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Beton wird seit Tausenden von Jahren im Bauwesen verwendet, er ist überall. Aber seine Produktion trägt wesentlich zu den weltweiten Kohlenstoffemissionen bei, und wir haben viele Forschungsarbeiten gesehen, die darauf abzielen, seine Auswirkungen auf die Umwelt zu reduzieren. Ein solches Projekt, das aus VTT Finnland hervorgegangen ist, zielt darauf ab, die Herstellung von Beton CO2-neutral zu gestalten.

Das Technische Forschungszentrum VTT in Finnland untersucht seit Jahrzehnten die negativen Auswirkungen der Karbonisierung – des langsamen Prozesses, bei dem Kohlendioxid im Laufe der Zeit wieder vom Beton absorbiert wird und zur Korrosion von Stahlbewehrungen führen kann.

In den späten 2010er Jahren begannen Forscher, sich darauf zu konzentrieren, diese Probleme in einen Vorteil umzuwandeln. „Wir haben beschlossen, kohlenstoffnegativen Beton zu entwickeln, ohne genau zu wissen, wie das geht“, sagte Tapio Vehmas, leitender Wissenschaftler am VTT. „Wir begannen zu experimentieren, um herauszufinden, wie Kohlendioxid in Beton funktioniert, wie Carboaluminate entstehen und wie dieser Prozess Zement ersetzt und den CO2-Fußabdruck senkt.“

Die Suche nach geeigneten kohlenstoffarmen Bindemitteln begann. Diese Experimente zeigten, dass Hochofenschlacken aus der Stahlindustrie karbonisiert werden können und sich gut als wirksames Bindemittel eignen, um normalen Zement in Beton zu ersetzen.

„Das hat nicht auf Anhieb geklappt, aber wir mussten das Materialkonzept entwickeln und nach geeigneten Aktivatoren suchen“, fügte Vehmas hinzu. „Die endgültige Materialkombination des Bindemittels bestand aus Schlacken, Grünlaugenrückständen und Bioasche.“

Anschließend richtete das Projekt seine kollektiven Augen auf die Kommerzialisierung, baute ein automatisiertes Karbonisierungs-Pilotsystem, das CO2 bei atmosphärischem Druck in Betonfertigteile bindet, und installierte es in einem Container, der neben einem Betonwerk in Hollola in Südfinnland aufgestellt wurde. Der Eigentümer dieser Anlage, Rakennusbetonija Elementti Oy, nutzte die Technologie anschließend zur Herstellung von kohlenstoffnegativen Gartenbelägen für den Einbau auf einer Baustelle in Skanska.

„Wir haben in der Pilotanlage gezeigt, dass unsere Technologie in der Lage ist, die CO2-Emissionen von herkömmlichem Beton um 45 % zu reduzieren“, sagte Vehmas, jetzt CEO des VTT-Spin-out-Unternehmens Carbonaide. „Letzten Herbst haben wir gezeigt, dass wir den CO2-Fußabdruck unserer Produkte auf -60 kg/m3 senken konnten, indem wir Portlandzement durch Schlacke ersetzten.“ Der CO2-Fußabdruck von herkömmlichem Beton soll etwa 250–300 kg pro Kubikmeter betragen.

Carbonaide beabsichtigt nun, die weltweit erste industrielle Pilotproduktionslinie zur Herstellung von kohlenstoffnegativem Beton zu errichten und hat sich für den Start eine Startfinanzierung in Höhe von 1,8 Millionen Euro (ca. 1,95 Millionen US-Dollar) gesichert. Es wird erwartet, dass die fabrikgroße Anlage in Hollola in Kombination mit einer voll funktionsfähigen Wertschöpfungskette „bis zu fünf Tonnen CO2 pro Tag mineralisiert und die Produktion seiner CO2-negativen Betonprodukte um das Hundertfache steigert“.

Ziel des Unternehmens ist es, die Produktion zu steigern und bis 2026 in der gesamten Region zehn Einheiten in Betrieb zu haben, die bis 2050 jährlich rund 500 Megatonnen CO2 binden sollen. Der aktuelle Pilot ist im folgenden Video im Betrieb zu sehen.

„Unser Ziel bei Carbonaide ist es, mit modernster Technologie eine nachhaltigere Zukunft zu schaffen, die nicht nur die Kohlenstoffemissionen von Baumaterialien wie Beton reduziert, sondern auch mehr CO2 bindet, als sie im Laufe ihrer Lebensdauer ausstoßen“, sagte Vehmas. „Es ist ganz natürlich, dass die gebaute Umwelt zu einer CO2-Senke wird, da sie die größte Menge an von Menschenhand geschaffenem Material darstellt.“

Quelle: VTT