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Teilprojekt 7: Herstellung von Formteilen aus Schlacke

Das Projekt "Teilprojekt 7: Herstellung von Formteilen aus Schlacke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhrbaustoffwerke GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Projekts ist die direkte stoffliche Nutzung von CO2 aus industriellen Prozessgasen für die Herstellung von zementfreien Baustoffen sowie technischem CaCO3 auf Basis von Stahlwerksschlacken (SWS) für unterschiedliche Industrien. Die Materialien werden nach einem festgelegten Anforderungskatalog bereitgestellt (AP1). Die Behandlung einer schmelzflüssigen (AP2) sowie von erstarrten SWS (AP4) bilden den Kern der Arbeiten. Im Schmelzflüssigen soll CO2 zum Aufschäumen der SWS genutzt werden (AP2), um einen hohen Porenanteil zu generieren und daraus ein Dämmmaterial bzw. eine künstliche Lava für den Gartenbau zu produzieren. Für die Nutzung erstarrter Schlacke werden drei Nutzungsfelder untersucht, welche alle zunächst eine Mahlung benötigen (AP3): 1) Carbonatisierung unter Nutzung verdichteter Prozessgase zur Herstellung zementfreier Fertigbauteile. 2) Re-Agglomeration mittels Pelletierung zur Erzeugung von Schüttdämmungen, Zementadditive und Leichtzuschläge für Bau- und Zementindustrie. 3) Herstellung von CaCO3 zum Einsatz in Papier-, Kunststoff- oder der Zementindustrie. Alle Verfahrenswege können gleichzeitig oder einzeln zu einer stofflichen Nutzung von CO2 führen. Die Verfahren werden vom Labor- bis hin zum Pilotmaßstab getestet und ökonomisch (AP5) sowie mit einem flankierenden Lifecycle-Assessment ökologisch bewertet (AP6). Ein begleitendes Projektmanagement koordiniert alle dargestellten Arbeiten (AP7).

CO2-reduzierter Beton durch Upcycling von Reststoffen aus der Betonaufbereitung und CCU

Das Projekt "CO2-reduzierter Beton durch Upcycling von Reststoffen aus der Betonaufbereitung und CCU" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technische Chemie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, einen stark CO2-reduzierten, hochwertigen und ressourceneffizienten Betonkreislauf für Altbeton zu entwickeln. Dazu wird ein Belit - basierter Portlandzementklinker (RC-Belit-PZK) mit niedrigem CO2-Fußabdruck aus Betonbrechsand und weiteren kalkhaltigen primären oder sekundären Komponenten hergestellt. Freigesetztes CO2 kann abgetrennt und zur technischen Karbonatisierung von mechanisch aufbereitetem Betonbrechsand als Substitut in Zement genutzt werden. Mit dem Ziel weiteres CO2 zu binden und die betontechnischen Eigenschaften grober RC-Gesteinskörnung zu verbessern, wird eine neue Karbonatisierungstechnik im Druckreaktor entwickelt. Aus RC-Belit-PZK, Portlandzementklinker (PZK) und technisch karbonatisierten aufgemahlenen Brechsanden werden RC-Zemente mit stark reduziertem CO2-Fußabdruck formuliert. Um den erneuten Einsatz in der Produktion zu ermöglichen, werden Rezepturen für RC-Beton mit Normal- und / oder RC-Gesteinskörnung entwickelt, die auf angepassten Fließmitteln und Beschleunigersystemen basieren. Zum Projektabschluss werden Werkversuche durchgeführt, die den hochwertigen Betonkreislauf demonstrieren. Eine CO2-Reduktion um mindestens 40% für RC2-Beton im Vergleich zum Stand der Technik wird angestrebt. Die Prozesse werden aus techno-ökonomischer und ökologischer Sicht bewertet (prozessbasierte Ökobilanz/LCA). Im Rahmen der Systemanalyse werden verschiedene Anlagengrößen und Standorte über den gesamten Lebenszyklus mit dem Stand der Technik verglichen. Zusätzlich werden regulatorische Randbedingungen untersucht (z.B. Recycling-Baustoffverordnung, DIN-EN 197-1, Rechtliche Einordnung einer Anlage zur Klinkerherstellung), um Hindernisse in der Umsetzung zentraler bzw. dezentraler Konzepte zu identifizieren und konkrete Handlungsempfehlungen zur Kreislaufführung zu erarbeiten.

