Eine von dem Geologen Jeff Prancevic von der University of California, Santa Barbara, und Cody Finke von Brimstone Energy gemeinsam geleitete Studie schlägt vor, kalziumreiche Silikatgesteine wie Basalt anstelle von Kalkstein zur Herstellung von Portlandzement zu verwenden. Dadurch könnten die damit verbundenen CO₂-Emissionen um mehr als 80 % gesenkt werden, und der Energiebedarf läge bei weniger als 60 % dessen, was für die Verarbeitung von Kalkstein erforderlich ist. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Communications Sustainability" veröffentlicht.
Prancevic erklärte: „Der Öffentlichkeit ist kaum bewusst, dass Zement einer der Hauptverursacher des Klimawandels ist, doch die CO₂-Emissionen der Zementproduktion entsprechen denen aller Pkw weltweit." Die Zementindustrie ist für etwa 4,4 % der gesamten globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich.
Derzeit stammt das Kalzium im Portlandzement aus Kalkstein. Für die Herstellung muss der Kalkstein auf über 1500 °C erhitzt werden, um Branntkalk zu gewinnen. Pro Tonne produzierten Zements werden dabei etwa 500 Kilogramm CO₂ freigesetzt, ohne die zusätzlichen Emissionen aus dem Energieverbrauch der Produktion. Prancevic sagte: „Kalkstein besteht zur Hälfte aus Kohlendioxid, das während des Zementherstellungsprozesses in die Atmosphäre freigesetzt wird."
Das Forschungsteam bewertete anhand geologischer Karten die oberflächennah abbaubaren Mengen an Silikatgestein und stellte fest, dass die Reserven beim derzeitigen Produktionsniveau ausreichen, um die Zementproduktion für Hunderttausende von Jahren zu versorgen. Prancevic erklärte: „Nicht jeder Basalt ist leicht abbaubar, aber die Daten zeigen, dass das Kalzium im Basalt nahezu unerschöpflich ist."
Die Berechnungen der Studie zeigen, dass die minimalen CO₂-Emissionen pro Tonne Zement bei Verwendung von Erdgas als Energiequelle von 609 Kilogramm auf etwa 50 Kilogramm sinken. Selbst bei Nutzung des durchschnittlichen Netzstroms und ohne Prozessoptimierung würden die CO₂-Emissionen im Vergleich zum Standardverfahren mit Kalkstein um mehr als 25 % reduziert.
Silikatgesteine enthalten in der Regel verschiedene Wertmetalle, die bei der Zementproduktion als Nebenprodukte zurückgewonnen werden können. Das Verhältnis von Kalzium zu Eisen im Basalt ähnelt dem gesellschaftlichen Verbrauchsverhältnis von Zement zu Stahl, sodass mit demselben Gestein beide Materialien hergestellt werden könnten. Der Aluminiumgehalt von Basalt liegt etwa beim 20-Fachen des derzeitigen Verbrauchs.
Zement ist mit etwa 150 US-Dollar pro Tonne preiswert, und das Verfahren zur Herstellung von Portlandzement aus Kalkstein wurde über ein Jahrhundert lang optimiert. Prancevic wies darauf hin: „Die Bauindustrie ist von der Planung über den Bau bis zur Instandhaltung auf Portlandzement ausgerichtet. Selbst geringfügige Änderungen an der Norm werden sorgfältig abgewogen und nur langsam übernommen." Er fügte hinzu: „Diese Studie ist eigentlich ein Aufruf an andere Forscher, neue Technologien zu erproben, um die Dekarbonisierung von Zement zu beschleunigen. Denn allein durch die Gewinnung von Kalzium aus einem anderen Gestein könnte ein Klimaproblem angegangen werden, das in seiner Größenordnung dem des Automobilsektors entspricht."
Weitere Informationen: Autor: Jeff Prancevic, Titel: „Silicate calcium sources: a pathway to low-carbon Portland cement", veröffentlicht in: „Communications Sustainability" (2026).