Die wärmespeichernden Kohlendioxidemissionen aus der Zementherstellung, eine weniger diskutierte, aber große Quelle der Kohlenstoffverschmutzung, haben sich in den letzten 20 Jahren verdoppelt, wie neue globale Daten zeigen.
Im Jahr 2021 erreichten die weltweiten Emissionen aus der Herstellung von Zement für Gebäude, Straßen und andere Infrastruktur fast 2,9 Milliarden Tonnen (2,6 Milliarden Tonnen) Kohlendioxid, was mehr als 7 % der globalen Kohlenstoffemissionen entspricht, so der Emissionswissenschaftler Robbie Andrew von Norwegen CICERO Center for International Climate Research und das Global Carbon Project. Vor zwanzig Jahren, im Jahr 2002, betrugen die Zementemissionen etwa 1,4 Milliarden Tonnen (1,2 Milliarden Tonnen) Kohlendioxid.
Getrieben von China haben sich die weltweiten Zementemissionen seit 1992 mehr als verdreifacht und sind zuletzt um 2,6 % pro Jahr gestiegen. Es wird nicht nur mehr Zement hergestellt und verwendet. In einer Zeit, in der alle Industrien ihre Prozesse bereinigen sollten, geht Zement eigentlich in die entgegengesetzte Richtung. Laut der Internationalen Energieagentur ist die Kohlenstoffintensität von Zement – wie viel Schadstoffe pro Tonne emittiert werden – von 2015 bis 2020 um 9,3 % gestiegen, hauptsächlich wegen China.
„Die Zementemissionen sind schneller gewachsen als die meisten anderen Kohlenstoffquellen“, sagte der Klimawissenschaftler Rob Jackson von der Stanford University, der das Global Carbon Project leitet, eine Gruppe von Wissenschaftlern, die die weltweite Klimaverschmutzung verfolgen und ihre Arbeit in Fachzeitschriften veröffentlichen. „Die Zementemissionen waren auch insofern ungewöhnlich, als sie während COVID nie gesunken sind. Sie sind nicht so stark gewachsen, aber sie sind nie so zurückgegangen wie Öl, Gas und Kohle. Ehrlich gesagt denke ich, dass das daran liegt, dass die chinesische Wirtschaft nie wirklich vollständig heruntergefahren ist. „
Zement ist im Vergleich zu anderen wichtigen Materialien wie Stahl ungewöhnlich, da für seine Herstellung nicht nur viel Wärme benötigt wird, was Emissionen verursacht, sondern der chemische Prozess der Zementherstellung selbst viel Kohlendioxid produziert, das wichtigste vom Menschen verursachte Langzeitwärmespeichergas.
Die Rezeptur für Zement erfordert viel von einer Schlüsselzutat namens Klinker, dem krümeligen Bindemittel in der gesamten Mischung. Klinker entsteht, wenn Kalkstein, Calciumcarbonat, aus dem Boden entnommen und auf 2700 bis 2800 Grad (1480 bis 1540 Grad Celsius) erhitzt wird, um ihn in Calciumoxid umzuwandeln. Aber dieser Prozess entfernt Kohlendioxid aus dem Kalkstein und es gelangt in die Luft, sagte Andrew.
Rick Bohan, Senior Vice President für Nachhaltigkeit bei der Industriegruppe Portland Cement Association, sagte: „In den USA sind 60 % unseres CO2 eine chemische Tatsache des Lebens … Die Realität ist, dass Beton ein universelles Baumaterial ist. Es gibt keinen ein einziges Bauprojekt, bei dem nicht viel Beton verwendet wird.“
Zement, der Hauptbestandteil von Beton, steckt in Gebäuden, Straßen und Brücken.
„Jeder Mensch auf der Erde verbraucht durchschnittlich mehr als ein Kilogramm Zement pro Tag“, sagte der Erdsystemwissenschaftler Steve Davis von der University of California. „Natürlich wirst du nicht Home Depot kaufen und jeden Tag einen Sack Zement kaufen. Aber in deinem Namen verbrauchen die Straßen und Gebäude und Brücken da draußen mehr als ein Kilogramm. Und das ist irgendwie verblüffend mir.“
Obwohl es umweltfreundlichere Wege gibt, Zement herzustellen, ist eine drastische Reduzierung seiner Emissionen so schwierig und erfordert eine so massive Änderung der Infrastruktur und der Geschäftsweise, dass die Internationale Energieagentur nicht davon ausgeht, dass die Zementindustrie bis 2050 auf Null CO2-Emissionen kommt Stattdessen wird es immer noch Emissionen aus Zement, Stahl und Luftfahrt geben, die mit negativen Emissionen an anderer Stelle ausgeglichen werden müssen, sagten die IEA-Forscher Tiffany Voss und Peter Levi.
