CO₂-Abscheidung im Zementwerk soll Kohlendioxid direkt aus dem Abgas holen – neue Membran könnte bis zu 90 Prozent herausfiltern

Die Zementproduktion verursacht enorme CO₂-Mengen. Eine neue Membran soll in Höver bis zu 10.000 Tonnen CO₂ pro Jahr aus dem Abgas filtern.

Zement hält Häuser, Brücken und Straßen zusammen – doch seine Herstellung setzt gewaltige Mengen Kohlendioxid frei. Ein Teil entsteht schon im Rohstoff selbst: Kalkstein besteht überwiegend aus Calciumcarbonat. Wird er im Ofen auf etwa 1450 Grad Celsius erhitzt, zerfällt die Verbindung chemisch in Calciumoxid und CO₂. Dieses Kohlendioxid entweicht aus dem Gestein – und fällt deshalb selbst dann an, wenn der Ofen vollständig mit erneuerbarer Energie betrieben wird.

Im Zementwerk Höver bei Hannover wird nun getestet, wie viel dieses kaum vermeidbaren CO₂ direkt aus dem Abgasstrom zurückgeholt werden kann. Dafür läuft seit dem 21. August 2026 eine am Helmholtz-Zentrum Hereon entwickelte Membrananlage. In der aktuellen Ausbaustufe soll sie jährlich bis zu 10.000 Tonnen CO₂ abscheiden. Langfristig sollen mit der Technik bis zu 90 Prozent des Kohlendioxids aus dem Abgas entfernt werden.

Neue Membran soll CO₂ direkt aus dem Zementabgas holen

Die Größenordnung ist erheblich. Pro Tonne Zement können laut Helmholtz-Zentrum Hereon bis zu eine Tonne CO₂ entstehen. Deutschland verbraucht jedes Jahr rund 30 Millionen Tonnen Zement. Für die Branche reicht es deshalb nicht, allein die Energieversorgung der Werke klimafreundlicher zu machen.

Ein Teil der Emissionen entsteht direkt im Produktionsprozess und lässt sich nicht durch grünen Strom verhindern. Verfahren zur CO₂-Abscheidung sollen deshalb einen Teil des Kohlendioxids auffangen, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Die Bundesregierung unterstützt das Projekt über die „Bundesförderung Industrie und Klimaschutz“.

Kunststoffmembranen trennen CO₂ aus dem Rauchgas

Die neue Anlage arbeitet mit Membranen aus mehreren Kunststoffschichten. CO₂ kann dieses Material schneller passieren als andere Bestandteile des Rauchgases, darunter Stickstoff und Sauerstoff. Dadurch lässt sich das Kohlendioxid aus dem Abgasstrom des Zementwerks abtrennen.

Der verbleibende Gasstrom gelangt anschließend zurück in die Abgasführung. Zusätzliche Chemikalien braucht das Verfahren laut Hereon nicht. Auch der Energiebedarf lässt sich vollständig mit Strom aus erneuerbaren Quellen decken.

Membrananlage lässt sich an bestehende Werke anschließen

Ein weiterer Vorteil liegt in der Position der Anlage. Sie wird hinter die eigentliche Zementproduktion geschaltet. Brennöfen und andere zentrale Bereiche des Werks müssen dafür nicht grundlegend umgebaut werden.

Das ist vor allem für ältere Standorte relevant. Viele Zementwerke laufen seit Jahrzehnten und sind auf große Produktionsmengen ausgelegt. Statt die gesamte Technik zu ersetzen, lässt sich die Membrananlage nachträglich in die Abgasbehandlung integrieren.

Höver wird zum Teststandort im industriellen Maßstab

In Höver erreicht das Verfahren nun eine deutlich größere Dimension. „Höver wird einer der ersten Industriestandorte in Deutschland sein, an dem CO₂ real und im größeren Maßstab abgeschieden wird“, sagt Holcim-Deutschland-Chef Stephan Hinrichs.

Einen kleineren Versuch gab es an dem Standort bereits 2022. Nach Angaben von Hereon und Cool Planet Technologies wurde die Technik über rund zehn Jahre entwickelt und zuvor in mehreren Pilotanlagen erprobt.

90 Prozent bleiben vorerst ein Zielwert

Die Anlage in Höver soll in ihrer aktuellen Ausbaustufe jährlich bis zu 10.000 Tonnen CO₂ aus dem Abgas abscheiden. Die genannten 90 Prozent beziehen sich dagegen auf das langfristige Potenzial der Membrantechnik. Eine solche Abscheiderate ist für die Anlage in Höver bislang nicht im dauerhaften Industriebetrieb belegt.

Was mit dem abgeschiedenen Kohlendioxid geschieht, hängt von der weiteren Nutzung ab. Nach einer Aufbereitung kann CO₂ etwa als Rohstoff für Chemikalien, Biokraftstoffe oder Anwendungen in der Getränkeindustrie dienen. Solche Verfahren werden als Carbon Capture and Utilization, kurz CCU, bezeichnet. Eine andere Möglichkeit ist die dauerhafte Speicherung, bekannt als Carbon Capture and Storage oder CCS.

Technik könnte auch Stahlwerke entlasten

Hereon-Forscher Torsten Brinkmann sieht Einsatzmöglichkeiten über Zementwerke hinaus. „Unsere Membrantechnologie gehört zu den weltweit führenden Ansätzen zur CO₂-Abtrennung“, sagt der wissenschaftliche Leiter des Holcim-Projekts. Als weitere mögliche Anwendungen nennt er unter anderem die Stahlindustrie und die regenerative Energieerzeugung.

Für Holcim muss sich die Technik nun unter den Bedingungen eines laufenden Werks bewähren. Entscheidend wird sein, wie zuverlässig die Anlage arbeitet und welche CO₂-Mengen sie über längere Zeit tatsächlich aus dem Abgasstrom entfernen kann.

Kurz zusammengefasst:

Die Zementproduktion verursacht rund acht Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen, weil beim Brennen von Kalkstein große Mengen Kohlendioxid entstehen.
Eine neue Membrantechnik soll CO₂ direkt aus dem Abgas von Zementwerken trennen; in Höver sind bis zu 10.000 Tonnen pro Jahr vorgesehen.
Perspektivisch sollen bis zu 90 Prozent der CO₂-Emissionen im Abgas abgeschieden werden, dieser Wert ist im industriellen Dauerbetrieb aber noch nicht belegt.

Übrigens: Während neue Membranen CO₂ direkt aus Zementwerksabgasen holen sollen, könnte die Branche künftig sogar zusätzlich Kohlendioxid aus der Luft binden. Berechnungen der ETH Zürich kommen für 2050 unter günstigen Bedingungen auf eine negative Klimabilanz. Mehr dazu in unserem Artikel.