AUDIO: Wie Oliment die Klimabilanz von Beton verbessern kann (4 Min)

von Clemens Haug

Frank Bellmann wollte eigentlich nachweisen, dass Oliment nicht funktioniert. Zur eigenen Überraschung stellte der Forscher dann fest: Es funktioniert doch. Viele Jahre später könnte diese Erkenntnis aus einem Labor an der Bauhaus-Universität in Weimar den Baustoff Beton in eine klimaneutrale Zukunft retten. Es wäre eine kleine Revolution.

Noch kündet wenig von der bevorstehenden Umwälzung: Wer die Webseite der Oliment GmbH besucht, findet dort nicht viel mehr als ein kleines Kontaktformular. Auch Medienberichte sind noch spärlich gesät. "Bisher sind wir mit Absicht tief geflogen, damit wir erst mal in Ruhe arbeiten konnten", sagt Alexander Butt, kaufmännischer Geschäftsführer des Start-ups. Demnächst soll aber Schluss sein mit der Tarnung. Oliment steht kurz davor, ein großes Problem zu lösen.

Zement: Von Natur aus voller CO₂

Beton ist sehr klimaschädlich. Grund dafür ist das Bindemittel Zement, ein weißgraues Pulver, das zusammen mit Wasser, Kies und Sand der wichtigste Ausgangsstoff für Beton ist. Bei der Herstellung werden Unmengen CO₂ freigesetzt. Zum einen, weil das Treibhausgas im Ausgangsstoff Kalk gebunden ist, für die Zementherstellung aber abgespalten werden muss. Und zum anderen, weil der Herstellungsprozess in den Öfen der Zementwerke selbst große Hitze erfordert. Benötigt werden etwa 1450 Grad. So hohe Temperaturen können bislang oft nur mithilfe fossiler Brennstoffe erreicht werden.

Dieser Text erschien zuerst im ARD Klima-Update #264

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Das Problem ist seit Langem bekannt. Forschende auf dem Gebiet der Mineralogie waren schon in den 1980er und 90er Jahren auf der Suche nach Alternativen. "Und da kam man irgendwann auf Magnesiumsilikate", sagt Daniel Wagner, der als promovierter Mineraloge bei Oliment arbeitet. Eine dieser Verbindungen ist Olivin, ein grünlich schimmerndes Mineral, das auf der Erde sehr häufig vorkommt und daher nicht schwer zu fördern ist. In besonders reiner Form kann man es zu Schmucksteinen schleifen. Und der wichtigste Vorteil: Es enthält keinerlei CO₂.

Warum Olivin als Zementersatz interessant ist

"In seiner ursprünglichen Form reagiert Olivin nicht mit Wasser und baut keine Druckfestigkeit auf", sagt Wagner. Das ist bei Kalk zwar auch nicht der Fall, doch der kann mit viel Energie zu einem Mineral gebrannt werden, das hydraulisch aktiv ist, also mit Wasser reagiert und aushärtet. "Da gab es auf der Seite des Magnesiumsilikats zunächst keinen deckungsgleichen Prozess", erklärt er. "Deswegen haben die meisten Forschenden geglaubt, dass man mit dem Material nicht weiterkommt."

Frank Bellmann entdeckte allerdings: Magnesiumsilikat lässt sich aktivieren und bei nur 800 Grad in einem Drehofen zu einem hydraulisch aktiven Mineral brennen. Das bedeutet, es braucht nur etwa die Hälfte der Temperatur im Vergleich zum Zement, und die lässt sich sogar mit Strom erzeugen – der Prozess kann im Prinzip also ganz auf fossile Energieträger verzichten.

Günter Bellmann hat das Potenzial erkannt und war schon immer umtriebig, was Innovationen angeht. Alexander Butt

Vielleicht hätte seine Entdeckung das Labor nie verlassen, wäre da nicht Frank Bellmanns Vater Günter gewesen. Der hatte zu DDR-Zeiten ein Kombinat geleitet und war am Bau von Leipzig-Grünau beteiligt. "Der hat das Potenzial erkannt und war auch immer schon umtriebig, was Innovationen angeht", erzählt Alexander Butt. Günter Bellmann las in der Zeitung von der Sprind, der Bundesagentur für Sprunginnovationen, die seit 2019 ihre Büros in Leipzig hat. "Er hat da jemandem sein Pitchdeck in die Hand gedrückt und mit etwas Beharrlichkeit und einigen Nachfragen erreicht, dass wir da unsere erste Förderung bekommen haben."

