{"id":138687,"date":"2024-02-08T07:32:00","date_gmt":"2024-02-08T06:32:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=138687"},"modified":"2024-02-04T14:10:02","modified_gmt":"2024-02-04T13:10:02","slug":"kohlenstoff-im-beton-auf-co2-bauen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kohlenstoff-im-beton-auf-co2-bauen\/","title":{"rendered":"Kohlenstoff im Beton: Auf CO2\u00a0bauen"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Die Bauwirtschaft als CO2<\/sub>-Senke? Daran arbeiten Forschende des \u00abConcrete & Asphalt Labs\u00bb der Empa. Mit dem Einbringen von Pflanzenkohle in Beton loten sie das Potenzial von CO2<\/sub>-neutralem oder gar CO2<\/sub>-negativem Beton aus. F\u00fcr optimale Praxistauglichkeit verarbeiten sie die Kohle vorab zu Pellets und ersetzen damit handels\u00fcbliche Gesteinsk\u00f6rnungen.<\/strong><\/p>\n\n\n

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Beton ohne Emissionen: Empa-Forscher Mateusz Wyrzykowski (rechts) und Nikolajs Toropovs ersetzen herk\u00f6mmliche Gesteinsk\u00f6rnungen durch Pellets aus Pflanzenkohle und loten damit das Potenzial von CO2-neutralem oder gar CO2-negativem Beton aus. Bild: Empa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Um das Ziel einer klimaneutralen Schweiz bis 2050 zu erreichen, sind Strategien und Prozesse n\u00f6tig, die eine negative CO2<\/sub>-Bilanz aufweisen. Diese sogenannten Negativemissionstechnologien (NET) bilden das Gegengewicht zu den voraussichtlich verbleibenden Emissionsausst\u00f6ssen im Jahr 2050 und sollen dazu beitragen, dass das Resultat der Emissionsrechnung letztlich \u00abNetto Null\u00bb sein wird. Gerade der Baubereich ist als einer der Hauptemittenten besonders in der Pflicht. Rund acht Prozent der globalen Treibhausgasemissionen werden durch die Zement-Herstellung verursacht. Gleichzeitig keimen erste Bestrebungen, den Bausektor mit seinem massiven Ressourcenverbrauch als m\u00f6gliche Kohlenstoffsenke zu nutzen. Was paradox klingt, gelingt dann, wenn wir beginnen \u00abmit CO2<\/sub> zu bauen\u00bb \u2013 beziehungsweise den Kohlenstoff zur Herstellung von Baumaterialien zu verwenden und dadurch langfristig der Atmosph\u00e4re zu entziehen. Damit solche Visionen dereinst Realit\u00e4t werden, braucht es grosse wissenschaftliche Vorarbeit \u2013 so wie sie momentan im \u00abConcrete & Asphalt Lab\u00bb der Empa geleistet wird. Ein Team rund um Abteilungsleiter Pietro Lura entwickelt ein Verfahren, wie Pflanzenkohle praxistauglich in Beton integriert werden kann. <\/p>\n\n\n\n

