Pyrolyse und optimierte Betonhärtung: Synergien für Effizienz und Klimaschutz

Die Betonindustrie steht vor der Herausforderung, steigende Energiekosten und die Notwendigkeit einer nachhaltigen Ressourcennutzung in Einklang zu bringen. Dabei betrifft dieses Thema die gesamte Industrie – sowohl den Sektor der Betonfertigteile als auch den Bereich der Betonwaren. Während die technologischen Ansätze universell anwendbar sind, bezieht sich die hier angeschnittene Betrachtung primär auf den Bereich der Betonwaren. Eine Schlüsselrolle spielt dabei die Kombination aus moderner Härtetechnik und dezentraler Energieerzeugung durch Pyrolyse, um den CO₂-Fußabdruck der Produktion signifikant zu reduzieren, ohne die Produktqualität zu beeinträchtigen.

Effizienzsteigerung durch moderne Härtetechnik

Die Härtung ist ein prozesskritischer Schritt, der maßgeblich die Festigkeit, Dauerhaftigkeit und das optische Erscheinungsbild von Betonwaren bestimmt. Konventionelle Methoden führen jedoch häufig zu thermischen Ineffizienzen und Qualitätsschwankungen. Moderne Härtekammern setzen hier an, indem sie eine präzise Steuerung von Temperatur, Feuchtigkeit und Luftzirkulation ermöglichen.

Diese kontrollierte Atmosphäre sorgt für eine gleichmäßige und beschleunigte Hydratation des Zements, was zu einer höheren Frühfestigkeit führt. Ein entscheidender Vorteil dieser Technologie ist ihre Flexibilität: Die Steuerungsparameter lassen sich exakt an neue, klinkerarme Zementtypen mit geringerer Reaktivität anpassen, wodurch auch bei nachhaltigeren Bindemitteln reproduzierbare Ergebnisse garantiert werden.

Wirtschaftliche Optimierung: Reduzierte Zahl benötigter Unterlagsplatten

Ein oft unterschätzter wirtschaftlicher Hebel moderner Härtetechnik ist die Reduzierung der Zahl der benötigten Unterlagsplatten. Durch die Optimierung der Prozessparameter lassen sich die Härtezeiten deutlich verkürzen – in Praxisbeispielen von 24 auf bis zu 12 Stunden. In einem konkreten Fall konnte der Bedarf an Unterlagsplatten durch die Zeitersparnis von 6.260 auf 3.620 Stück gesenkt werden. Bei einem kalkulatorischen Preis von 45 € pro Platte resultiert daraus eine Investitionseinsparung von rund 118.000 €. Bei dieser Berechnung muss jedoch berücksichtigt werden, dass durch die Bestandsreduzierung die verbleibenden Platten deutlich mehr Takte fahren. In der Wirtschaftlichkeitsanalyse gilt es daher zu differenzieren, ob eine Unterlagsplatte primär durch die erhöhte mechanische Belastung leidet oder ob sie – unabhängig von der Taktzahl – altersbedingt über die Jahre der Laufzeit verschleißt. Zusätzlich sinken die Kosten für Regalsysteme, Hallenflächen und die allgemeine Lagerlogistik.

Pyrolyse: Dezentrale Energieversorgung aus Reststoffen

Um den Energiebedarf moderner Werke nachhaltig zu decken, bietet die Pyrolyse ein erhebliches Potenzial. Bei diesem thermochemischen Prozess werden biogene Reststoffe wie Holzhackschnitzel, Altholz oder landwirtschaftliche Abfälle unter Sauerstoffmangel bei Temperaturen zwischen 400 und 800 °C zersetzt.

Dabei entsteht ein energiereiches Pyrolysegas, das in Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden kann. Betonwerke können so einen signifikanten Teil ihres Energiebedarfs dezentral und unabhängig von externen Versorgern decken. Die erzeugte Wärme kann direkt zur Beheizung der Härtekammern oder für andere thermische Prozesse im Werk verwendet werden. Integrierte Wärmerückgewinnungsanlagen steigern die Gesamteffizienz des Systems zusätzlich.

