Prozesskettenorientierte Ermittlung der
Material- und Energieeffizienzpotentiale in der Zementindustrie

Die Zementindustrie liefert mit der Herstellung von Zement einen der wichtigsten Baustoffe für viele verschiedene Anwendungsbereiche. Die Prozesse zur Produktion von Zementklinker und Zementen machen Sie gleichzeitig zu einer energie- und rohstoffintensiven Branche. Maßnahmen zur Optimierung der Prozesse und des Materialeinsatzes werden entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Herstellung von Zement und Beton angewendet und weiterentwickelt. Sie leisten wichtige Beiträge zur Ressourcenschonung und zum Klimaschutz. Das vorliegende Forschungsprojekt widmet sich der Energie- und Materialeffizienz bei der Zementherstellung. Es wird vom VDZ im Auftrag des Umweltbundesamts (UBA) bearbeitet. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen in die Diskussion des UBA und der Bundesregierung zur Ressourcenschonung einfließen.

Langfristig betrachtet erfordern zusätzliche Beiträge zur Ressourcenschonung und zum Klimaschutz die Weiterentwicklung von Maßnahmen und Technologien. Wichtige Maßnahmen zur Steigerung der Energie- und Materialeffizienz sind die Verringerung des thermischen und elektrischen Energiebedarfs, der weitere Einsatz von alternativen Roh- und Brennstoffen sowie die Minderung von CO2-Emissionen und der effiziente Einsatz von Klinker in Zement und Beton.

Im Rahmen eines VDZ-Projektworkshops wurden verschiedene Maßnahmen und Technologien von Vertretern aus Zementindustrie, Stahlerzeugung, Kunststoffaufbereitung und Baustoffforschung hinsichtlich ihrer Potentiale der Energieeinsparung, Ressourcenschonung und CO2–Minderung bewertet. Als Diskussionsgrundlage diente eine neu erstellte VDZ-Literaturstudie zur Material- und Energieeffizienz. Der Workshop zeigte, dass die verschärfte Gesetzgebung und mangende Wirtschaftlichkeit der Anwendbarkeit von Technologien oft Grenzen setzen. Eine weitere Steigerung der Material- und Energieeffizienz erfordert somit geeignete gesetzliche Rahmenbedingungen und eine Verbesserung von Investitionsanreizen entlang der Prozesskette Zement und Beton. Die Workshop-Ergebnisse sind in das Projekt eingeflossen und werden im Forschungsbericht dokumentiert.

Das Forschungsprojekt stellt bestimmte technologische Ansätze vor und zeigt Potentiale auf, die die Material- und Energieeffizienz zukünftig weiter steigern könnten. Zur Beschreibung und Bewertung wesentlicher Technologiebereiche wurde dabei das VDZ-Modell2018 entwickelt und angewendet. Ausgehend von statistischen Daten der Zementindustrie in Deutschland aus dem Jahr 2016 und am Beispiel eines Referenzzementwerks, wurden fünf Szenarien für das Jahr 2030 beschrieben. Die Ergebnisse zeigen die besondere Bedeutung der effizienten Nutzung von Zementklinker für die Herstellung von Baustoffen auf.

Im Zusammenwirken mit einer umfangreichen Anlagenoptimierung und dem verstärkten Einsatz von alternativen Brennstoffen könnten für das Referenzzementwerk Verminderungen der CO2-Emissionen zwischen -5 % und -8 % abgeschätzt werden. Die Nutzung dieser Potentiale ist dabei von standort- und werksspezifischen Voraussetzungen, aber auch von politischen Rahmenbedingungen (z. B. Vermeidung von Carbon Leakage) abhängig.

Förderer

Das Forschungsvorhaben wird im Auftrag des Umweltbundesamtes im Rahmen des
Umweltforschungsplanes durchgeführt und mit Bundesmitteln finanziert (UFOPLAN,
Forschungskennzahl 3716 36 320 0).

Kontakt

Dr. Johannes Ruppert

Tel.: (0211) 45 78-275

Fax: (0211) 45 78-400

Projektzeitraum

11/2016 - 05/2019

Veröffentlichungen

Prozesskettenorientierte Ermittlung der Material- und Energieeffizienzpotentiale in der Zementindustrie:
Entwurf Endbericht (UFOPLAN FKZ 3716 36 320 0)

Ruppert, Johannes; Wagener, Carina; Palm, Sebastian; Scheuer, Wilfried; Hoenig, Volker
Düsseldorf, 2018
(in Vorbereitung, 6.12.2018)