Zementindustrie

„Über bereits weit gedrehte Schrauben hinaus“

Europäische Investmentfonds forderten 2019 die Zementindustrie auf, dass die Branche dringend ihren CO2-Ausstoß senken muss. Wir haben bei Sebastian Spaun, Geschäftsführer der österreichischen Zementindustrie, VÖZ, nach dem aktuellen Stand der Dinge gefragt.

SOLID: Wie hat die Zementindustrie die Forderungen der Investmentfonds aufgenommen? Das ist ja nicht gerade die „grüne Ecke“, aus der solche Forderungen normalerweise kommen.

Sebastian Spaun: Natürlich haben diese kritischen Statements der Europäischen Investmentfonds unsere Unternehmen betroffen gemacht. Da ist plötzlich vielen klar geworden, dass die Kommunikation über seit Jahren laufende Forschungsaktivitäten über CO2- Minderungs- und CO2-Abscheidetechnolgien vernachlässigt worden ist. CO2-Minderung bei der Zementherstellung bedeutet das Drehen vieler Schrauben. Österreich ist hier international ein Vorbild. Wir haben alle Schrauben, die man beim Zementherstellungsprozess kennt, um die CO2-Produktion runter zu bringen, sehr weit gedreht. 

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Wie weit und wie ist das gelungen?

Spaun: Dafür gibt es drei Ursachen: Wir haben in Österreich mit den Zyklonvorwärmeöfen die neueste Technologie flächendeckend im Einsatz. Damit erreicht man eine sehr energieeffiziente Vortrocknung der verwendeten Rohmaterialien. Das zweite sind die verwendeten Brennstoffe, um den Klinker zu brennen. Da kommen nur noch 18 Prozent fossile Brennstoffe zum Einsatz. Wir haben am stärksten von allen Ländern der Welt in unseren Brennöfen Kohle, Öl und Gas zurück gedrängt. Mit 82 Prozent alternativem Brennstoffanteil führen wir mit Abstand das internationale Ranking des World Business Council for Sustainable Development an. Und drittens haben wir einen niedrigen Klinkeranteil von knapp 69 Prozent in unserem Zement – und das Brennen des Zementklinkers ist ja der Prozessschritt, bei dem das CO2 anfällt.

Warum ist der Klinkeranteil bei uns so niedrig? 

Spaun: Weil wir in Österreich seit Jahrzehnten traditionell die gesamte Hochofenschlacke aus der Eisenerzeugung und Flugaschen aus den Kohlekraftwerken, also Nebenprodukte aus thermischen Prozessen mit latent hydraulischen Eigenschaften, einsetzen. Diese Stoffe werden gezielt zur Festigkeitssteuerung unserer Zemente eingesetzt. Diese Stoffe liegen in anderen Ländern, vor allem Asien, auf Halde oder in der Landschaft - bei uns werden daraus Bauwerke und Infrastruktur. Mit diesen drei Maßnahmen sind wir bei einer spezifischen CO2-Effizienz von 530 kg CO2 pro Tonne Zement angekommen. Nachdem wir knapp über fünf Millionen Tonnen produzieren, kommen wir 2018 trotz aller Effizienz auf ca. 2,7 Millionen Tonnen CO2-Emission. 

Beton, also das sichtbare Resultat zementgebundener Baustoffe, ist nun mal der meist verwendete Stoff der Welt. Würden wir in Österreich den europäischen Durchschnittszement produzieren, würden wir ca. eine halbe Million Tonnen CO2 mehr emittieren. 500.000 Tonnen pro Jahr Einsparung ist im Vergleich zu manch anderer Maßnahme gar nicht so wenig und zeigt stellvertretend das Innovationspotenzial des österreichischen Industriestandortes.“

Das klingt alles ganz gut, aber es muss wohl noch mehr gehen – und zwar wie?

Spaun: Ja, auf jeden Fall. Wir sind davon überzeugt, dass uns die Klimaneutralität bis 2050 gelingt. Aber wir stehen vor der großen Herausforderung, über diese bereits weit gedrehten Schrauben hinaus zu gehen – und das ist deutlich schwieriger. Es bleiben uns zwei Wege offen: der eine Weg ist die sogenannte 5-C-Strategie. Der Begriff 5 C steht für Clinker, Cement, Concrete, Construction und Carbonation. Unter den ersten beiden C können wir wie erwähnt ein Hakerl machen. Auch beim dritten C, Concrete, kann man der österreichischen Betonindustrie ein Kompliment aussprechen, was den Emissionsanteil pro Tonne betrifft. Beim vierten C wird es spannend, denn da geht man in die Umsetzung und über unseren Produktionsprozess hinaus. Hier sprechen wir ganz offen darüber, dass wir unsere Produkte auch effizient eingesetzt haben wollen. Das können wir nicht selbst steuern. Die jungen Architekten und Designer der Zukunft müssen es als ihre Aufgabe sehen, Beton so intelligent wie möglich einzusetzen. Dabei können wir sie unterstützen. Es geht da darum, die Festigkeiten im Bauteil dorthin zu bringen, wo wir sie brauchen - und dort, wo wir sie nicht so brauchen, mit CO

2-effizienteren Betonen zu operieren. Die Schlagwörter dazu lauten Gradientenbetone oder bionische Strukturen. Dort hinzuschauen, ist die Aufgabe der Statiker und Designer. Das sind Fragen wie: Welche Materialeigenschaften braucht man, um die Funktion z. B. einer Wand zu erfüllen? Hat sie eine Tragefunktion oder ist sie nur ein Sichtschutz? Eigenschaften von Baustoffen und die Funktionalitäten von Bauteilen viel weiter zu denken, war bereits vor 13 Jahren der Ausgangspunkt für die Forschungen zum Thema Heizen und Kühlen durch thermisch aktivierte Bauteile. Die Frage war: Welche Zusatzfunktionen kann eine Geschoßdecke aus Beton denn noch übernehmen?

