Umweltverträglicher Zement für Länder mit Bauboom

Projekt abgeschlossen
Ein indischer Arbeiter baut mit LC3-Zementblöcken eine Mauer.
Mit Zementblöcken aus LC3 wird testweise gebaut, hier für das neue Bürogebäude der DEZA auf dem Schweizer Botschaftsgelände in Indien. © DEZA © DEZA

Die DEZA fördert die Entwicklung eines umweltverträglichen Zementtyps. Sie unterstützt ein Team aus der Schweiz, Indien und Kuba, welches die Eigenschaften der neuen umweltfreundlichen Zementart LC3 erforscht und diesen probeweise produziert. LC3 hat eine andere Rezeptur als herkömmlicher Zement, was dazu führt, dass bei der Produktion bis zu 30% weniger CO2 entstehen.

Land/Region Thema Periode Budget
Indien
Klimawandel & Umwelt
Schutz der Biosphäre
01.01.2013 - 31.05.2017
CHF 4'092'000

Die Produktion von Zement ist für rund 5 bis 8 Prozent der von Menschen verursachten Treibhausgasemissionen verantwortlich. Aufgrund des enormen Infrastrukturbedarfs – insbesondere in Schwellenländern wie Indien, China oder Brasilien – wird sich die Nachfrage nach Zement bis 2050 weltweit verdoppeln. Dies geht mit einem massiven Anstieg von Treibhausgasemissionen einher.

Das Globalprogramm Klimawandel der DEZA unterstützt unter anderem die Entwicklung des neuen Zementtyps LC3 (Limestone Calcined Clay Cement, siehe Kasten). Bei dessen Produktion wird der CO2-Ausstoss im Vergleich zum herkömmlichem Zement (Ordinary Portland Cement) um bis zu 30% reduziert. Das Globalprogramm Klimawandel verfolgt dabei das Ziel, die negativen Auswirkungen des Klimawandels zu reduzieren.

LC3 wurde im Rahmen einer von der DEZA finanzierten Forschungspartnerschaft zwischen der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL) und der Universidad de las Villas in Kuba entwickelt. Seit 2012 beteiligen sich auch Indische Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Indian Institutes of Technology (IIT) Delhi, Bombay und Madras sowie Mitarbeiter der NGO Development Alternatives an dessen wissenschaftlicher und praktischer Erforschung. Die Projektleitung liegt bei der EPFL. 

Internationalen Standards genügen

Langfristig ist geplant, LC3 in Zementmärkten mit grosser Nachfrage zu etablieren. Aus diesem Grund arbeiten die DEZA und das Projektteam eng mit Vertreterinnen und Vertretern der internationalen Zementindustrie zusammen. Ein wichtiger Schritt besteht darin, den neuen Zementtyp durch die zuständigen Stellen bewilligen zu lassen. Dazu muss er hohe Anforderungen erfüllen, z.B. hinsichtlich Sicherheit und Langlebigkeit. Das internationale Projektteam erarbeitet dazu die notwendigen wissenschaftlichen Erkenntnisse aufgrund von theoretischer Forschung sowie Test-Produktionen in Zusammenarbeit mit Zementfirmen in Indien, Kuba, Thailand, China und Brasilien. Zementblöcke aus LC3 werden z.B. an der Küste Kubas rauen Umweltbedingungen und salzhaltigem Meerwasser ausgesetzt, um deren Widerstandsfähigkeit zu messen.

In den genannten Testländern wurde ebenfalls geprüft, ob ein Standard LC-65, mit 65% Klinkeranteil, durchsetzbar ist. LC-65 ist in Europa bereits zugelassen. In Kuba und Indien führte das Projektteam zusätzlich Abklärungen für einen Standard LC3-50, mit bloss 50% Klinkeranteil, durch. In Kuba werden im Auftrag der kubanischen Regierung gegenwärtig die Zementstandards überarbeitet, um die Standardisierung von LC3 voranzutreiben.

Neuer Zement bereits zum Bauen verwendet

Zudem wurden bereits Gebäude mit Blöcken aus dem neuen Zement gebaut, z.B. das neue Bürogebäude des DEZA-Programmbüros auf der Schweizer Botschaft in Neu-Delhi und ein Gebäude im indischen Bundesstaat Uttar Pradesh. 

Wenn es gelingt, diesen neuen Zementstandard zu entwickeln und die Zementindustrie von den Vorteilen des neuen Zements zu überzeugen, könnten die globalen Treibhausgasemissionen massiv reduziert werden. In Zahlen ausgedrückt rund 400 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr, äquivalent mit 1% der globalen jährlichen Emissionen oder mit den gesamten jährlichen Emissionen Frankreichs.

 

Was ist LC3?

LC3 steht für Limestone Calcined Clay Cement. Bei diesem umweltfreundlichen Zement kann der Anteil an Klinker (auch Portland-Zement genannt) reduziert und mit bis zu 50 Prozent kalziniertem Ton (weisse Tonerde, Kaolin), gemahlenem Kalk und Gips angereichert werden. Je tiefer der Klinkeranteil, desto grösser die Reduktion von CO2. Vereinfacht gesagt, können mit einem Sack Klinker zwei Säcke LC3-Zement hergestellt werden. Mit der Beigabe von kalziniertem Ton spart man Energie, da dieser mit reduzierter Hitze (750 Grad Celsius statt 1450 Grad Celsius) gebrannt wird, vor allem aber fällt im Gegensatz zum Klinker bei der Umwandlung von Kalziumkarbonat (CaCO3) zu Kalziumoxid (CaO) kein CO2 an. 

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Bestandteile Tonerde und Kalkstein in Schwellenländern reichlich vorhanden und kostengünstig sind. Oft können Abfälle von Tonerden verwendet werden, die für die Porzellanproduktion nicht geeignet sind. Dennoch ist LC3 keineswegs ein Zement minderer Qualität: Ausführliche Studien haben eine grosse Robustheit in der Herstellung und ausgezeichnete Eigenschaften gezeigt.