Zement bindet CO2 – Neuer Beton vor Praxiseinsatz

Ein neuartiger klimafreundlicher Beton könnte die Bauwirtschaft grundlegend verändern: Forschende entwickeln derzeit einen Zementersatz, der CO2 nicht nur bei der Herstellung einspart, sondern dauerhaft im Baustoff bindet. Damit könnte Beton erstmals zur aktiven CO2-Senke statt zum Klimaproblem werden. Die Technologie gilt als vielversprechender Ansatz für klimaneutrales Bauen und könnte künftig bei Ausschreibungen, ESG-Vorgaben und öffentlichen Bauprojekten zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor für Bauunternehmen und Handwerksbetriebe werden.

Beton steht seit Jahren wegen seines hohen CO2-Ausstoßes in der Kritik. Vor allem die Zementherstellung belastet die Klimabilanz massiv. Dabei gehen rund acht Prozent des weltweiten CO2-Ausstoßes auf die Herstellung von Zementklinker zurück. Hauptursache ist neben dem hohen Energieeinsatz vorwiegend die chemische Reaktion bei der Entsäuerung von Kalkstein. „Diese hohen Emissionen entstehen durch den Energieeinsatz bei der Produktion, aber vor allem auch durch die chemisch bedingte Entsäuerung von Kalkstein bei der Herstellung von Portlandzementklinker, dem am häufigsten verwendeten Bindemittel für Beton“, erklärt Frank Dehn, Professor am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Für Bauunternehmen und Handwerksbetriebe wächst damit der Druck, klimafreundlichere Baustoffe einzusetzen, gerade auch mit Blick auf Ausschreibungen, Förderprogramme und ESG-Vorgaben. Um dem Rechnung zu tragen, arbeitet das KIT gemeinsam mit europäischen Partnern an einer Technologie, die das Potenzial hat, die Bauwirtschaft grundlegend zu verändern: Beton soll künftig nicht nur weniger Emissionen verursachen, sondern aktiv Kohlendioxid binden und dauerhaft speichern. Das EU-geförderte Projekt C-SINC setzt dabei auf CO2-gebundene Magnesiumsilikate als teilweisen Ersatz für klassischen Zementklinker.

CO2 wird im Beton mineralisch gebunden

Im Zentrum des Projekts stehen magnesiumhaltige Silikate, die in einem beschleunigten Prozess mit CO2 zu Magnesiumcarbonat reagieren. Dieses Material kann als sekundärer zementärer Zusatzstoff einen Teil des Klinkers ersetzen. Entscheidend ist dabei nicht nur die Reduktion von Emissionen während der Herstellung. Das gebundene Kohlendioxid wird chemisch in ein stabiles Mineral eingebaut und bleibt langfristig fixiert. „Indem wir das dabei eingesetzte CO2 gezielt aus Industrieabgasen abscheiden, also der Atmosphäre entziehen, kann Beton künftig nicht nur emissionsärmer werden, sondern aktiv als CO2-Senke wirken“, erklärt Dehn. „Das CO2 wird nicht einfach gespeichert, es wird chemisch in ein Mineral eingebaut. Es bleibt fest gebunden und kann so über sehr lange Zeiträume nicht wieder entweichen.“ Für die Baupraxis bedeutet das perspektivisch einen Paradigmenwechsel: Beton würde vom Klimaproblem zum Teil der Lösung.

Zementersatz mit Praxistauglichkeit im Fokus

Anders als viele Forschungsansätze bleibt C-SINC nicht im Labor. Ziel ist die zügige Überführung in die Anwendung. Am KIT werden mithilfe von maschinellem Lernen und strukturmechanischen Modellen geeignete Rezepturen entwickelt und im kleinen wie im großmaßstäblichen Versuch geprüft. Tragfähigkeit, Dauerhaftigkeit und Sicherheitsanforderungen stehen dabei im Mittelpunkt. Gerade für Bauunternehmer ist entscheidend, dass neue Bindemittel die bekannten Eigenschaften von Beton nicht beeinträchtigen. Die enge Verzahnung von Simulation, experimenteller Forschung und realitätsnahen Prüfungen soll belastbare Kennwerte liefern. Damit könnte CO2-speichernder Beton mittelfristig Einzug in Ausschreibungen, Ingenieurbauwerke und Fertigteilproduktionen halten. Angesichts knapper werdender klassischer Zementersatzstoffe wie Flugasche oder Hüttensand infolge des Kohleausstiegs und der Transformation der Stahlindustrie gewinnt der Ansatz zusätzliche Bedeutung. Sollte sich die Technologie durchsetzen, eröffnet sie der Bauwirtschaft nicht nur ökologische, sondern auch strategische Chancen im Wettbewerb um klimaneutrale Projekte.