Holcim Zement – CO2-Abscheidung wird serientauglich
Der Klimawandel macht sich immer drängender bemerkbar, auch die Bauindustrie muss den CO2-Ausstoß verringern oder vermeiden. Bei konventioneller Zementherstellung entstehen jedoch enorme Mengen des klimaschädlichen Gases. Jetzt könnte eine neue CO2-Abscheidetechnololgie zum Game-Changer werden.
Die aktuellsten Wirtschafts- und Klimadaten beziffern die Emissionen in Deutschland auf knapp 14,4 Millionen Tonnen CO2, was etwa 10 Prozent aller deutschen Industrieemissionen und rund 2 Prozent des gesamten deutschen CO2-Ausstoßes ausmacht.
Da freut man sich über positive Nachrichten. Aktuell vermeldet die Holcim Deutschland GmbH Mitte August (2026) in ihrem Zementwerk in Höver (bei Hannover) eine Anlage zur Abscheidung von Kohlenstoffdioxid in Betrieb genommen zu haben. Durch ein rein physikalisches Membrantrennverfahren können in dem Zementwerk bald bis zu 10000 Tonnen CO2 im Jahr aus den Abgasen abgeschieden werden. Holcim ist Deutschlands zweitgrößter Zementhersteller nach Heidelberg Materials.
Startschuss in die Zukunft
Stephan Hinrichs, Geschäftsführer von Holcim Deutschland, sagte, dass Höver eine der ersten Industrieanlagen in Deutschland sei, bei der im großen Maßstab CO2 abgeschieden werde. Am symbolischen Startschschuss nahm u.a. auch Niedersachsens Ministerpräsident Olaf Lies teil. Lies freute sich über das Projekt, das in den aktuell schwierigen Zeiten „Zuversicht in die Gesellschaft bringt“. Es sei zudem ein gutes Beispiel dafür, wie wissenschaftliche Erkenntnisse in die Praxis zur Umsetzung gelangen können.
So funktioniert die CO2- Abscheidung
In Gegensatz zu alten Verfahren erfordert die neue Technologie keinen kompletten Umbau des Werks. Die Membrantechnik wird am Ende des Prozesses (End-of-Pipe) nachgeschaltet. Genutzt wird eine innovative membranbasierte Filterung, die vom Helmholtz-Zentrum Hereon entwickelt und von der Firma Cool Planet Technologies (CPT) umgesetzt wurde. Die Kunststoffmembranen trennen das CO? rein physikalisch aus dem Rauchgas. Und das funktioniert so:
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Das Rauchgas aus dem Zementofen wird durch Module geleitet, die mit einer hauchdünnen, semipermeablen (halbdurchlässigen) Polymermembran ausgestattet sind. Die chemische Struktur dieser Membran ist so optimiert, dass sie CO?-Moleküle deutlich schneller und leichter durchlässt als andere Bestandteile des Abgases (wie Stickstoff oder Sauerstoff).
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Trennung ohne Hitzezufuhr: Der Prozess benötigt keine massiven thermischen Energiemengen zum Aufheizen. Die Trennung wird primär durch einen Druckunterschied (Partialdruckgefälle) zwischen den beiden Seiten der Membran angetrieben. Das CO? wandert durch die Membran und wird auf der anderen Seite hochrein abgepumpt.
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Dauerbetrieb (Endless-Loop): Weil sich an der Membran im Idealfall nichts dauerhaft festsetzt, entfällt der klassische Desorptionsschritt. Die Membran filtert das CO? im laufenden Betrieb kontinuierlich heraus, während der Rest des gereinigten Abgases weitergeleitet wird. Dafür werden keine zusätzlichen Chemikalien oder extreme Wärme benötigt. Der Strombedarf ließe sich über erneuerbare Energien abdecken.
Vorteil für Bestandsgebäude: Da die Filteranlage einfach hinter die Produktion geschaltet wird, lässt sie sich auch an anderen, älteren Industriestandorten problemlos nachrüsten.
