Beton aus der Asche

Wenn Hausmüllverbrennungsasche auf CO₂ trifft, könnte ein neuer Rohstoff für die Baubranche entstehen. Ein interdisziplinäres Konsortium unter Beteiligung der TH Köln untersucht daher ein neues Verfahren, um Kohlendioxid dauerhaft zu binden. Das Endprodukt soll als Ersatzbaustoff im Straßenbau oder in der Betonherstellung verwendet werden.

Jedes Jahr fallen in Deutschland rund sechs Millionen Tonnen Rostasche aus der Verbrennung von Siedlungsabfällen an. Diese werden in spezialisierten Aufbereitungsanlagen behandelt, um Metalle zurückzugewinnen und durch gezielte Sieb- und Sortierschritte zu einer gereinigten Fertigasche zu verarbeiten. „Die darin enthaltenen mineralischen Anteile sind in der Lage, CO₂ aufzunehmen und dauerhaft zu binden – die sogenannte Karbonatisierung. Wir möchten in unserem Projekt ein praxisnahes Karbonatisierungsverfahren entwickeln und prüfen, ob sich unser Endprodukt zum Einsatz im Straßenbau oder bei der Betonherstellung eignet“, erläutert Prof. Dr. Björn Siebert vom Institut für Baustoffe, Geotechnik, Verkehr und Wasser der TH Köln.

Verschiedene Ansätze in der Versuchsanlage

Dazu soll eine technische Versuchsanlage entstehen, die von den beiden wissenschaftlichen Projektpartnern TH Köln und RWTH Aachen am Entsorgungszentrum Leppe aufgebaut wird. Dieses wird vom Konsortialführer, dem Bergischen Abfallwirtschaftsverband (BAV), in der Nähe von Lindlar betrieben. Als Industriepartnerin stellt die Refer GmbH das Ausgangsmaterial, aufbereitete Hausmüllverbrennungsaschen aus ihrer Rostascheaufbereitungsanlage, zur Verfügung.

Die zentrale technische Frage lautet, mit welcher Methode das CO₂ am effizientesten in der Asche gebunden werden kann. „Wir verfolgen zwei Ansätze, die jeweils spezifische Vor- und Nachteile haben: Die Nasskarbonatisierung unter Wasser ermöglicht die Aufnahme von mehr Kohlendioxid, benötigt aber Energie für die anschließende Trocknung. Bei der feuchten Karbonatisierung mit wenig Feuchtigkeit bildet sich auf der Oberfläche der Asche eine relativ dichte, karbonisierte Schicht, sodass weniger CO₂ gespeichert wird, da es nicht ins Innere eindringen kann“, so Prof. Dr. Axel Wellendorf vom Institut für Allgemeinen Maschinenbau der TH Köln.

Einsatz im Straßenbau oder in der Betonproduktion

Zunächst werden unterschiedliche Karbonatisierungsverfahren  getestte und eine flexible, praxisnahe Versuchsanlage aufgebaut.

Die Forschenden prüfen das Potenzial für die CO₂-intensive Betonherstellung. Hier könnte die Asche als Bindemittel wirken. Voraussetzung für diesen Einsatzzweck ist eine definierte, gleichbleibende Materialqualität. Daher werden im Projekt auch Versuche zur weiteren Aufbereitung oder sortenreinen Zerkleinerung durchgeführt. „Wenn es uns gelingt, karbonatisierte Asche zur Verfügung zu stellen, die den entsprechenden Normen und Umweltanforderungen entspricht, wäre dies ein wichtiger Schritt für die Kreislaufwirtschaft und den Klimaschutz“, betont Wellendorf.

Über das Projekt

Das Vorhaben KARMA (Karbonatisierung von Müllverbrennungsaschen) konnte sich im Förderwettbewerb „CCU-Modellregionen NRW“ des Ministeriums für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie durchsetzen und erhält bis Mitte 2028 gut eine Million Euro. Unter CCU versteht man Carbon Capture and Utilization, also die Abscheidung und Nutzung von CO₂.