CO₂-armer Zement im Jahr 2026: Kalzinierung mit CO₂-Abscheidung und alternative Bindemittel

Zement gehört weiterhin zu den schwierigsten Baustoffen, wenn es um Dekarbonisierung geht – nicht, weil die Branche „nicht will“, sondern weil ein grosser Teil der Emissionen in der Chemie des Klinkers steckt. Im Jahr 2026 führt der realistische Weg zu CO₂-ärmerem Zement nicht über eine einzige Technologie, sondern über ein Bündel an Massnahmen: weniger Klinker im Zement, geringere Brennstoffemissionen und – dort, wo Skalierung und Geologie es zulassen – die Abscheidung von Prozess-CO₂ am Ofen. Dieser Beitrag erklärt, was „Kalzinierung mit CO₂-Abscheidung“ in einer laufenden Anlage praktisch bedeutet, und wo alternative Bindemittel wie LC3 sowie neuere Zementchemien sinnvoll sind, wenn Tragfähigkeit, Dauerhaftigkeit und Lieferstabilität zählen.

Warum Zement so schwer zu dekarbonisieren ist: das Klinkerproblem

Der grösste Teil der CO₂-Emissionen entsteht bei der Kalzinierung – wenn Kalkstein (CaCO₃) erhitzt wird, CO₂ freisetzt und zu Kalk (CaO) wird, der später mit Silikaten und Aluminaten zu Klinkermineralen reagiert. Dieses Prozess-CO₂ unterscheidet sich grundlegend vom Brennstoff-CO₂: Selbst wenn ein Ofen mit CO₂-armer Elektrizität oder Biomasse betrieben wird, entsteht die chemische CO₂-Freisetzung weiterhin, solange Rohmix und Prozess gleich bleiben – ausser man verändert die Zusammensetzung oder fängt das Gas ab.

Hinzu kommt, dass Klinker sehr hohe Temperaturen benötigt (typischerweise um 1.450°C in der Brennzone). Deshalb sind thermische Effizienz, Brennstoffwechsel und Abwärmenutzung wichtig, reichen allein aber nicht für tiefe Emissionssenkungen. Anlagen können die Emissionsintensität reduzieren, indem sie das Klinker-Zement-Verhältnis senken (durch Zusatzstoffe), doch Verfügbarkeit und Normen begrenzen in vielen Märkten, wie weit das realistisch geht.

Für 2026 sind die kurzfristig wirksamsten Hebel weitgehend klar: weniger Klinker, bessere Energieeffizienz, wo möglich emissionsärmere Brennstoffe – und CO₂-Abscheidung als Hauptinstrument, um die verbleibenden Prozess-Emissionen anzugehen. Darum kombinieren ernsthafte Dekarbonisierungsfahrpläne zunehmend klinkerärmere Bindemittel mit CCUS, statt auf eine einzelne „Wunderlösung“ zu setzen.

Kalzinierung mit CO₂-Abscheidung: was sich in der Ofenlinie verändert

Die CO₂-Abscheidung in Zementwerken zielt meist auf konzentriertere Abgasströme rund um Vorwärmer/Vorkalzinator und Ofen, wo die CO₂-Anteile höher sind als in vielen anderen Industrien. Eingesetzt werden können Post-Combustion-Verfahren (Aminwäsche oder andere Lösungsmittel), Oxyfuel-Konzepte (Verbrennung mit Sauerstoff, um ein CO₂-reiches Abgas zu erzeugen) oder spezialisierte Ansätze wie Calcium Looping. Jede Option verändert Wärmeeinbindung, Strombedarf und Wartung – „Abscheidung einfach nachrüsten“ ist in der Praxis nie ein kleines Retrofit.

Die Herausforderung liegt nicht nur im Abscheider selbst, sondern im gesamten Umfeld: Abgaskonditionierung, Staubhandling, Lösungsmittelmanagement (bei Aminen), Dampfversorgung sowie Verdichtung/Verflüssigung vor Transport und Speicherung. CO₂-Abscheidung verändert zudem die Prozessführung, weil kleine Verschiebungen bei Sauerstoff, Gasströmen oder Feuchte die Ofenstabilität und Klinkerqualität beeinflussen können. Es ist deshalb ebenso ein Regelungs- und Betriebsprojekt wie ein Klimaprojekt.