Eignung für weitere Industrien: Der Prozess eignet sich nicht nur für Zementherstellung, sondern beispielsweise auch für Stahlproduktion, Müllverbrennungs- und Biogaranlagen sowie die (petro-) chemische Industrie. Bei letzterer ließe sich das gewonnene CO2 im Idealfall sofort wieder als Rohstoff für Kunststoffe oder Basischemikalien nutzen.
Schnelle Montage durch modulare Bauweise
Weil die Technologie als eigenständiges System neben dem Werk steht, können die Komponenten vom Hersteller Cool Planet Technologies in standardisierten Containern und Modulen vorgefertigt und per Lkw angeliefert werden. Der laufende Betrieb im Zementwerk wird durch den Aufbau kaum gestört. Das Abgas wird am Ende einfach durch die Filtermembrane geleitet, bevor es das Werk verlässt. Mit anderen Worten: nachgeschalteter Umweltschutz. Die Technologie ist skalierbar und damit auch für Großproduktionen tauglich.
Mehrkosten und Lizenzgebühren
Die genauen Lizenzgebühren und Kostenmodelle für das in Höver eingesetzte Verfahren werden von den beteiligten Parteien – dem Helmholtz-Zentrum Hereon (welches die PolyActive™-Membran über 15 Jahre lang entwickelt hat) und der britischen Firma Cool Planet Technologies (CPT) (welche die weltweiten Exklusivrechte zur Kommerzialisierung hält) – offenbar strikt geheim gehalten. In der Industrie sind solche Zahlen Vertrauenssache und hängen stark von der Anlagengröße ab. In der Praxis dürften jedoch keine reinen Linzenzzahlungen anfallen. CPT lizenziert nicht nur das Papier, sondern vertreibt die patentierten Membranmodule der neuesten Generation. Der Kunde bezahlt die physische Anlage und die Integration in das Werk. Der Lizenzpreis ist in den Anschaffungskosten der Module eingepreist.
Wie teuer macht die CO2-Abscheidung den Zement
Die Einführung von CO?-Abscheidungsverfahren (Carbon Capture) führt in der Zementindustrie zu erheblichen Mehrkosten, die den Preis für den reinen Zement um schätzungsweise 30 % bis über 50 % verteuern können. Der Bau solcher Industrieanlagen im großen Maßstab verschlingt dreistellige Millionenbeträge. Zwar wird die Pilotanlage in Höver stark staatlich und durch EU-Mittel gefördert, bei einer flächendeckenden Umstellung müssen diese Investitionen jedoch auf den Produktpreis umgelegt werden. In die Kosten geht auch der höhere Stromverbrauch ein. Das in Höver genutzte Membrantrennverfahren gilt im Vergleich zur chemischen Aminwäsche zwar als extrem energieeffizient (weil keine massive Hitze zum Freibrennen nötig ist), dennjoch braucht es Strom. Gewaltige Ventilatoren und Pumpen müssen betrieben betrieben werden, um den nötigen Druckunterschied an den Membranen zu erzeugen. Und schließlich muss das reine CO?-Gas im Großmaßstab verdichtet, verflüssigt und abtransportiert werden.
CCU – so wird das gewonnene CO2 genutzt
Hauptabnehmer für CO2 dürfte die Chemieindustrie sein. Kohlenstoff benötigt man für unzählige Produkte – vom Plastikeimer bis zu hochentwickelten Kunststoffen, Farben und Dämmstoffen. Bislang nutzt die Chemie dafür Erdöl. Das reine, verflüssigte CO2 aus Höver soll dieses fossile Erdöl als Kohlenstoffquelle ersetzen. Diese Nutzung wird „Carbon Capture and Utilization“ (CCU) gennannt. Ein Recycling-Ansatz, der CO? im Kreislauf hält und Erdöl als Rohstoff ersetzt. Im Gegensatz zu CCS (Carbon Capture and Storage) – hier dwird as gewonnene CO2 nur gespeichert, genauer gesagt in Gestein verpresst, meist am Meeresboden. Ein Weg, den Heidelberg Materials geht, der aber bei Umweltschützern umstritten ist.
