Forscher haben entdeckt, dass der Zement, der historisch als einer der großen Kohlenstoffemittenten bezeichnet wurde, tatsächlich eine unerwartete Facette hat.
Es ist so, dass laut einer Studie des Massachusetts Institute of Technology (MIT) die städtischen Infrastrukturen in den Vereinigten Staaten und Mexiko jedes Jahr Millionen von Tonnen CO₂ absorbieren.
Die Analyse, veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences, zeigte, dass Zement dies durch den natürlichen Prozess der Karbonatisierung tun kann.
So stellt die Entdeckung die traditionelle Erzählung über dieses allgegenwärtige Baumaterial in Frage.
Erste nationale Messung der CO₂-Aufnahme
Das Team des MIT, geleitet von Hessam AzariJafari und Randolph Kirchain, führte die erste Messung der Kohlenstoffaufnahme durch den Karbonatisierungsprozess im Zement auf nationaler Ebene durch.
Traditionelle globale Inventare bieten sehr vereinfachte und von der empirischen Realität entfernte Schätzungen.
Das entwickelte Modell integrierte Datenbanken zur Zementproduktion, Hunderte von Archetypen städtischer Gebäude. Es enthielt auch Informationen über den Lebenszyklus der Infrastrukturen.
Die Ergebnisse zeigten eindrucksvolle Zahlen: In den Vereinigten Staaten überstieg die vom Zement in Gebäuden und Straßen absorbierte CO₂-Menge 6,5 Millionen Tonnen jährlich.
Diese Zahl entspricht 13% der Emissionen, die durch die Herstellung dieses Materials in diesem Land erzeugt werden.
In Mexiko stieg die Absorption auf 5 Millionen Tonnen pro Jahr, was etwa 25% des von der nationalen Zementindustrie emittierten CO₂ entspricht.
Wie die Studie war, die diese geheime Fähigkeit des Zements entdeckte
Um eine rigorose Schätzung zu erreichen, verfeinerte das MIT-Team bestehende Methoden. Außerdem wurden die generischen Faktoren, die die wahre Aufnahmekapazität oft über- oder unterschätzen, hinter sich gelassen.
Das Modell berücksichtigte:
- die Vielfalt der Zementprodukte (von Beton bis Mörtel und Blöcken);
- die Geometrie von Straßen und Wohnhäusern, und;
- die Art der Umwelteinflüsse auf jede Struktur.
AzariJafari erklärte, dass „die Kohlenstoffaufnahme von Variablen abhängt, die bisher nicht ausreichend berücksichtigt wurden“.
Und fügte hinzu, dass nicht nur „die Art des Zements, sondern auch das Design, das Klima, der Standort und die Hilfsmaterialien wie Mörtel“ berücksichtigt werden müssen.
Der Forscher wies darauf hin, dass in derselben Stadt zwei Gebäude Unterschiede von bis zu fünfmal in ihrer CO₂-Aufnahmerate aufweisen können, je nach diesen Nuancen.
Mexiko vs. Vereinigte Staaten: unterschiedliche Baupraktiken
Die vergleichende Analyse zwischen beiden Ländern ermöglichte eine aufschlussreiche Interpretation. Mexiko verwendet etwa die Hälfte des Zements wie die Vereinigten Staaten, kann aber drei Viertel des Kohlenstoffs aufnehmen, den sein nördlicher Nachbar absorbiert.
Der Hauptgrund liegt im höheren Anteil an Mörtel (lockerer und poröser) und der Tradition, Zement vor Ort zu mischen. Diese Eigenschaften beschleunigen die chemische Reaktion der Aufnahme.
Das MIT warnte, dass die wahllose Förderung der Karbonatisierung Nebenwirkungen haben kann.
Die Exposition der Strukturen gegenüber der Luft erhöht das Risiko der Korrosion der Bewehrungsstähle in Stahlbeton.
Es sind Design– und Wartungsstrategien erforderlich, die die Kohlenstoffaufnahme maximieren, ohne die Lebensdauer der Infrastrukturen zu verkürzen.
Randolph Kirchain, einer der Direktoren der Studie, erläuterte die Strategien zur Förderung der Aufnahme:
- Erhöhung der dem Luftstrom ausgesetzten Oberfläche
- Wahl weniger dichter Mischungen
- Entscheidung für strukturelle Designs vom Typ Waffle
- Vermeidung des massiven Einsatzes von Farbe und Beschichtungen
Jede Entscheidung muss jedoch im Hinblick auf die möglichen Auswirkungen auf die Haltbarkeit des Materials abgewogen werden.
Was bedeutet diese „Kraft“ des Zements für die Umweltpolitik
Die Arbeit des MIT hinterließ eine zentrale Warnung für den Sektor und die Regulierungsbehörden.
Viele nationale und internationale Inventare überschätzen die Kohlenstoffaufnahme, indem sie generische Faktoren anwenden, die von der lokalen empirischen Realität abgekoppelt sind.
AzariJafari betonte „die Notwendigkeit, die Umweltberichterstattungssysteme zu aktualisieren, damit sie die Vielfalt der Kontexte und Technologien widerspiegeln“.
Dieser Ansatz kann weltweit repliziert werden, indem Datenbanken von Gebäuden mit nationalen Statistiken und fortschrittlicher Modellierung kombiniert werden.
Der Zement, der bisher nur als großer Emittent angesehen wurde, wird zu einem strategischen Werkzeug innerhalb der Roadmap zur globalen Dekarbonisierung.
Die Schlussfolgerungen der MIT-Studie stellen einen Wendepunkt in der Erzählung über Zement und seine Beziehung zum Kohlenstoff dar.
Die Optimierung des Gebäudedesigns, die Verfeinerung der Berichtsmethoden und das Verständnis des Aufnahmepotenzials auf städtischer Ebene zeichnen sich als zentrale Prioritäten für den Sektor ab.