Ein belastbarer Realitätscheck: CCS im Zement ist nicht mehr nur Pilotdiskussion. Das Brevik-CCS-Projekt von Heidelberg Materials in Norwegen wird als erste CCS-Anlage im industriellen Massstab der Zementindustrie kommuniziert und ist auf rund 400.000 Tonnen CO₂-Abscheidung pro Jahr ausgelegt, inklusive einer CO₂-abgeschiedenen Zementsorte (evoZero). Solche Referenzen sind wichtig, weil sie Erwartungen erden: Es funktioniert, aber es braucht Speicherzugang, langfristige Verträge und eine durchgängige Kette von Abscheidung bis dauerhafter Speicherung.

Klinkerärmere Bindemittel mit Skalierungspotenzial: LC3 (Kalkstein + kalzinierter Ton)

Wenn ein Bindemittel Emissionen senken soll, ohne von einem CO₂-Transport- und Speicherverbund abhängig zu sein, gilt LC3 (Limestone Calcined Clay Cement) 2026 als einer der stärksten Kandidaten. LC3 ist ein ternäres System: Ein Teil des Klinkers wird durch kalzinierten Ton und Kalkstein ersetzt, wobei die Hydratationschemie so genutzt wird, dass Alumina aus dem Ton und Carbonat aus dem Kalkstein zusammenwirken.

Der praktische Vorteil liegt in der Rohstoffbasis: Geeignete Tone und Kalkstein sind in vielen Regionen verfügbar, auch dort, wo Hüttensand oder Flugasche nicht zuverlässig in ausreichender Menge vorhanden sind. LC3 kann den CO₂-Fussabdruck deutlich senken, weil der Klinkeranteil reduziert wird, während die Leistungswerte in Bereichen bleiben können, die Betonhersteller gut beherrschen – vorausgesetzt, der Ton wird passend ausgewählt und sauber kalziniert. In Fachpublikationen und Projektkommunikation wird LC3 häufig als Option beschrieben, die gegenüber Portlandzement spürbar CO₂ einspart, ohne dass die Zementanlage komplett neu gebaut werden muss.

Die Umsetzung geht inzwischen über Labortests hinaus. Ein öffentlich berichtetes Beispiel aus 2025 ist der Einsatz von LC3 in einem grossen Infrastrukturprojekt (Noida International Airport, Indien). Gerade solche Anwendungen sind aussagekräftig, weil Spezifikation, Qualitätssicherung und Lieferlogistik unter realen Baustellenbedingungen funktionieren müssen. CO₂-armer Zement „zählt“ erst dann, wenn er sich grossflächig verarbeiten, prüfen, abnehmen und normgerecht dokumentieren lässt.

Praktische Spezifikation und Qualitätskontrolle für LC3

Die Leistungsfähigkeit von LC3 hängt stark von der Reaktivität des Tons und der Prozessführung bei der Kalzinierung ab. „Ton“ ist kein einheitlicher Rohstoff: Kaolinitische Tone liefern bei richtiger Kalzinierung reaktives Metakaolin, während andere Tonmischungen engere Prozessfenster benötigen oder geringere Reaktivität zeigen. Produzenten überwachen daher nicht nur die Chemie (z. B. XRF), sondern auch Mineralogie und reaktive Alumina-Anteile, weil diese Kennwerte Festigkeitsentwicklung und Verarbeitbarkeit besser vorhersagen als reine Oxid-Summen.

Die Kalzinierung ist ein kontrollierbarer Schritt mit niedrigeren Temperaturen als die Klinkerbrennung – dadurch werden Optionen für Elektrifizierung oder alternative Wärmequellen interessanter. Gleichzeitig braucht es stabile Verweilzeiten, gleichmässige Temperaturführung und gutes Staubmanagement, damit der Ton weder unter- noch überbrannt wird (beides reduziert die Reaktivität). Für Betonhersteller zählt vor allem Konstanz: Nur ein gleichbleibender LC3 ermöglicht planbaren Wasseranspruch, Additivverträglichkeit und frühe Festigkeiten – und verhindert, dass Schwankungen durch „mehr Zement“ kompensiert werden müssen.

Auch die Norm- und Ausschreibungspraxis ist entscheidend. Preskriptive Regelwerke begrenzen teils die Klinkerersatzquote, selbst wenn die Performance stimmt. Viele Märkte bewegen sich daher schrittweise in Richtung leistungsbasierter Anforderungen, bei denen Dauerhaftigkeit und Festigkeit im Vordergrund stehen statt einer starren Zutatenliste. In der Praxis heisst das: Zulässigkeit des Zementtyps klären, Nachweise verlangen (Dauerhaftigkeitswerte, Permeabilität/RCPT oder Äquivalente, Sulfatbeständigkeit je nach Umgebung) und Rezeptur sowie Nachbehandlung an das Festigkeitsprofil des Bindemittels anpassen, statt es wie CEM I/OPC zu behandeln.