Einbindung in Baustoffe (Circular Economy)
Holcim kooperiert zudem mit Partnern wie dem Start-up neustart. In diesem Fall stammt das CO2 aus aus nahegelegenen Biogasanlagen und entsteht bei der Biomethan-Produktion. Das gewonnene CO2 wird dann in Abbruchbeton oder Restwasser aus Betonwerken geleitet. Dort reagiert das Gas chemisch mit den Mineralien und wird dauerhaft zu Kalkstein mineralisiert. Der so „mit CO2 beladene“ Recyclingbeton wird im Straßen- oder Hochbau wiederverwendet – das CO2 ist damit für Jahrtausende sicher und ungiftig weggesperrt.
Macht CO2-Abscheidung den Hausbau teurer?
Zement wird selten pur gekauft, sondern zu Beton weiterverarbeitet. Zement macht etwa 10–15 % einer Betonmischung aus.
Wenn sich der Zementpreis durch die Abscheidung um 50 % erhöht, verteuert sich der fertige Transportbeton auf der Baustelle nur um etwa 10 % bis 15 %. Bezogen auf die Gesamtkosten eines Hausbaus (bei dem der Beton nur einen kleinen Teil der Kosten für Grundstück, Ausbau, Elektrik und Dämmung ausmacht) liegt die Preissteigerung für den Endverbraucher am Ende meist im niedrigen einstelligen Prozentbereich (ca. 1–2 %). Holcim hat beispielsweise für erste CO?-reduzierte Betonsorten transparente Aufschlagsmodelle eingeführt, die sich direkt an den eingesparten CO?-Zertifikatspreisen orientieren. Eine eigene Webseite informiert darüber.
Großes Interesse der Branchenverbände
Das Interesse an diesem Membranverfahren ist riesengroß. Vertreter der Zementindustrie wie beispielsweise die Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie (VÖZ) betonen vehement, dass Klimaneutralität ohne CO2-Abscheidung ein Wunschtraum bleibt. Das Membrantrennverfahren von Cool Planet Technologies und dem Helmholtz-Zentrum Hereon gilt in der Branche aus zwei Gründen als echter Hoffnungsträger:
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Nachrüstbarkeit schlägt Neubau: Die Branche steht unter massivem Zeitdruck. Die Tatsache, dass bestehende, milliardenteure Werke nicht abgerissen, sondern [einfach per Container-Modul nachgerüstet werden können](1.1.8, 1.2.8), weckt globales Interesse. [1]
- Kostengünstig: Das Verfahren benötigt im Vergleich zu thermischen Waschverfahren deutlich weniger Energie, da keine Flüssigkeiten energieintensiv aufgekocht werden müssen. Da die CO2-Zertifikatepreise steigen, sucht die Industrie händeringend nach der betriebswirtschaftlich günstigsten Methode.
Aufgrund des breiten Interesses bereitet der Hersteller bereits neue Produktionsstätten für eine automatisierte Massenfertigung der Membranen vor. Das Ziel ist es, von der 10.000-Tonnen-Anlage in Höver schnell auf den „Megatonnen-Maßstab“ (Millionen Tonnen CO2 pro Jahr) für internationale Großkunden aufzusteigen.
Fazit:
Für die Zementindustrie ist Höver der „Proof of Concept“. Funktioniert die Anlage im Dauerbetrieb stabil, dürfte das Membranverfahren sehr schnell zu einem gefragten Standardprodukt für die Nachrüstung älterer Zementwerke weltweit werden. Aber, wie gesagt auch für andere Industrien. Insofern darf dieses Membrantrennverfahren hier mal zutreffend als Game-Changer bezeichnet werden. Heinz-Jürgen Kruppa