Teilprojekt 1: Erzeugung von geschäumten Baustoffen aus LD-Schlacke sowie Bewertung von erzeugtem Carbonat und Zement-Vormaterialien

Das Projekt "Teilprojekt 1: Erzeugung von geschäumten Baustoffen aus LD-Schlacke sowie Bewertung von erzeugtem Carbonat und Zement-Vormaterialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FEhS, Institut für Baustoff-Forschung e.V. durchgeführt. Ziel des Projekts ist die direkte stoffliche Nutzung von CO2 aus industriellen Prozessgasen für die Herstellung von zementfreien Baustoffen sowie technischem CaCO3 auf Basis von Stahlwerksschlacken (SWS) für unterschiedliche Industrien. Die Materialien werden nach einem festgelegten Anforderungskatalog bereitgestellt (AP1). Die Behandlung einer schmelzflüssigen (AP2) sowie von erstarrten SWS (AP4) bilden den Kern der Arbeiten. Im Schmelzflüssigen soll CO2 zum Aufschäumen der SWS genutzt werden (AP2), um einen hohen Porenanteil zu generieren und daraus ein Dämmmaterial bzw. eine künstliche Lava für den Gartenbau zu produzieren. Für die Nutzung erstarrter Schlacke werden drei Nutzungsfelder untersucht, welche alle zunächst eine Mahlung benötigen (AP3): 1) Carbonatisierung unter Nutzung verdichteter Prozessgase zur Herstellung zementfreier Fertigbauteile. 2) Re-Agglomeration mittels Pelletierung zur Erzeugung von Schüttdämmungen, Zementadditive und Leichtzuschläge für Bau- und Zementindustrie. 3) Herstellung von CaCO3 zum Einsatz in Papier-, Kunststoff- oder der Zementindustrie. Alle Verfahrenswege können gleichzeitig oder einzeln zu einer stofflichen Nutzung von CO2 führen. Die Verfahren werden vom Labor- bis hin zum Pilotmaßstab getestet und ökonomisch (AP5) sowie mit einem flankierenden Lifecycle-Assessment ökologisch bewertet (AP6). Ein begleitendes Projektmanagement koordiniert alle dargestellten Arbeiten (AP7).

Die Mechanismen der Auslaugung von Schwermetallen aus Beton

Das Projekt "Die Mechanismen der Auslaugung von Schwermetallen aus Beton" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Materialprüfungsamt für das Bauwesen, Baustoffe, Centrum Baustoffe und Materialprüfung durchgeführt. Die Prognose der Auslaugung von Schwermetallen aus Betonbauteilen in direktem Kontakt mit Grund-, Sicker- oder Regenwasser ist von hoher aktueller Bedeutung. Prognosen, die auf der gegenwärtig üblichen Auswertung von Standtestmessdaten unter Annahme einer rein diffusionsgesteuerten Freisetzung basieren, führen zu Fehlberechnungen, weil die tatsächlichen, bzw. maßgebenden Freisetzungsmechanismen nicht berücksichtigt werden. Neben ökologischen Aspekten können Fehlprognosen zu schwerwiegenden wirtschaftlichen Konsequenzen führen, wie z.B. die Einschränkung oder das Verwendungsverbot von bestimmen Materialien, Sekundärrohstoffen oder Reststoffen. Damit ist die Kenntnis der komplexen Freisetzungsmechanismen für die Prognose und Bewertung der Freisetzung und Bewertung unerlässlich. Die Mechanismen steuern auch die Freisetzung von umweltbelastenden Stoffen aus zementgebunden Abfallstoffen. In der ersten Förderperiode lag der Hauptschwerpunkt der Forschungsarbeit auf dem Einfluss des Betonalters auf die Freisetzung. In der Fortsetzung der Forschungsarbeit soll der Einfluss von (a) Bindemittelzusammensetzung - insbesondere CEM 1 / Steinkohlenflugasche-Gemischen und (b) Umweltbedingungen (Luftfeuchte, Carbonatisierung und Tausalz), welche die Freisetzung erheblich verändern können, untersucht werden. Aus den Ergebnissen soll ein auf den Mechanismen aufbauendes Rechenmodell zur Prognose Freisetzung der Stoffe unter Praxisbedingungen entwickelt werden.