Dabei ist zu beachten, dass die Anlagentechnik an den Bedarf des jeweiligen Werkes angepasst werden sollte. Auch wenn dies wirtschaftlich oftmals sinnvoll ist, macht es keinen Sinn, die Anlage bzw. den Überschuss verpuffen zu lassen. Eine Pyrolyseanlage ist auf den Betrieb ausgelegt und lässt sich in der Regel nicht in Stufen fahren oder an den Bedarf anpassen. Die Anlagentechnik sollte also so gewählt werden, dass sie oft mit voller Leistung läuft und die im Betrieb entstehende Energie verwendet werden kann. Zu beachten ist, dass jede Anforderung unterschiedlich ist und es keinen Standard gibt, der in anderen Werken adaptiert werden könnte.

Pflanzenkohle: Wahl der Anlagentechnik entscheidet über den Output

Das stoffliche Nebenprodukt der Pyrolyse, die Pflanzenkohle, stellt für die Betonindustrie einen wertvollen Rohstoff dar. Pflanzenkohle ist ein extrem stabiler Kohlenstoffspeicher: Eine Tonne Pflanzenkohle kann dauerhaft bis zu 3,5 t CO₂ binden. Durch die Beimischung von Pflanzenkohle in Betonmischungen entstehen Produkte, die aktiv zum Klimaschutz beitragen.

Bei der Auswahl der geeigneten Pyrolyseanlage ist die Zielsetzung des Betreibers entscheidend: Steht die hochwertige Qualität der Pflanzenkohle für den Einsatz als zertifizierter Betonzusatzstoff im Vordergrund oder soll ein maximaler Energieoutput für den Werkbetrieb erzielt werden? Da die am Markt verfügbaren Anlagentechniken sehr vielfältige Schwerpunkte setzen, muss das Anforderungsprofil im Vorfeld präzise definiert werden. Erkenntnisse zeigen, dass die Zugabe von Pflanzenkohle – bei korrekter Dosierung – die mechanischen Betoneigenschaften nicht negativ beeinflusst, was ein gutes Zeichen ist.

Ganzheitliche Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Die Investition in moderne Anlagentechnik amortisiert sich über verschiedene Erlösströme und Einsparungen. Eine Betrachtung über einen Zeitraum von zehn Jahren verdeutlicht die Rentabilität: Den Investitionskosten für den Kammerumbau und die Pyrolyseanlage stehen massive Einsparungen beim Plattenkauf sowie Erlöse aus dem Verkauf von Pflanzenkohle und CO₂-Zertifikaten (European Biochar Certificates; EBC) gegenüber. Für die Kalkulation dieser Erlöse ist es essenziell, frühzeitig feste Abnehmer für Kohle und Zertifikate zu gewinnen. Beispielsweise lassen sich bei einer Produktion von 100 t Pflanzenkohle pro Jahr allein durch deren Verkauf rund 60.000 € erlösen, ergänzt durch ca. 35.000 € aus dem Zertifikatehandel. Beides ist natürlich stark marktabhängig.

Alternativ kann die Pflanzenkohle auch direkt in den eigenen Werken bzw. Mischungen eingesetzt werden. Durch dieses sogenannte „Insetting“ kann das Unternehmen seinen CO₂-Fußabdruck innerhalb der Wertschöpfungskette inklusive der CO₂-Zertifikate deutlich reduzieren. Diese ökonomischen und ökologischen Vorteile, kombiniert mit der Reduzierung von Reklamationen durch eine gleichmäßigere Härtung, machen das Konzept zu einer zukunftsfähigen Investition für die Branche.

Fazit und Ausblick

Die Kombination aus optimierter Härtetechnik, Pyrolyse und dem Einsatz von Pflanzenkohle bietet der Betonindustrie einen Weg zur Dekarbonisierung und Effizienzsteigerung. Während die technischen Komponenten bereits etabliert sind, werden die ersten integrierten Projekte in den kommenden Monaten wertvolle Langzeitdaten liefern. Diese Synergien zu heben, ist ein weiterer Schritt hin zu einer nachhaltigen und wettbewerbsfähigen Betonproduktion der Zukunft.