Klimafreundliche Baustoffe: Forschung an Carbon-Alternativen für die Bauwirtschaft

Die Bauwirtschaft zählt zu den grössten CO₂-Verursachern weltweit. Neue Materialien und Technologien versprechen jedoch, die Abhängigkeit von klassischen Carbon-basierten Baustoffen wie Zement oder Stahl zu verringern. Wissenschaft und Industrie entwickeln alternative Ansätze, die nachhaltiger und ressourcenschonender sind.

Die Suche nach klimafreundlichen Baustoffen ist längst keine Randerscheinung mehr, sondern ein zentraler Forschungsschwerpunkt. Neben traditionellen Materialien wie Holz rücken Hochleistungsverbundstoffe, recycelte Mischungen und innovative Verfahren in den Vordergrund. Im Zentrum steht die Frage: Wie lassen sich Baustrukturen schaffen, die langlebig, stabil und gleichzeitig klimaneutral sind?

Emissionstreiber der Bauindustrie

Zement, Beton und Stahl sind die wichtigsten Baustoffe weltweit – und zugleich Hauptverursacher von CO₂-Emissionen.

• Zement: Herstellung verursacht rund 8 % der globalen CO₂-Emissionen.
• Stahl: Rund 7 % der weltweiten Treibhausgase stammen aus der Stahlproduktion.
• Beton: Einer der meistgenutzten Werkstoffe mit hohem Energieverbrauch und grossem Ressourcenbedarf.

Ohne grundlegende Veränderungen in der Materialwahl wird die Bauwirtschaft ihre Emissionen kaum senken können.

Alternative Baustoffe in der Forschung

Ein zentraler Forschungsbereich sind Baustoffe, die Carbon ersetzen oder dessen Einsatz deutlich reduzieren.

• Geopolymere: Bindemittel auf Basis von Tonmineralien, die deutlich weniger Energie bei der Herstellung benötigen.
• Kalkbasierte Mischungen: Traditionelle Techniken mit neuem Fokus auf CO₂-Bindung durch Aushärtung.
• Recyclingbeton: Nutzung von Bauschutt als Zuschlagstoff, kombiniert mit CO₂-sparenden Zementalternativen.
• Carbonfreie Fasern: Ersatz von Carbonfasern durch Basaltfasern oder Naturfasern wie Flachs und Hanf.

Diese Baustoffe befinden sich in unterschiedlichen Stadien zwischen Laborforschung und Pilotprojekten.

Holz als zukunftsfähiger Baustoff

Holz erlebt eine Renaissance als moderner Baustoff.

• Speichert CO₂ langfristig und entzieht es so der Atmosphäre.
• In Form von Brettschichtholz und Kreuzlagenholz für Hochhäuser geeignet.
• Geringer Energieaufwand bei Herstellung und Verarbeitung.
• Regionale Verfügbarkeit in vielen Teilen Europas und Asiens.

Gerade der Holz-Hybridbau eröffnet Perspektiven, klassische Carbon-Materialien durch nachwachsende Rohstoffe zu ergänzen.

CO₂-Bindung und Kreislaufwirtschaft

Neben der Reduktion von Emissionen steht die aktive Bindung von CO₂ im Fokus.

• Carbon Capture and Storage (CCS): Integration von CO₂ in Baustoffen, z. B. durch Mineralisierung.
• Kreislaufwirtschaft: Wiederverwertung von Bauschutt, Asphalt und Metallen.
• Biobasierte Materialien: Pilzmyzel, Bambus oder Hanfkalk als klimaneutrale Alternativen.

Diese Ansätze verändern die Baustoffproduktion grundlegend und machen sie von linearen Prozessen unabhängig.

Forschungsschwerpunkte weltweit

Wichtige internationale Forschungsprojekte widmen sich dem Thema:

• ETH Zürich: Entwicklung von emissionsarmen Betonvarianten mit alternativen Bindemitteln.
• MIT Boston: Erforschung von Geopolymeren und Nanomaterialien für den Betonbau.
• Fraunhofer-Institut Deutschland: Recyclingstrategien und Hybridbauweisen.
• Japanische Forschungsinitiativen: Einsatz von Bambus und Naturfasern als Strukturbaustoffe.

Diese Forschungsprojekte arbeiten eng mit Bauindustrie und Architekturbüros zusammen, um Innovationen praxisnah umzusetzen.

Herausforderungen bei der Umsetzung

Trotz grosser Fortschritte gibt es Hindernisse für den Einsatz neuer Materialien.

• Höhere Kosten im Vergleich zu traditionellen Baustoffen.
• Fehlende Normen und Zertifizierungen erschweren die Baupraxis.
• Regionale Unterschiede bei Verfügbarkeit von Rohstoffen.
• Zögerliche Bauherren und Investoren, die Risiken scheuen.

Langfristig wird der Druck durch gesetzliche Vorgaben und gesellschaftliche Erwartungen die Akzeptanz steigern.

Ausblick: Die Bauwirtschaft im Wandel

Klimafreundliche Baustoffe sind ein zentrales Element für nachhaltiges Bauen. Von der CO₂-Reduktion bei der Zementherstellung über Holz-Hybridbau bis hin zu biobasierten Materialien eröffnen sich vielfältige Wege. Entscheidend ist, dass Forschungsergebnisse schneller in die Praxis übertragen werden. Nur so lässt sich der CO₂-Fussabdruck der Bauindustrie spürbar reduzieren.

Quelle: bauenaktuell.ch-Redaktion
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