01.12.2017

Carbonatisierung verbessert Umweltbilanz

Untersuchung zur CO2-Aufnahme in Ökobilanzen

Qualitativer Verlauf des Carbonatisierungsfortschritts in Beton

In einer Untersuchung zur CO2-Aufnahme zementgebundener Baustoffe wird die Abschätzung getroffen, dass in den letzten Jahren 43% der globalen Prozessemissionen der Zementherstellung durch Carbonatisierung wieder aufgenommen wurden. Die europäische Norm EN 16757 wird eine Orientierung zur Verwendung solcher Daten in Ökobilanzen geben.

Die Autoren eines in „Nature Geoscience“ veröffentlichten Artikels1) schätzen ab, dass weltweit 43% der CO2-Prozessemissionen der Zementherstellung in den Jahren 1930 bis 2013 durch die Carbonatisierung von Beton und Mörtel im gleichen Zeitraum gebunden wurden. Bereits im Jahr 2008 war ECRA in einer Studie der CO2-Aufnahme zementgebundener Baustoffe über den Lebenszyklus nachgegangen. Die aktuelle Untersuchung bestätigt die seinerzeit ermittelten Eckpunkte.

Wahl der Eingangsparameter

In der Nature Geoscience-Studie wurde eine globale CO2-Bilanz für einen abgeschlossenen Zeitraum der Vergangenheit durchgeführt. Bei der Verwendung dieser Daten in Ökobilanzen bzw. bei einem Vergleich mit Studien auf der Basis der aktuellen Zement- bzw. Betonproduktion sind die jeweiligen Eingangsgrößen zu beachten, die von den Annahmen im Artikel abweichen können. Beispielhaft können hier genannt werden:

• Verhältnis Zementmörtel / Beton: In den Berechnungen von „Nature Geoscience“ wurde angenommen, dass 30% der Zementproduktion im Mörtel verwendet wurden. Andere Wissenschaftler schätzen diesen Prozentsatz für aktuelle Betrachtungen als zu groß ein.

• Klinkerfaktor: Die maximale Aufnahme von Kohlenstoff im Zementstein hängt u. a. vom Anteil des Zementklinkers im Zement ab. In „Nature Geoscience“ wurde der Klinkeranteil mit 75% bis 97% (statistisch verteilt) abgeschätzt, während der durchschnittliche Klinkerfaktor aktueller Zemente geringer ist. So lag der Klinkerfaktor für Deutschland im Jahr 2015 bei 74%.

• Das bei der Zementproduktion emittierte Kohlendioxid aus fossilen Brennstoffen bleibt bei dem o. g. Prozentsatz von 43% unberücksichtigt.

Norm ermöglicht Abschätzungen

Die Carbonatisierungsgeschwindigkeit und die maximal mögliche CO2-Aufnahme eines zementgebundenen Baustoffs hängen zudem u. a. vom Zementgehalt, den Expositionsbedingungen sowie der Behandlung nach dem Abbruch des Bauwerks ab. Die im Formal Vote verabschiedete Norm EN 16757 wird in einem Anhang Hinweise geben, mit deren Hilfe qualifizierte Abschätzungen zur CO2-Aufnahme von zementgebundenen Baustoffen vereinfacht werden.

1) Fengming Xi et al.: „Substantial global carbon uptake by cement carbonation“, Nat. Geosci., Nov. 2016

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