PYROCEM – Innovative Nutzung unterschiedlicher Biomassen zur Herstellung von PYROlysierter Pflanzenkohle als Additiv für zementgebundene (engl. CEMent based) Baumaterialien mit integrierter CO2-Reduzierung
Projektdaten
Koordination:
- TU Darmstadt, Institut für Werkstoffe im Bauwesen
Partner:
- EAD Darmstadt, Eigenbetrieb für kommunale Aufgaben und Dienstleistungen
- INGUT GmbH
- Kreis Alzey-Worms, Abfallwirtschaftsbetrieb
- Gesellschaft für Abfallentsorgung Lippe mbH
- RAB Röser Anlagenbau GmbH
Laufzeit:
- 01.03.2023 – 31.12.2025
Wertschöpfung
Rohstoffe
- Grün- und Strauchschnitt
- Altholz
- Waldrestholz
- Ernterückstände
Produkte und Verwertung
- mdifizierte Kohleaschen als reaktiver Zusatzstoff (Puzzolanmaterial) für die Entwicklung eines hochinnovativen und nachhaltigen Betonbaustoffs.
Kurzbeschreibung
Verschiedene in Karbonisierungsanlagen pyrolysierte Biomassen (Grünschnitt) werden analysiert, aufbereitet und hin zu einem reaktiven Zusatzstoff für zementäre Werkstoffe entwickelt. Dieser soll als Zementersatz dienen und mit Austauschraten von 50 % Portlandzement durch den zu entwickelnden Zusatzstoff 50 % der derzeitigen CO2-Emissionen aus der Zementherstellung reduzieren. Die Verwendung von Biomassen hat neben der CO2-Reduktion weitere Vorteile. Zum einen entsteht keine direkte Abhängigkeit endlicher Ressourcen, wie es derzeit bei kommerziellen reaktiven Zusatzstoffen für zementäre Werkstoffe der Fall ist und zum anderen erfahren die vorliegenden Biomassen in Form von Abfallsubstraten ein Upcycling und können für höherwertige Verwendungszwecke eingesetzt werden.
Aktuell gibt es nur wenige Möglichkeiten lignocellulose-haltige Biomasse, wie Grün- und Strauchschnitt, Altholz, Waldrestholz und Ernterückstände aus der Landwirtschaft stofflich zu verwerten. Diese Biomasse wird daher überwiegend in Biomasseheizkraftwerken oder sogar Müllheizkraftwerken energetisch verwertet und zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt. Bei der Karbonisierung hingegen kann diese Biomasse höherwertig genutzt werden. Hierbei werden aus der eingesetzten Biomasse ein brennbares Gas, das weiterhin energetisch genutzt werden kann und eine Pflanzenkohle, die bspw. in der Landwirtschaft eingesetzt werden kann, erzeugt.
Die erzeugten Kohleaschen werden im weiteren Projektverlauf modifiziert und als reaktiver Zusatzstoff (PYROCEM-Zusatzstoff) für die Entwicklung eines hochinnovativen und nachhaltigen Betonbaustoffs (PYROCEM-Beton) für erdberührte Betonbauteile im Tiefbausektor eingesetzt. Die Verwendung von Kohle als Puzzolanmaterial ist eine Entwicklung, die bereits seit langem im Gange ist und durch verschiedene Umweltfaktoren, die sich auf den Klimawandel auswirken, vorangetrieben wird.
Ergebnisse
- Mithilfe des Verfahrens sind CO2-Einsparungen von rund 1 Mio. Tonnen CO2 pro Jahr möglich (bei 5 % Substitution durch PYROCEM in der Zementherstellung)