30 Milliarden Tonnen Beton jedes Jahr: Kein Baustoff ist so beliebt

Ein alternatives Herstellungsverfahren für Beton, das wirkt auf den ersten Blick vielleicht nicht wie ein Quantensprung der Innovation. Die Sprind fördert viele Projekte aus der Biotechnologie oder der Künstlichen Intelligenz, Deep Tech, in denen Jahrzehnte Forschungsarbeit stecken. "Da sind wir ein wenig ein Exot", glaubt Butt. Allerdings: Für den Schutz des Klimas wäre "Oliment", ein olivinbasiertes Bindemittel für Beton, ein großer Wurf.

Schätzungsweise 30 Milliarden Tonnen Beton werden jedes Jahr verbaut, kein anderer Baustoff ist so beliebt. Er ist formbar, leicht zu verarbeiten, wird hart und extrem stabil und ist dadurch langlebig. Modernes Bauen ist untrennbar mit Beton verbunden: Kilometerlange Brücken, waghalsige Hochhäuser, Tunnel unter dem Meer oder unter Gebirgsmassiven – all diese Bauwerke wurden erst möglich durch die Kombination von Stahl und Beton.

Welche Hürden Oliment noch überwinden muss

Oliment wäre ein neuer Ausgangsstoff für Betonbauwerke. "Das bedeutet, dass es vollkommen neue Zulassungen braucht", erklärt Olav Carlsen, bei der Sprind zuständiger Partnermanager für Oliment. "Das ist ein komplexer Prozess, denn Betonbauwerke sind langlebige Wirtschaftsgüter." Das bedeutet, es braucht Nachweise, dass Betonbauteile mit Oliment jahrzehntelang nicht an Qualität einbüßen. Dafür müssen im Labor teure Versuche durchgeführt werden, bei denen das Material künstlicher Verwitterung ausgesetzt wird, um in begrenzter Zeit Prozesse zu simulieren, die in der natürlichen Umwelt über Dekaden ablaufen.

"Außerdem muss eine First-of-a-kind-Anlage aufgebaut werden", sagt Carlsen, also eine Produktionsanlage für den neuen Oliment, die zeigt, dass das Material im großen Maßstab hergestellt werden kann. Beide Prozesse, die Zulassung und eine industrielle Demonstrationsanlage, kosten sehr viel Geld und sind zu Beginn mit einem hohen Risiko verbunden, eventuell zu scheitern. Folglich wäre es für Frank Bellmann und seine Kollegen schwierig bis unmöglich geworden, private Investoren zu finden. "Genau für solche Projekte braucht es unsere Förderung", sagt Sprind-Manager Carlsen.

Die Nachfrage nach einem CO₂-reduzierten Ausgangsmaterial ist enorm. Olav Carlsen, Bundesagentur für Sprunginnovationen

Inzwischen ist Oliment, das Start-up, weit gekommen: In Espenhain bei Leipzig wurde ein sogenanntes Technikum errichtet, eine Anlage, die etwa eine Tonne des neuen Bindemittels pro Tag produzieren kann. Das reicht, um die nötigen Mengen Beton für alle Tests herzustellen und ein erstes Gebäude mit dem neuen Baustoff zu errichten. Der Grundstein dafür wurde Anfang Juni gelegt.

Aber natürlich ist die Entwicklung damit noch nicht abgeschlossen. Ein typisches Zementwerk schafft bei voller Auslastung zwischen 3.000 und 10.000 Tonnen pro Tag. Erhält Oliment alle nötigen Zulassungen und Qualitätssiegel, dann wird es als Nächstes darum gehen, einen Industriepartner zu finden, der die Herstellung weiter hochskaliert. Gelingt das, sind die Voraussetzungen gut, dass Oliment einen Durchbruch schafft. Denn CO₂-Emissionen werden immer teurer. Die entsprechenden Zertifikate werden weniger, und auch die Ausschreibungen bei öffentlichen Gebäuden werden immer strenger, was den CO₂-Ausstoß angeht. "Die Nachfrage nach CO₂-reduziertem Ausgangsmaterial ist enorm", sagt Carlsen.