Klimafreundliches Bauen: Forschung zur Reduzierung von Treibhausgasen im Betonbau
Vor 35 Jahren begann die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) mit Förderprojekten in den ostdeutschen Bundesländern. Anlässlich dieses Jubiläums werden in einer Serie Projekte in diesen fünf Bundesländern vorgestellt. Aktuell liegt der Fokus auf DBU-geförderten Maßnahmen in Thüringen, insbesondere auf einer Forschungsinitiative, die untersucht, wie sich beim Betonbau klimaschädliche Emissionen verringern lassen. Die DBU unterstützt das bis März 2027 laufende Vorhaben mit etwa 276.000 Euro.
DBU als bedeutender Förderer innovativer Umweltprojekte
Mit einem Stiftungskapital von rund drei Milliarden Euro zählt die DBU zu den größten Umweltstiftungen Europas. Seit mehr als drei Jahrzehnten fördert sie vor allem innovative Umweltprojekte mit Schwerpunkt auf mittelständische Unternehmen, um den Klima-, Umwelt- und Ressourcenschutz zu stärken und dem menschengemachten Klimawandel entgegenzuwirken.
DBU-Generalsekretär Alexander Bonde betont die Bedeutung des Baugewerbes für die Energiewende: „Der Bausektor stellt einen entscheidenden Hebel dar. Beton bleibt aufgrund seiner Eigenschaften ein unverzichtbarer Baustoff, doch es sind umweltfreundlichere Herstellungsverfahren notwendig.“
Herausforderungen bei der Zementherstellung
Die Forschung der Suhler Firma Polycare Research Technology und der Technischen Hochschule Augsburg konzentriert sich auf die Reduktion von Zement, einem zentralen Bestandteil von Beton. Neben Wasser, Sand, Kies und Kalksplitt enthält Beton verschiedene Zusatzstoffe und Zusatzmittel, beispielsweise Betonverflüssiger oder Fasern. Besonders problematisch ist die Herstellung von Zementklinker, einem Vorprodukt des Zements, das für die Festigkeit des Betons verantwortlich ist.
Die Produktion von Zementklinker erfordert Temperaturen über 1400 Grad Celsius und verursacht erhebliche CO₂-Emissionen: Pro Tonne Zement entstehen nahezu 600 Kilogramm Kohlendioxid. In Deutschland summiert sich dies jährlich auf 15 bis 20 Millionen Tonnen CO₂, weltweit sind es etwa 2,8 Milliarden Tonnen, was rund acht Prozent der globalen CO₂-Emissionen entspricht.
Geopolymere als klimafreundliche Alternative
Robert Rösler, technischer Geschäftsführer von Polycare, erläutert das Ziel der Forschung: „Wir wollen durch den Einsatz von Geopolymeren den CO₂-Fußabdruck beim Betonbau signifikant reduzieren.“ Geopolymere sind zementfreie, anorganische Bindemittel auf Basis von Silizium und Aluminium, die deutlich weniger CO₂ bei der Herstellung verursachen und zudem beständig gegen Tausalze und hohe Temperaturen sind.
Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf Geopolymere, die aus Hüttensand und Flugasche bestehen, da diese Materialien großes Einsparpotenzial bieten. Ein innovativer Ansatz ist die Entwicklung faserverstärkter Geopolymer-Betonmischungen, bei denen mineralische Fasern die Stabilität erhöhen und filigranere Bauweisen ermöglichen sollen. Eine zentrale Fragestellung ist die Beständigkeit der Fasern im stark alkalischen Milieu der Geopolymere.
Material- und Kosteneinsparungen durch Faserverstärkung
In Zusammenarbeit mit der Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Technischen Hochschule Augsburg zielt das Projekt darauf ab, die erforderliche Dicke von Geopolymer-Betonbauteilen durch Faserverstärkung um etwa 20 Prozent zu reduzieren. Dies würde sowohl Kosten als auch Materialeinsatz verringern. Rösler schätzt, dass sich der CO₂-Ausstoß im Vergleich zu herkömmlichem Beton um bis zu 70 Prozent senken lässt.
Obwohl ein vollständiger Ersatz von Zement durch alternative Bindemittel derzeit nicht realistisch ist, liefert das Projekt wichtige Erkenntnisse für die Materialtechnik und könnte einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung des Bauwesens leisten.
DBU Naturerbe in Thüringen
Zusätzlich zur Projektförderung engagiert sich die DBU Naturerbe, eine gemeinnützige Stiftungstochter, in Thüringen für den Naturschutz. Sie betreut dort neun Flächen des Nationalen Naturerbes mit einer Gesamtfläche von etwa 7.100 Hektar. Dazu zählen unter anderem der Pöllwitzer Wald im Landkreis Greiz sowie die Salzunger Vorderrhön in den Landkreisen Schmalkalden-Meiningen und Wartburgkreis.
Die Stiftung verfolgt das Ziel, offene Lebensräume wie Wiesen und Heiden durch gezielte Pflege zu erhalten, strukturarme Wälder in naturnahe Forste umzuwandeln und Feuchtgebiete sowie Gewässer ökologisch aufzuwerten.
Bildmaterial
- Quelle: Polycare GmbH
