Celitement

Im KIT (früher Universität Karlsruhe und Kernforschungszentrum Karlsruhe) wurde ein Celitement genannter Stoff entwickelt, der das Potential haben soll, den heutigen Portlandzement zumindest teilweise zu ersetzen.

Warum ist das interessant? Die Herstellung von Zement ist ein großer \mathrm{CO_2}-Emittent. Man muß den gemahlenen Rohstoff (hauptsächlich Mergel und Kalkstein) in diesem Drehofen auf gut 1400°C (ca. 1700 K) erhitzen, um daraus Klinker zu gewinnen, der wiederum mit gemahlen wird, um daraus Zement zu gewinnen. Nun wird diese Hitze durch eine Feuerung erzeugt, die natürlich schon zu den \mathrm{CO_2}-Emissionen beiträgt, aber bei dem Prozess wird auch Kalk in gebrannten Kalk und \mathrm{CO_2} umgewandelt, also \mathrm{CaCO_3 \longrightarrow CaO + CO_2}, was noch viel mehr Kohlendioxid freisetzt. Nun haben die Zementfabriken einiges getan, um die Emissionen an Staub und Schadstoffen zu verringern und sie setzen in manchen Ländern bis zu 50% brennbare Abfälle wie Reifen ein, um die Hitze zu erzeugen. Was passiert mit der dabei anfallenden Asche? Die muß wohl im Zement landen, dessen chemische Zusammensetzung am Ende vorgegeben ist, weil die Zementsorten genormt sind. Man muß also die Zusammensetzung kontinuierlich überwachen und gegebenfalls von den Stoffen, die man vor und nach dem Brennen hinzufügt, kleinere und größere Mengen verwenden, um die richtige Zementsorts herzustellen. Das sind alles Prozesse, die die Zementwerke heute gut beherrschen, deshalb können sie dazu beitragen, sonst schlecht entsorgbaren, aber brennbaren Müll zu entsorgen.

Dieser Celitement soll nun mit nur mit ca. 500°C (ca. 770 K) gebrannt werden, was zumindest den Energieeinsatz und die dadurch bedingten Emissionen verringert. Da die \mathrm{CO_2}-Emissionen gegenüber dem herkömmlichen Zement (sogenannter „Portlandzement“) aber halbiert werden sollen, muß wohl auch der aus dem Brennen des Kalks resultierende \mathrm{CO_2}-Ausstoß verringert worden sein. Wir werden sehen, ob dieses Verfahren seinen Platz einnehmen kann und das halten kann, was es verspricht.

Eine andere Technologie ist übrigens Biorock. Bei diesem Verfahren entzieht man dem Meereswasser durch Elektrolyse Mineralien und kann daraus Bauelemente gewinnen, die ähnliche Eigenschaften wie Stahlbeton haben. Man kann das also mit Solar-, Wind- oder Wasserkraft betreiben, während die heutigen Zementwerke auf die Verwendung von Brennstoffen angewiesen sind, um die Hitze im Drehofen zu erzeugen. Und mit Solarenergie erzeugter Wasserstoff ist keine Alternative, solange auf dem Weltmarkt Zement mit wesentlich billigeren Produktionsverfahren in gleicher Qualtität erhältlich ist.

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