Der Weg zu niedrig

M. Mitchell Waldrop, Knowable Magazine – 19. November 2022, 11:36 Uhr UTC

Niemand weiß, wer es zuerst getan hat oder wann. Aber im 2. oder 3. Jahrhundert v. Chr. zermahlten römische Ingenieure routinemäßig verbrannten Kalkstein und Vulkanasche, um Caementum herzustellen: ein Pulver, das zu härten begann, sobald es mit Wasser vermischt wurde.

Sie nutzten die noch feuchte Gülle in großem Umfang als Mörtel für ihre Ziegel- und Steinarbeiten. Aber sie hatten auch gelernt, wie wertvoll es ist, Bimsstein, Kieselsteine ​​oder Tonscherben zusammen mit dem Wasser einzurühren: Wenn man auf die richtigen Proportionen achtet, bindet der Zement schließlich alles zu einem starken, haltbaren, steinähnlichen Konglomerat namens Opus caementicium oder – in einem späteren Begriff, abgeleitet von einem lateinischen Verb mit der Bedeutung „zusammenbringen“ – „concretum“.

Die Römer nutzten dieses wunderbare Material in ihrem gesamten Reich – in Viadukten, Wellenbrechern, Kolosseen und sogar in Tempeln wie dem Pantheon, das noch immer im Zentrum Roms steht und immer noch über die größte unbewehrte Betonkuppel der Welt verfügt.

Zwei Jahrtausende später tun wir fast das Gleiche und gießen Gigatonnen Beton für Straßen, Brücken, Hochhäuser und alle anderen großen Teile der modernen Zivilisation. Tatsächlich verbraucht die Menschheit weltweit mittlerweile schätzungsweise 30 Milliarden Tonnen Beton pro Jahr – mehr als jedes andere Material außer Wasser. Und da sich schnell entwickelnde Länder wie China und Indien ihren jahrzehntelangen Bauboom fortsetzen, steigt diese Zahl nur noch weiter an.

Leider hat unsere langjährige Liebe zu Beton auch unser Klimaproblem verschärft. Die Sorte Caementum, die heute am häufigsten zum Binden von Beton verwendet wird, eine Innovation aus dem 19. Jahrhundert, bekannt als Portlandzement, wird in energieintensiven Öfen hergestellt, die pro Tonne Produkt mehr als eine halbe Tonne Kohlendioxid erzeugen. Multipliziert man das mit der weltweiten Verbrauchsrate von Gigatonnen, ergibt sich, dass die Zementherstellung etwa 8 Prozent der gesamten CO2-Emissionen ausmacht.

Zugegebenermaßen ist das bei weitem nicht der Anteil, der auf den Transport oder die Energieerzeugung entfällt, die beide deutlich über 20 Prozent liegen. Aber da die Dringlichkeit, den Klimawandel anzugehen, die öffentliche Kontrolle über die Zementemissionen verschärft, zusammen mit dem potenziellen staatlichen Regulierungsdruck sowohl in den Vereinigten Staaten als auch in Europa, ist es zu groß geworden, um es zu ignorieren. „Jetzt ist klar, dass wir die globalen Nettoemissionen bis 2050 auf Null senken müssen“, sagt Robbie Andrew, leitender Forscher am CICERO-Zentrum für internationale Klimaforschung in Oslo, Norwegen. „Und die Betonindustrie will nicht der Bösewicht sein, also sucht sie nach Lösungen.“

Große Branchenverbände wie die in London ansässige Global Cement and Concrete Association und die in Illinois ansässige Portland Cement Association haben jetzt detaillierte Roadmaps veröffentlicht, um diese 8 Prozent bis 2050 auf Null zu reduzieren. Viele ihrer Strategien basieren auf neuen Technologien; noch mehr geht es um die Ausweitung alternativer Materialien und nicht ausreichend genutzter Praktiken, die es seit Jahrzehnten gibt. Und alles kann im Hinblick auf die drei chemischen Reaktionen verstanden werden, die den Lebenszyklus von Beton charakterisieren: Kalzinierung, Hydratation und Karbonisierung.

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