Teilprojekt 5: Bereitstellung aller SWS, Erzeugung von geschäumten Baustoffen aus schmelzflüssiger LD-Schlacke und Pelletierung zur Erzeugung von Leichtzuschlägen

Das Projekt "Teilprojekt 5: Bereitstellung aller SWS, Erzeugung von geschäumten Baustoffen aus schmelzflüssiger LD-Schlacke und Pelletierung zur Erzeugung von Leichtzuschlägen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ThyssenKrupp MillServices & Systems GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist die direkte stoffliche Nutzung von CO2 aus industriellen Prozessgasen für die Herstellung von zementfreien Baustoffen sowie technischem CaCO3 auf Basis von Stahlwerksschlacken (SWS) für unterschiedliche Industrien. Die Materialien werden nach einem festgelegten Anforderungskatalog bereitgestellt (AP1). Die Behandlung einer schmelzflüssigen (AP2) sowie von erstarrten SWS (AP4) bilden den Kern der Arbeiten. Im Schmelzflüssigen soll CO2 zum Aufschäumen der SWS genutzt werden (AP2), um einen hohen Porenanteil zu generieren und daraus ein Dämmmaterial bzw. eine künstliche Lava für den Gartenbau zu produzieren. Für die Nutzung erstarrter Schlacke werden drei Nutzungsfelder untersucht, welche alle zunächst eine Mahlung benötigen (AP3): 1) Carbonatisierung unter Nutzung verdichteter Prozessgase zur Herstellung zementfreier Fertigbauteile. 2) Re-Agglomeration mittels Pelletierung zur Erzeugung von Schüttdämmungen, Zementadditive und Leichtzuschläge für Bau- und Zementindustrie. 3) Herstellung von CaCO3 zum Einsatz in Papier-, Kunststoff- oder der Zementindustrie. Alle Verfahrenswege können gleichzeitig oder einzeln zu einer stofflichen Nutzung von CO2 führen. Die Verfahren werden vom Labor- bis hin zum Pilotmaßstab getestet und ökonomisch (AP5) sowie mit einem flankierenden Lifecycle-Assessment ökologisch bewertet (AP6). Ein begleitendes Projektmanagement koordiniert alle dargestellten Arbeiten (AP7).

DDI: Capture 2 Use - erstmalige Anwendung einer CO2-Abscheideeinrichtung im industriellen Maßstab in der Zementindustrie mittels eines Aminwäschers in Deutschland

Das Projekt "DDI: Capture 2 Use - erstmalige Anwendung einer CO2-Abscheideeinrichtung im industriellen Maßstab in der Zementindustrie mittels eines Aminwäschers in Deutschland" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Cap2U GmbH durchgeführt. Standort ist das Zementwerk Lengfurt von HeidelbergCement mit einer Jahresproduktion von 950 kt/a Klinker (wovon rund die Hälfte an andere Standorte geliefert wird), was zu Emissionen von rund 720.000 bis 750.000 Tonnen CO2 führt und 615 kt/a Zement im Werk (was zu keinen zusätzlichen Emissionen führt). Das Vorhaben umfasst die Errichtung einer CO2-Abscheideeinrichtung mittels eines Aminwäschers im Abgasstrom des Zementklinkerofens im Zementwerk Lengfurt mit einer Kapazität von rund 70.000 t CO2/Jahr (ca. 10 % der jährlichen CO2-Emissionen des Zementwerkes Lengfurt) mit angeschlossener Reinigungs-, Verdichtungs- und Verflüssigungsanlage sowie Zwischenlagerung und Verladeeinrichtungen. Das so abgeschiedene, gereinigte, verdichtete und verflüssigte CO2 wird einerseits als lebensmitteltaugliches CO2 zur weiteren Nutzung verwendet und andererseits zur Skalierung von Karbonatisierungstechnologien. Die Karbonatisierung verfolgt hierbei das Ziel der langfristigen chemischen Bindung des CO2 aus der Klinkerproduktion in den eigenen Baustoffen.

