Sind kompakte modulare Zementanlagen die Lösung für CO2-Emissionen

Für jede 1.000 Kilogramm Zement, die weltweit produziert werden, werden 600 Kilogramm Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt. Im Jahr 2023 produzierte die Welt etwa 4,2 Milliarden Tonnen Zement, was etwa 8 % der weltweiten CO2-Emissionen ausmacht.

Über dieses Problem dachte der junge Wissenschaftler Gurinder Nagra bereits nach, als er noch Student an der Stanford-Universität war. Laut ihm ist die Umweltverschmutzung nur eines der Probleme, da die Zementindustrie weitreichende Auswirkungen hat, die über den Klimawandel hinausgehen.

Nagra erklärt, dass Unternehmen, die die Zementversorgung kontrollieren, praktisch die Welt regieren. Zwar nicht so wie die Ölindustrie, aber dennoch mit erheblicher Macht. Der Bau einer neuen Zementfabrik kostet eine Milliarde Dollar. Wenn ein Unternehmen beschließt, eine Fabrik in einem Entwicklungsland zu errichten, hat es Kontrolle über die Zukunft und die Entwicklung dieser Wirtschaft.

Nach seinem Abschluss im Jahr 2020 gründete Nagra das Unternehmen Furno. Das Ziel war einfach, aber ehrgeizig: die Zementindustrie zu revolutionieren.

Höhere Kosten in Entwicklungsländern

Viele Entwicklungsländer sind nicht in der Lage, den Bau einer neuen Fabrik zu finanzieren oder ein Unternehmen dafür zu gewinnen. Daher müssen sie Zement importieren und dafür oft einen hohen Preis zahlen. In vielen weniger entwickelten Ländern liegen die Kosten für Zement daher drei- bis viermal höher als der Marktpreis.

Geringere Kosten – weniger Marktkonzentration

Furno fand die Lösung in der Entwicklung von Zementöfen, die kleiner, effizienter und flexibler sind als die großen Öfen, die heute in der Industrie bevorzugt werden. Jede Einheit kann weniger produzieren als die heutigen Industriestandards, verspricht aber, kostengünstiger im Bau und energieeffizienter im Betrieb zu sein.

Diese kleinen Öfen widersprechen dem aktuellen Trend in der Zementindustrie, die immer größere Anlagen bevorzugt. Große Drehöfen können zwar die Betriebskosten senken, sind aber in der Errichtung extrem teuer. Mit dem Bau kleinerer Öfen lassen sich die Investitionskosten senken und die Betriebskosten durch Energieeffizienz reduzieren.

Wo liegt die Rechnung?

Portlandzement, der am häufigsten verwendete Zementtyp, wird durch Erhitzen von kalziumhaltigen Mineralien, meist Kalkstein, hergestellt. Diese Mineralien werden in einem Ofen auf über 600 Grad Celsius erhitzt, fast immer mit fossilen Brennstoffen.

Moderne Zementfabriken haben viele Schritte, aber dieser ist der wichtigste. Die Rohstoffe gelangen an einem Ende des Ofens hinein, der horizontal liegt, und werden durch intensive Hitze geschoben, bis sie am anderen Ende als Klinker herauskommen.

Günstiger und 70 % effizienter

Der modulare Furno-Ofen hingegen ist deutlich effizienter und reduziert die Emissionen aus fossilen Brennstoffen um 70 % oder mehr. Dies wird erreicht, indem der Ofen vertikal gestaltet, mit auf die richtigen Größen gemahlenen Zutaten gefüllt und dann mit verbranntem Gas (Erdgas, Biogas oder Wasserstoff) betrieben wird.

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Durch Variation der Menge an Gas und Sauerstoff, die durch die heiße Säule strömen, kann der Furno-Ofen steuern, wo sich die Flamme im Ofen bildet, und sicherstellen, dass mehr Wärme den Kalzinierungsprozess antreibt, anstatt aus dem Ofen zu entweichen. Weniger Brennstoff bedeutet weniger Verschmutzung, und das Auffangen von CO2 kann die Emissionen weiter reduzieren. Die Rohstoffe gelangen kontinuierlich an die Spitze des Ofens, während der Klinker am Boden austritt.

Darüber hinaus bietet der Ofen durch die präzisere Steuerung der Flamme die Möglichkeit, recycelten Zement aus altem Beton zu verwenden, so Nagra. Da recycelter Zement bereits kalziniert ist, würde der Ofen weniger Brennstoff benötigen. Und da Furno-Öfen kleiner sind, könnte Zement direkt auf der Baustelle produziert werden.

Furno hat bereits das Interesse von Betonherstellern geweckt, die derzeit Zement von großen Unternehmen kaufen müssen. Modulare Öfen bieten ihnen die Möglichkeit, mehr Kontrolle über ihre Kosten zu erlangen.

Foto: Freepik, Furno