Geschäftsmodelle für die CO2-Mineralisierung
Die Zementindustrie ist für rund sieben Prozent der globalen
Treibhausgasemissionen verantwortlich. Um die Dekarbonisierung dieses
Industriezweiges zu verwirklichen, müssen Politik und Wirtschaft
ökonomisch umsetzbare Lösungen finden. Eine Studie der Heriot-Watt
University und des Instituts für transformative Nachhaltigkeitsforschung
(IASS) zeigt erstmals, wie mittels CO2-Mineralisierung ohne zusätzliche
Kosten die Emissionen aus der Zementproduktion um bis zu 33 Prozent
gesenkt werden können, sofern bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind.
Da der Einsatz von Zement für das Jahr 2026 mit einem Weltmarktvolumen von
463 Milliarden Dollar - das sind rund sechs Gigatonnen Zement pro Jahr -
veranschlagt wird, ist eine Reduktion der dabei freiwerdenden Emissionen
ein entscheidender Hebel. Etwa 60 Prozent der Emissionen aus der
Zementindustrie sind prozessbedingt, weil sie bei der Kalzinierung von
Kalkstein entstehen. Das Brennen von Kalk ist der namensgebende Prozess
für die Kalzinierung. Hierbei wird Kalkstein durch hohe Temperaturen das
Kohlendioxid entzogen, wodurch überwiegend Kalziumoxid zurückbleibt.
Hierbei sind Emissionen besonders schwierig zu reduzieren, da entweder der
gesamte Prozess durch emissionsarme Alternativen ersetzt werden oder das
CO2 aus dem Prozess aufgefangen und dauerhaft gespeichert werden müsste.
Während der Ersatz von Zement und Beton durch alternative Baumaterialien
wie Holz eine wohl unrealistisch rasche Änderung der gesamten
Wertschöpfungskette im Bauwesen erfordern würde, stellen Technologien zur
Kohlenstoffabscheidung und -speicherung eine Alternative für die
Dekarbonisierung dar, verursachen aber zusätzliche Produktionskosten.
Daher muss die Zementindustrie Strategien finden, bei denen die Minderung
der CO2-Emissionen zu zusätzlichen Einnahmen führt, anstatt Kosten zu
verursachen. Hierbei könnte die CO2-Mineralisierung in Zukunft eine große
Rolle spielen, wobei abgeschiedenes CO2 mit Mineralien (z.B. Magnesium-
oder Kalziumsilikate) reagiert und so dauerhaft speichert werden kann.
Förderung durch Zertifikathandel entscheidend
Die Autoren der Studie - gerade veröffentlicht in „Communications Earth &
Environment“ (Nature Portfolio) - zeigen, dass unter bestimmten Umständen
positive Business Cases entstehen, wenn CO2-Mineralisierungsprodukte
eingesetzt werden, die Einnahmen erbringen. Die Autoren entwickelten dabei
existierende Mineralisierungsprozesse weiter, um Zementzusatzstoffe in
unterschiedlichen Zusammensetzungen zu produzieren, welche gewöhnlichem
Zement beigemischt werden können. Mittels eines integrierten techno-
ökonomischen Modells konnte identifiziert werden, unter welchen Umständen
positive Geschäftsszenarien aufzufinden sind. Darüber hinaus haben die
Wissenschaftler bei einer globalen Unsicherheitsanalyse die wichtigsten
Faktoren für die Weiterentwicklung und großskalige Implementierung dieser
Technologien erfasst.
Das Fazit: Eine CO2-Emissionsreduzierung von 8 bis 33 Prozent kann durch
die Integration von CO2-Mineralisierung im Zementproduktionsprozess
erreicht werden. Dies kann zu einem zusätzlichen Gewinn von bis zu 32 Euro
pro Tonne Zement führen, sofern zwei Bedingungen erfüllt sind, sagt
Erstautor Till Strunge: „Die entstehenden Produkte müssen als
Zementersatzstoff in Zementmischungen in der Bauindustrie etwa für Brücken
oder Gebäude verwendet werden, wobei gegebenenfalls eine Anpassung der
Zementstandards von Nöten sein könnte. Und das Speichern von CO2 in
Mineralien muss für Emissionszertifikathandel (z.B. ETS) oder ähnliches
anerkannt werden.“ Außerdem seien der Mineralientransport und die
Zusammensetzung des Produkts entscheidend, so Strunge.
Strunge ergänzt, dass das Studienergebnis zu der Schlussfolgerung führe,
dass ETS oder auch CO2-Steuern allein nicht ausreichen werden, um mehr
Lösungen mit geringem Kohlenstoffausstoß in der Zementindustrie auf dem
Markt zu etablieren. Er und seine Mitautoren empfehlen daher Mechanismen
wie beispielsweise Subventionsprogramme wie einst bei der Wind- und
Solarenergie. „Außerdem sollten Regierungen in kohlenstoffarme
Erstanbieter-Zementwerke investieren.“