Sie meinen, dass in besserer Planung und daraus resultierenden spezifischeren Anforderungen an die Baustoffe ein großer Hebel zur CO2-Minderung liegt?

Spaun: Ja, bei gleichzeitiger Steigerung des Wohnkomforts. Die Baustoff- und Bauindustrie müsste größtes Interesse daran haben, diesen Innovationsprozess anzutreiben. Dafür braucht man aber viele Stakeholder in einer sehr langen Wertschöpfungskette. Doch wir sind dran, in Kooperation mit vielen anderen Branchen, hier einen positiven Druck aufzubauen und Anreize zu liefern.

Das bedeutet aber auch ein Umdenken in der Lehre, an fachspezifischen Schulen wie auch an Universitäten. Es wird eine große Aufgabe der Lehre, die nachkommenden Generationen in diese Richtung zu animieren. Wir arbeiten sehr intensiv mit Universitäten zusammen, um klar zu machen: Tradition ist gut, soll aber nicht zur Ausrede werden. Wir können nicht so weiter bauen, wie man vor hundert Jahren gebaut hat, davon ist ja auch die Bauindustrie überzeugt. Das ist das vierte C: Construction.

Wie sieht es mit dem fünften C, der Carbonatisierung, aus?

Spaun: Wenn Beton der Luft ausgesetzt ist – und da richtet sich der Blick vor allem aufs Recycling und aufgebrochenen Beton, bildet er sich wieder zu Kalkstein zurück und bindet dabei CO2. Viele Jahrzehnte wurde diese Tatsache nur als eine Schwäche von Stahlbeton betrachtet, weil beim Stahlbeton die Bewehrung genau vor diesem Eindringen und Umwandeln von CO2 geschützt werden muss. Betontechnologen designen daher den Beton seit jeher so (dicht), dass die Bewehrung in der Nutzungsphase von Beton geschützt bleibt. Deshalb wird in der Nutzungsphase z. B. einer freistehenden Wand nur fünf bis zehn Prozent eingebunden Aber wenn der Lebenszyklus zu Ende ist, kann man in der Weiterverarbeitung (Recycling etc.) kreativ werden. Die Forschung schätzt, dass man 25 Prozent des bei der Zementherstellung erzeugten CO2 wieder einbinden kann – in Summe ist das eine große CO2-Senke.

Aber was soll dann mit dem bei der Zementherstellung herausgelösten CO2 passieren?

Spaun: Die Abscheidung ist eine Herausforderung. Laut Chemielehrbuch gibt es dazu fünf verschiedene, sehr komplexe Verfahren. Diese Verfahren werden derzeit in kleinen Pilotanlagen an verschiedenen Punkten in Europa – in Belgien, in Norwegen, in Nordfrankreich – getestet. Von diesen Anlagen brauchen wir noch mehr v.a.größere. Aus diesem CO2 muss man dann sinnvolle Produkte machen – und auch das muss man bei der Standortwahl für solche Anlagen berücksichtigen. Der New Green Deal der EU sucht genau solche Projekte – und das hat auch Niederschlag im österreichischen Regierungsprogramm gefunden. Auf Seite 117 ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass wir bei prozessintensiven Industrien wie Zement, Stahl und Chemie auf Breakthrough-Verfahren werden setzen müssen, weil wir keine anderen Möglichkeiten sehen, die gesteckten Klimaziele zu erreichen. Das alles geht natürlich nicht von heute auf morgen. Wenn man so eine Anlage in Betrieb nimmt, wird man in fünf bis acht Jahren erst wissen, ob der nächste Schritt der Skalierbarkeit funktioniert. Diese Zeit wird es brauchen. Der Zementprozess ist besonders prädestiniert, um CO2 als neuen Rohstoff zu gewinnen, da unser Abgas bereits sehr hohe CO2-Konzentrationen aufweist. Also: wenn man es schon gewinnen muss, dann ist bei uns ein guter Platz. Und von der Menge her ist es etwa so viel, wie wir an Zement ausliefern. Am Ende stellt sich dann die Frage, was man aus dem abgeschiedenen CO2 erzeugen kann. Im untergeordneten Bereich werden wir das gewonnene CO2 auch in unserer eigenen Werkstoffkette verwerten. Auch diesbezüglich laufen die Forschungen vielerorts. Wenn man CO2 mit anderen Stoffen wie Wasserstoff kombiniert, ergeben sich viele Möglichkeiten (z.B. Methanol oder Ethanol). Diese sind Grundstoffe für Kunststoffe jeglicher Art, aber auch für Treibstoffe der Zukunft. Noch mangelt es am Bewusstsein, welche Mengen an Strom es braucht, um das Schlüsselelement Wasserstoff zu erzeugen, das wir für die Dekarbonatisierung von Stahl, Chemie und Zement in gleichem Maße brauchen werden. Auch da wird man sektor- und grenzüberschreitend denken müssen. Erneuerbarer Strom wird der wirtschaftlich wichtigste Energieträger werden.“

Wie geht es nun weiter?

Spaun: Nach Corona wird dieses langfristigere Thema sicher wieder Priorität bekommen, wir stellen uns der Herausforderung, diese Fragestellungen zu lösen. Doch dazu benötigen wir auch die Politik, denn Projekte dieser Dimension müssen auch über europäische Innovationfonds laufen und dazu braucht man das Commitment der Mitgliedsstaaten. Unsere Industrie ist auf jeden Fall bereit.