Zement ist das meistproduzierte Industriematerial der Welt – und eines der hartnäckigsten Klimaprobleme. Global verantwortet die Zementindustrie rund sieben bis acht Prozent der CO₂-Emissionen, in Deutschland trägt sie etwa fünf Prozent der Gesamtemissionen aller im Emissionshandel erfassten Anlagen. Das besondere Dilemma: Etwa zwei Drittel dieser Emissionen entstehen nicht durch Verbrennung, sondern durch Chemie. Wenn Kalkstein im Ofen auf über 1.400 Grad erhitzt wird, gibt er zwingend CO₂ ab – das ist Kalzinierung, und sie lässt sich durch grünen Strom oder Wasserstoff allein nicht wegoptimieren.
Das ist der Grund, warum Buzzi SpA/Dyckerhoff, Heidelberg Materials, SCHWENK Zement und Vicat gemeinsam das Konsortium CI4C gegründet haben. Ihr Instrument: Pure Oxyfuel, entwickelt und gebaut von thyssenkrupp Polysius. Der Grundgedanke ist verblüffend schlicht. Ein herkömmlicher Zementofen verbrennt mit Umgebungsluft; das Abgas enthält dann 25 bis 30 Prozent CO₂ – zu verdünnt für eine wirtschaftliche Abscheidung. Pure Oxyfuel ersetzt die Luft durch reinen Sauerstoff. Das Ergebnis: nahezu reines CO₂ im Abgas, Konzentrationen von 90 bis 95 Prozent, die eine nachgeschaltete Aufreinigung durch eine CO₂-Processing-Unit von Linde Engineering drastisch vereinfachen. Die angestrebte Abscheidequote liegt bei bis zu 95 Prozent der Gesamtemissionen – einschließlich der prozessbedingten.
Der strukturelle Vorteil
Was Pure Oxyfuel von Post-Combustion-Verfahren wie der Aminwäsche unterscheidet, ist der Ansatzpunkt. Aminwäsche wird nachgeschaltet: Das Abgas wird gereinigt, nachdem es entstanden ist. Pure Oxyfuel verändert den Prozess selbst – die hohe CO₂-Konzentration entsteht im Ofen. Das senkt den Aufwand für die Aufreinigung erheblich. Frühere Studien schätzten die Mehrkosten durch Oxyfuel auf rund 40 Prozent der Klinkerproduktionskosten; neuere Analysen kommen je nach gewünschter Reinheit auf 16 bis 19 Euro pro Tonne Klinker. Zum Vergleich: Die Aminwäsche wird für etablierte Anlagen mit 40 bis 60 Euro pro Tonne CO₂ veranschlagt, Gesamtkosten für CCS inklusive Transport und Speicherung bis 2035 auf 220 bis 510 Euro pro Tonne CO₂ – eine enorme Spanne, die zeigt, wie viel noch von der Infrastruktur abhängt.
Die Demonstrationsanlage in Mergelstetten produziert 450 Tonnen Klinker täglich. Das ist industriell gedacht, aber noch keine Serienanlage – zum Vergleich: Ein großes deutsches Zementwerk kommt auf das Vier- bis Fünffache dieser Kapazität. Die Anlage dient explizit der Forschung. thyssenkrupp Calvion, die neu gegründete Tochter für Dekarbonisierungstechnologien, übernimmt Weiterentwicklung und Kommerzialisierung. Einen Zeitplan für die Marktreife hat das Unternehmen öffentlich nicht benannt.
Die offene Rechnung
Drei Hürden überlagern sich, und keine davon löst Mergelstetten allein.
Energiebedarf. Reinen Sauerstoff herzustellen kostet Strom – viel Strom. Eine Luftzerlegungsanlage braucht für industrielle Mengen mehrere Hundert Kilowattstunden pro Tonne CO₂. Das Umweltbundesamt beziffert den zusätzlichen Strombedarf für Post-Combustion-Abscheidung auf rund 270 kWh pro Tonne CO₂; Oxyfuel liegt in derselben Größenordnung. Das bedeutet: Die Klimabilanz des Verfahrens hängt entscheidend daran, woher dieser Strom kommt. Grüner Strom, der für die Sauerstoffproduktion eines einzigen Zementwerks nötig wäre, entspräche dem Jahresbedarf einer mittelgroßen Stadt. Diesen Strom bereitzustellen ist keine technologische Frage mehr, sondern eine Frage der Energieinfrastruktur.