„Die sind hart, schwer zu schneiden“, sagte Andrew.
Bohan von der Industrie sagte jedoch, seine Gruppe sei sicher, dass sie bis 2050 Netto-Null-CO2-Emissionen erreichen könne, wenn sie von Regierungen und insbesondere von Zementbenutzern unterstützt werde, grünen Zement richtig zu akzeptieren und zu verwenden. Eine von mehreren Möglichkeiten, umweltfreundlicheren Zement herzustellen, besteht darin, Flugasche, ein Abfallprodukt aus der Kohleverbrennung, anstelle eines Teils des Klinkers einzumischen, und er sagte, dass selbst bei reduziertem Kohleverbrauch mehr als genug Flugasche verfügbar sei.
Voss von der IEA sagte, die Umstellung auf Grünzement sei aufgrund von Technologie, Infrastruktur und anderen Bedenken „noch nicht da“. Aber viele innerhalb und außerhalb der Branche arbeiten an dem Problem.
China ist von entscheidender Bedeutung, da es im Jahr 2021 mehr als die Hälfte der weltweiten Zementemissionen verursachte, während Indien mit etwa 9 % mit Abstand an zweiter Stelle liegt, wie Andrews Daten zeigen. Die Vereinigten Staaten verursachten 2,5 % der Emissionen aus Zement und rangieren damit an fünfter Stelle hinter Vietnam und der Türkei.
„China ist ein riesiges Land und seine Entwicklung hat stark zugenommen“, sagte Andrew. „Es hat alles angetrieben.“
China produziert und verwendet nicht nur mehr Zement, sondern die Kohlenstoffintensität ist in letzter Zeit stark gestiegen, sagte Voss von der IEA. Das liegt daran, dass China früher in seiner Entwicklung billigeren, schwächeren Zement mit niedrigem Klinkergehalt verwendete und Gebäude und Brücken einstürzten, sodass die chinesische Regierung jetzt stärkeren Zement vorschreibt, sagte Andrew aus Norwegen.
Das ist ein vernünftiger Konservatismus, der die Bemühungen zur Herstellung von grünerem Zement verlangsamt, sagte Davis. Die Menschen sind nicht begierig darauf, ungetestete Zementrezepte auszuprobieren, weil „diese die strukturellen Materialien unserer Gesellschaft sind“, sagte er.
Zum Beispiel hat Portland-Kalksteinzement 10 % weniger Emissionen, aber die Kunden sind so besorgt über die Festigkeit, dass sie oft sagen, dass sie ihn nur verwenden würden, wenn sie 10 % mehr verbrauchen, sagte Bohan von der Industrie.
Verschiedene Zementanwendungen haben spezifische Anforderungen, wie z. B. Festigkeit im Vergleich zu Langlebigkeit, aber die Benutzer wollen oft nur den stärksten und langlebigsten, wenn sie ihn nicht brauchen, und dies verursacht unnötige Emissionen, sagte Bohan.
Und während die Leute davon sprechen, das Fliegen einzuschränken, stammen laut Global Carbon Project weniger als die Hälfte der weltweiten Emissionen aus dem Luftverkehr aus Beton. Es gebe „Flight Shaming“ unter Wissenschaftlern und Aktivisten, aber kein Building Shaming, sagte Davis.
Zement saugt mit zunehmendem Alter etwas Kohlendioxid aus der Luft, genau wie Bäume, in kleinen, messbaren, signifikanten Mengen, sagte Jackson.
„Unser Hauptaugenmerk muss auf der Nutzung fossiler Brennstoffe liegen, weil dort die meisten Emissionen entstehen“, sagte Jackson von Stanford. „Ich glaube nicht, dass Zement auf dem Radar der meisten politischen Entscheidungsträger ist.“
Vielleicht nicht bei den meisten, aber bei manchen schon. Kalifornien, Colorado, New Jersey und New York haben alle Gesetze für saubereren Beton verabschiedet, und der Trend nimmt zu.
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