Teilprojekt 4: Produktentwicklung und Bewertung von Carbonat als Beschleuniger für die Zementindustrie sowie von Leichtzuschlägen

Das Projekt "Teilprojekt 4: Produktentwicklung und Bewertung von Carbonat als Beschleuniger für die Zementindustrie sowie von Leichtzuschlägen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Spenner GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Projekts ist die direkte stoffliche Nutzung von CO2 aus industriellen Prozessgasen für die Herstellung von zementfreien Baustoffen sowie technischem CaCO3 auf Basis von Stahlwerksschlacken (SWS) für unterschiedliche Industrien. Die Materialien werden nach einem festgelegten Anforderungskatalog bereitgestellt (AP1). Die Behandlung einer schmelzflüssigen (AP2) sowie von erstarrten SWS (AP4) bilden den Kern der Arbeiten. Im Schmelzflüssigen soll CO2 zum Aufschäumen der SWS genutzt werden (AP2), um einen hohen Porenanteil zu generieren und daraus ein Dämmmaterial bzw. eine künstliche Lava für den Gartenbau zu produzieren. Für die Nutzung erstarrter Schlacke werden drei Nutzungsfelder untersucht, welche alle zunächst eine Mahlung benötigen (AP3): 1) Carbonatisierung unter Nutzung verdichteter Prozessgase zur Herstellung zementfreier Fertigbauteile. 2) Re-Agglomeration mittels Pelletierung zur Erzeugung von Schüttdämmungen, Zementadditive und Leichtzuschläge für Bau- und Zementindustrie. 3) Herstellung von CaCO3 zum Einsatz in Papier-, Kunststoff- oder der Zementindustrie. Alle Verfahrenswege können gleichzeitig oder einzeln zu einer stofflichen Nutzung von CO2 führen. Die Verfahren werden vom Labor- bis hin zum Pilotmaßstab getestet und ökonomisch (AP5) sowie mit einem flankierenden Lifecycle-Assessment ökologisch bewertet (AP6). Ein begleitendes Projektmanagement koordiniert alle dargestellten Arbeiten (AP7).

Teilvorhaben 2: Upsacling und Wirtschaftliche Betrachtung, TV B

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Upsacling und Wirtschaftliche Betrachtung, TV B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dorfner Analysenzentrum und Anlagenplanungsgesellschaft mbH (ANZAPLAN) durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung, Optimierung und Skalierung eines Verfahrens zur direkten Carbonatisierung von lithiumhaltigen Primär- und Sekundärrohstoffen mittels CO2 mit reproduzierbaren Li-Ausbeuten von mehr als 95 %. Verwertungsziel ist die Überführung des Lithiumanteils in vermarktungsfähiges Li2CO3 mit battery grade-Qualität (bg-Li2CO3, größer als 99,5 %). Beide Rohstoffverwertungswege sind mit einem Verfahrensgrundprinzip zu erschließen. Es ist ein universelles, wirtschaftliches Verfahren zur Gewinnung von Li2CO3 aus mineralischen Erzen und Industrierückständen zu entwickeln und zu bewerten.