Schwierigkeiten aufgrund der Porosit\u00e4t<\/h3>\n\n\n
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20 Volumenprozent Kohlenstoff-Pellets (schwarz) resultieren in Netto-Null-Emissionen. Foto: Empa<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Pflanzenkohle entsteht durch einen pyrolytischen Verkohlungsprozess unter Luftabschluss und besteht zu einem sehr grossen Teil aus reinem Kohlenstoff \u2013 jenem Kohlenstoff, den die Pflanzen beim Wachsen in Form von CO2<\/sub> der Atmosph\u00e4re entnommen haben. W\u00e4hrend bei der Verbrennung von Pflanzen das CO2<\/sub> wieder entweicht, bleibt es in der Pflanzenkohle langfristig stabil. Bereits heute gibt es erste Betonprodukte mit integrierter Pflanzenkohle auf dem Markt. Dabei wird die Kohle aber h\u00e4ufig unbehandelt in den Beton eingebracht, was zu einigen Schwierigkeiten f\u00fchren kann. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abDie Pflanzenkohle ist sehr por\u00f6s und absorbiert deshalb nicht nur viel Wasser, sondern auch teure Zusatzmittel, die bei der Betonherstellung verwendet werden\u00bb, erkl\u00e4rt der Empa-Forscher Mateusz Wyrzykowski<\/strong>. \u00abAusserdem ist die Handhabung schwierig und auch nicht ganz ungef\u00e4hrlich. Der Kohlenstaub ist problematisch f\u00fcr die Atemwege und birgt eine gewisse Explosionsgefahr.\u00bb<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Aus diesen Gr\u00fcnden schlagen die Forschenden in ihrem eben erschienenen Paper im \u00abJournal of Cleaner Production\u00bb<\/a> die Verarbeitung der Pflanzenkohle in Pellets vor. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abSolche leichten Gesteinsk\u00f6rnungen gibt es heute bereits aus anderen Materialien wie Bl\u00e4hton oder Flugasche. Das Know-how im Umgang mit diesen Stoffen ist in der Branche vorhanden und damit steigen auch die Chancen, dass das Konzept in die Praxis \u00fcbergeht\u00bb, sagt Wyrzykowski<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Netto-Null bei 20% Anteil<\/h3>\n\n\n\n

Zur Fertigung der Pellets nutzte das Team einen Rotationsmischer, vermengte darin die Pflanzenkohle mit Wasser und Zement und erhielt durch die Rotation kleine K\u00fcgelchen mit einem Durchmesser zwischen 4 und 32 Millimetern. Diese Pellets wiederum nutzten sie zur Herstellung von Normalbeton der Festigkeitsklassen C20\/25 bis C30\/37 \u2013 jener Klassen, die heute die gr\u00f6sste Verbreitung im Hoch- und Tiefbau haben. \u00abBei einem Anteil von 20 Volumenprozent Kohlenstoffpellets im Beton erreichen wir Netto-Null-Emissionen\u00bb, sagt Mateusz Wyrzykowski. Das heisst, die gespeicherte Menge Kohlenstoff kompensiert alle Emissionen, die bei der Produktion der Pellets wie auch des Betons anfallen. W\u00e4hrend man wohl auch beim Normalbeton (Dichte zwischen 2000 bis 2600 kg\/m3<\/sup>) mit 20 Volumenprozent die Grenze noch nicht erreicht hat, wird das negative Emissionspotenzial bei Leichtbeton (Dichte ca. 1800 kg\/m3<\/sup>) besonders sichtbar: Ein Anteil von 45 Volumenprozent Kohlenstoffpellets im Beton f\u00fchren zu insgesamt negativen Emissionen von minus 290 kg CO2<\/sub>\/m3<\/sup>. Zum Vergleich: Ein herk\u00f6mmlicher Beton schl\u00e4gt mit plus 200 kg CO2<\/sub>\/m3<\/sup> zu Buche. <\/p>\n\n\n\n

Kohlenstoff aus der Atmosph\u00e4re<\/h3>\n\n\n\n

F\u00fcr Abteilungsleiter Pietro Lura ist die Forschung in seinem Labor ein entscheidender Beitrag zur Erreichung der Klimaziele. Als wichtigste Kohlenstoffquelle sieht er nicht in erster Linie die Pflanzenkohle, die bei der aktuellen Forschung als Modellmaterial gedient hat. Vielmehr lenkt er den Blick auf das breit angelegte Konzept \u00abMining the Atmosphere\u00bb<\/a>, das mehrere Forschungsabteilungen an der Empa verfolgen: die Produktion von synthetischem Methangas mithilfe von Sonnenenergie, Wasser und CO2<\/sub> aus der Atmosph\u00e4re in sonnenreichen Regionen der Erde und die anschliessende Pyrolyse des Gases. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abDadurch erh\u00e4lt man Wasserstoff, den man als Energietr\u00e4ger in der Industrie oder der Mobilit\u00e4t nutzen kann und festen Kohlenstoff, den wir \u2013 wie die Pflanzenkohle \u2013 zu Pellets verarbeiten und in den Beton einbringen k\u00f6nnen\u00bb, erkl\u00e4rt Lura<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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