission erheblich zu vermindern. Beim herkömmlichen Herstellungsverfahren von Zement werden Kalkstein und Ton zermahlen und vermischt. Anschliessend wird das Gemisch in einem Drehofen bei 1450 Grad Celsius gebrannt. CO2 entwickelt sich dann an zwei Stellen: Beim Heizen des Ofens; dabei werden in der Regel fossile Brennstoffe verbrannt. Zum anderen entweicht CO2 ebenfalls aus Kalziumkarbonat, dem Hauptbestandteil des Kalksteins. Genau da kommt das neue Verfahren der MT-Forscher zum Einsatz. Das Entziehen des CO2 geschieht nicht durch Verbrennung, sondern durch eine elektro-chemische Reaktion.

 

Diese kann durch Strom aus erneuerbaren Energiequellen angetrieben werden. Das auf diese Weise frei gewordene reine CO2 kann gespeichert werden und den Wasserstoff kann man als Energiequelle nutzen. Es wäre also möglich die CO2-Abgabe von der Verarbeitung des Kalksteins und auch jene aus der Verbrennung zu reduzieren. Pietro Lura, Experte für Beton- und Bauchemie an der Eidgenössischen Materialforschungsanstalt (Empa) und Professor an der ETH Zürich zeigt sich dem Verfahren gegenüber etwas kritisch. Er gibt zu bedenken, dass auch das Endprodukt dieses Prozesses, der verarbeitete Kalkstein, in einem Drehrohrofen und bei sehr hohen Temperaturen mit dem Ton zu Zement gebrannt werden müsse und dies koste wiederum Energie. Für die Forscher besteht ein Vorteil ihres Verfahrens darin, dass das entstandene CO2 besonders rein ist. So kann man es leichter auffangen und weiter verwenden.

 

Laut Lura fehlen zurzeit aber sowohl für solch reines CO2 der Markt sowie wirklich gute Speichermöglichkeiten. Da es auch für herkömmliche Zementfabriken ein Vorteil wäre, das CO2 einzufangen, bevor es überhaupt in die Atmosphäre gelangt, suchen Forschen dafür verschiedene Methoden. Auch die neue Methode konnte bisher das Problem der Drehöfen, welche auf fast 1500 Grad Celsius erhitzt werden müssen und dies mit fossilen Energieträgern, Abfall oder Autoreifen, nicht lösen. Für Lura ist der Vorschlag der Forschenden, den bei ihrem Verfahren entstehenden Wasserstoff zu verbrennen, nicht der gute Weg und wegen dem nötigen Umbau der bestehenden Infrastruktur nicht wirklich umsetzbar. Ein solcher würde sehr hohe Kosten verursachen und auch Jahre dauern. Ebenso betont er die Tatsache, dass Wasserstoff für sinnvollere Dinge eingesetzt werden könne, wie beispielsweise für Brennstoffzellen oder um ihm Methan beizumischen für das Antreiben der Gas-Fahrzeuge.

 

 

Studie: Toward electrochemical synthesis of cement—An electrolyzer-based process for decarbonating CaCO3 while producing useful gas streams.

Quelle: higgs.ch


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