Teilprojekt 1: Projektmanagement und Praxistests

Das Projekt "Teilprojekt 1: Projektmanagement und Praxistests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HeidelbergCement AG durchgeführt. Die CO2-Emissionen der Zementindustrie machen einen substantiellen Anteil der gesamten anthropogenen CO2-Emissionen aus. Sie bestehen im Wesentlichen aus den energie- und brennstoffbedingten Emissionen (knapp 40%) und der rohstoffbedingten CO2-Freisetzung (gut 60%). Während sich die energiebedingten Emissionen durch Einsatz alternativer Brennstoffe und Ökostrom minimieren lassen, gelten die bei der Kalzinierung von Kalkstein erzeugten CO2-Emissionen als systemimmanent und unvermeidlich. Allerdings bieten die hydratisierten Klinkerphasen (Zementstein) große Potentiale zur Einbindung von CO2. Letztlich kann das gesamte bei der Kalzinierung freigesetzte CO2 auch wieder in Kalkstein eingebunden werden. Etwa 25-30% des rohstoffbedingten CO2 wird bereits während der Nutzungs- und Recyclingphase von Beton auf natürliche Weise gebunden. Das verbleibende Potential von rezykliertem Altbeton zur CO2 Einbindung zu erschließen und diesen als Baustoff zu verwenden, ist zentrales Anliegen dieses Forschungsvorhabens. Durch Entwicklung optimierter Aufbereitungsprozesse und effizienter Karbonatisierungsverfahren adressiert es die zwei zentralen Bausteine, die für eine vollständige Schließung des CO2- und Stoffkreislaufes in der Zement- und Betonindustrie erforderlich sind.

Klimaverträglicherer und ressourcenschonender Beton erstmals im Praxistest

Um die hohen Treibhausgas-Emissionen und Ressourcenverbräuche im Bausektor zu reduzieren, setzt das Land Berlin auf den Einsatz von nachhaltigen Baustoffen sowie auf zirkuläres Bauen im Hochbau. Ressourcenschonender Beton ist dabei ein Baustoff, für den der Einsatz von Rohstoffen aus dem Materialkreislauf (Recycling-Gesteinskörnung) sowohl normativ geregelt als auch bereits marktreif erprobt ist – er wird bereits erfolgreich in Berlin eingesetzt. Zahlreiche Pilotprojekte konnten wichtige Marktimpulse setzen, die mittlerweile bei Transportbetonwerken in Berlin zu einer Aufnahme von ressourcenschonendem Beton ins Standardportfolio führten. Staatssekretärin Dr. Silke Karcher : „Zirkuläres Bauen bedeutet, nachhaltige Baustoffe einzusetzen, die wiederverwendbar oder recyclingfähig sind. Ressourcenschonender und klimaverträglicher Beton ist ein solcher Baustoff. Das Land Berlin geht die notwendige Ressourcen- und Klimaschutzwende im Bausektor aktiv an, um eine vorbildhaft zirkuläre Bauweise in unserer Stadt zu etablieren. Dadurch können große Mengen Treibhausgasemissionen vermieden werden.“ Die Firma neustark hat ein neuartiges Verfahren entwickelt, das durch die sogenannte beschleunigte Karbonatisierung CO 2 in RC-Gesteinskörnung speichert. Damit kann die Klimabilanz von ressourcenschonendem Beton weiter verbessert werden. Die Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz (SenUMVK) hat daher gemeinsam mit den Unternehmen Heim Recycling, neustark, Berger Beton und dem ifeu Heidelberg das Projekt „CORE (CO 2 -REduzierter Beton)“ initiiert, in dem das neustark-Verfahren im Raum Berlin pilotiert wird. Im Rahmen dieses Projekts ist es gelungen, für eine in Berlin karbonatisierte RC-Gesteinskörnung eine Zertifizierung und Zulassung als Zuschlag für Transportbeton zu erhalten. Mit ihrem Einsatz kann die Klimawirksamkeit von ressourcenschonendem Beton um bis zu 20 Prozent gesenkt werden: Bei flächendeckendem Einsatz könnten in Berlin so insgesamt rund 90.000 Tonnen an schädlichen Treibhausgasen pro Jahr eingespart werden. Dieser CO 2 -reduzierte, ressourcenschonende Beton soll nun – unter Einhaltung aller einschlägigen Normen – im Herbst erstmals in einem Bauabschnitt der Quartiersentwicklung Friedenauer Höhe in Tempelhof-Schöneberg, ein Joint Venture der OFB Projektentwicklung und der Instone Real Estate, zum Einsatz kommen. Damit soll der Nachweis erbracht werden, dass das CORE-Verfahren den Praxistest besteht und Umweltentlastungen auch im kommerziellen Betrieb zu erzielen sind.

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