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Wie Zementwerke mit neuer CO2-Abscheidungstechnologie ihren Beitrag zum Schutz unseres Planeten leisten

Ein EU-finanziertes Projekt hat eine neue CO2-Abscheidungstechnologie entwickelt, die den CO2-Ausstoß der Zementwerke drastisch reduzieren soll.

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In unserem täglichen Leben spielt Zement als Grundbestandteil von Beton eine ziemlich wichtige Rolle. In Gebäuden, Straßen, Dämmen, Brücken und Tunneln: In nahezu allem, was wir bauen, kommt er zum Einsatz. Zement ist jedoch auch eine erhebliche Quelle von CO2-Emissionen. Die europäische Zementindustrie arbeitet bereits seit Langem an der Reduzierung der Emissionen und hat sich nun zum Ziel gesetzt, bis 2050 entlang der Wertschöpfungskette von Zement und Beton CO2-Neutralität zu erreichen. Laut CEMBUREAU, The European Cement Association sind 42 % der CO2-Emissionsreduzierung durch CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung zu erreichen. Bei diesem Verfahren zur Eindämmung des Klimawandels wird das CO2 aus den Kraftwerken und industriellen Prozessen abgeschieden und wiederverwendet oder für lange Zeit sicher gespeichert. Als Beitrag zu den Anstrengungen rund um die Verwirklichung der EU-Emissionsziele hat das am EU-finanzierten Projekt CLEANKER (CLEAN clinKER production by Calcium looping process) arbeitende Forschungsteam nun eine neue CO2-Abscheidungstechnologie für Zementwerke, das sogenannte Calcium-Looping, entwickelt. Mit dieser Technologie strebt das Projektteam eine Senkung der CO2-Emissionen der Zementwerke um 90 % an. Etwa 60 % der CO2-Emissionen bei der Zementherstellung hängen mit der Kalzinierung von Kalkstein (Kalziumkarbonat, CaCO3) zusammen. Dieser Hauptrohstoff des Herstellungsprozesses wird zu Kalziumoxid (CaO) und CO2 zersetzt. Calcium-Looping ist ein regenerativer Prozess, bei dem ausgenutzt wird, dass Sorptionsmittel auf Kalziumbasis bei hohen Temperaturen CO2 binden können. Bei diesem Prozess wird das CO2 durch die sogenannte Karbonisierung von CaO in Form von CaCO3 abgeschieden. Es folgt eine Oxyfuel-Kalzinierung, durch die das CaO wieder verfügbar und nahezu reines CO2 freigesetzt wird.

Calcium-Looping: Nichts als Vorteile

„Unsere Technologie bietet mehrere Vorteile für bestehende Zementwerke“, erklärt Maschinenbauingenieurin Martina Fantini vom Energie- und Umweltlabor Piacenza (LEAP), welches das Projekt CLEANKER koordiniert, in einem Artikel auf der Website der Europäischen Kommission. „Erstens erfordert die Nachrüstung keine Änderungen am Drehrohrofen der Anlage, der die wichtigste Komponente in jedem Zementwerk ist. Zum anderen handelt es sich bei dem am Ende des CO2-Abscheidungsprozesses produzierten Sorptionsmittel um dasselbe Rohmaterial, wie es für die Klinkerproduktion verwendet wird (Klinker ist der Hauptbestandteil der meisten Zementarten). Und letztendlich gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die durch den CO2-Abscheidungsprozess entstehende Wärme zu nutzen.“ Anders als bei vorherigen Versuchen, CO2 in Zementwerken abzuscheiden, findet dieser Calcium-Looping-Prozess während der Verbrennung und nicht erst im Anschluss daran statt. „Obwohl es weniger modern ist, birgt CLEANKER das Potenzial, eine hohe CO2-Abscheidung mit einem geringen Energieaufwand und geringen wirtschaftlichen Auswirkungen zu erreichen. Dies ist der Verwendung von konventionellem Rohmehl als CO2-Sorptionsmittel und der starken thermischen Integration zu verdanken, die den Brennstoffverbrauch deutlich reduziert“, erklärt Fantini. Dem Artikel zufolge geht Dr. Fantini davon aus, dass das Projekt CLEANKER in etwa drei Jahren die Calcium-Looping-Technologie im vollem Umfang nachrüsten könne. Weitere Informationen: Projektwebsite CLEANKER

Schlüsselbegriffe

CLEANKER, Zement, CO2, Kohlendioxid, CO2-Abscheidung, Calcium-Looping, Emissionen

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13 September 2019