Alternative Bindemittel jenseits von Portlandklinker: wo sie 2026 passen

Neben LC3 sind 2026 mehrere Bindemittelfamilien relevant, aber nicht beliebig austauschbar. Calcium-Sulfoaluminat-Zemente (CSA) können schnelle Festigkeiten liefern und benötigen geringere Prozesstemperaturen als Portlandklinker, was – je nach Rohmix – zu niedrigeren CO₂-Werten beitragen kann. Auch belitreiche Systeme (einschliesslich Belit-Ye’elimite-Ferrit, BYF) werden erforscht, weil sie den Kalksteinbedarf und die Prozesstemperaturen senken können, ohne die praxistaugliche Festigkeitsentwicklung grundsätzlich auszuschliessen.

Alkali-aktivierte Bindemittel (im Alltag teils „Geopolymere“ genannt) können den Klinkerbedarf deutlich reduzieren, indem sie aluminosilikatische Ausgangsstoffe wie Hüttensand, kalzinierte Tone oder andere geeignete Minerale nutzen. Die Hürden sind nicht nur technisch, sondern auch logistisch: Verfügbarkeit und Qualität der Vorprodukte, Umgang mit Aktivatoren, sowie Bauvorschriften, die solche Bindemittel nicht immer als „Zement“ für den tragenden Hochbau anerkennen. Wo die Rahmenbedingungen stimmen – etwa im Fertigteilbau, bei Spezialbetonen oder Projekten mit starker Bauherrensteuerung – können sie jedoch eine ernsthafte Option sein.

Dazu kommt eine „systemische“ Klasse an Lösungen, die Emissionen auf Betonebene reduziert, unabhängig von der genauen Binderchemie: optimierte Mischungsrezepturen, bessere Kornpackung und Ansätze rund um Carbonatisierung (z. B. CO₂-Nachbehandlung bestimmter Produkte). Das ersetzt CO₂-armen Zement nicht, verschiebt aber die Bilanz: Wenn ein Projekt die geforderte Leistung mit weniger Binder pro Kubikmeter erreicht, sinkt der gebundene CO₂-Fussabdruck auch ohne radikal neue Zementchemie.

So wählst du das passende CO₂-arme Bindemittel für ein Projekt

Der Startpunkt sind funktionale Anforderungen, nicht ein Etikett. Bei tragendem Beton geht es meist um charakteristische Festigkeit zu definierten Altersterminen, Dauerhaftigkeitsanforderungen (Expositionsklassen), Verarbeitbarkeit sowie Verträglichkeit mit Bewehrung und Zusatzmitteln. Bei Sulfatangriff, Frost-Tausalz oder mariner Umgebung müssen Bindemittelentscheidungen durch Nachweise abgesichert werden – besonders dann, wenn die Chemie deutlich vom Standard-Portlandzement abweicht.

Als Nächstes sollte der CO₂-Fussabdruck messbar in die Spezifikation. 2026 werden Environmental Product Declarations (EPDs) in vielen Märkten breit genutzt und erlauben Vergleiche bei klar definierten Systemgrenzen. In der Praxis ist es sinnvoll, einen maximalen Treibhausgaswert pro Tonne Zement (oder pro Kubikmeter Beton) zu fordern und gleichzeitig Performance-Tests vorzuschreiben. Das zwingt Lieferketten zu Wettbewerb über verifizierte Daten statt über Marketing – und hilft, Produkte zu vermeiden, die „grün“ wirken, aber keine belastbaren Einsparungen liefern.

Schliesslich lässt sich Risiko über stufenweise Einführung managen. Viele Teams beginnen mit LC3 oder klinkerärmeren Zementen in weniger exponierten Bauteilen, prüfen Produktionsstreuung und Testergebnisse, und erweitern erst danach auf tragende Bauteile. Bei CCS-basiertem Zement sind die Schlüsselfragen andere: Betriebsstabilität der Abscheidung, Chain-of-Custody für gespeichertes CO₂ und vertragliche Klarheit, wie „abgeschieden“ dokumentiert wird. Eine funktionierende Strategie basiert auf Daten, wiederholbarer Qualitätssicherung und Rezepturen, die die Chemie unterstützen statt gegen sie zu arbeiten.