CO₂-Infrastruktur. Abgeschiedenes CO₂ braucht einen Weg. Entweder wird es genutzt – als Rohstoff für synthetische Kraftstoffe oder in Lebensmittelqualität – oder es muss geologisch gespeichert werden (CCS). In Deutschland sind die rechtlichen Rahmenbedingungen für die unterirdische CO₂-Speicherung nach wie vor restriktiv. Das Kohlendioxid-Speicherungsgesetz erlaubt Demonstrationsprojekte, schließt aber kommerzielle Speicherung faktisch aus. Ohne Speicher kein vollständiger Kreislauf. Norwegen und die Niederlande bauen CO₂-Pipelines und Offshore-Speicher auf – Deutschland hat dafür noch keine belastbare Infrastrukturstrategie. Der VDZ, der Verband Deutscher Zementwerke, fordert diesen Rahmen seit Jahren; geliefert hat ihn Berlin bislang nicht.
Zertifikatepreis und Wettbewerb. Die Zementindustrie erhält im europäischen Emissionshandel (EU ETS) derzeit noch kostenlose Zertifikate; diese Zuteilung läuft schrittweise aus. Bis 2034 müssen voraussichtlich 100 Prozent der Emissionen mit Zertifikaten gedeckt werden. Eine Schweizer Analyse schätzt die daraus resultierenden Belastungen für Zementhersteller als erheblich – genaue Zahlen für deutsche Werke liegen öffentlich nicht vor. Der Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM) der EU soll Importe aus Ländern ohne vergleichbare CO₂-Bepreisung belasten. Für die Bauwirtschaft bedeutet das: Entweder steigen die Zementpreise, weil Hersteller CO₂-Kosten weitergeben, oder sie steigen, weil CCS-Anlagen finanziert werden müssen. Beides landet am Ende im Betonpreis.
Das fehlende Glied
Das Konsortium hat 120 Millionen Euro privat aufgebracht – ohne öffentliche Förderung. Das verdient Respekt, erklärt aber auch die Skepsis mancher Beobachter: Wenn vier der größten Zementhersteller Europas die Technologie ausschließlich selbst finanzieren, signalisieren sie damit auch, dass staatliche Unterstützung nicht verlässlich zu erwarten war.
Der stärkste Einwand gegen Pure Oxyfuel als Klimastrategie lautet, dass CCS generell eine Scheinlösung sei – ein technisches Pflaster, das den Strukturwandel verlangsamt statt beschleunigt. Dieser Einwand hat Gewicht, trifft aber am Zement vorbei. Wer Kalkstein brennt, emittiert CO₂ – das ist Thermodynamik, keine unternehmerische Entscheidung. Für diesen unvermeidlichen Anteil der Emissionen gibt es keine Alternative zur Abscheidung, solange keine andere Klinkerchemie existiert. Alternativen wie LC3-Zemente (mit kalziniertem Ton) oder belitreiche Mischungen reduzieren den Klinkeranteil, ersetzen ihn aber nicht vollständig.
Was in drei Jahren entscheidbar sein wird
Die Anlage in Mergelstetten arbeitet seit zehn Tagen. Belastbare Betriebsdaten für Energieverbrauch, Abscheideraten unter Realbedingungen und Anlagenstabilität liegen noch nicht vor. Frühestens 2028 dürfte thyssenkrupp Calvion Zahlen präsentieren können, die eine fundierte Wirtschaftlichkeitsrechnung für Vollmaßstabsanlagen erlauben.
Entscheidbar wird dann sein: Liegt der Abscheidpreis unter dem ETS-Zertifikatepreis? Ist eine CO₂-Pipeline zum Nordseeraum finanzierbar? Und: Gibt es eine Bundesregierung, die CCS-Infrastruktur nicht als politisches Risiko, sondern als Industriepolitik begreift? Treffen diese drei Bedingungen nicht zusammen, bleibt Mergelstetten ein teures Experiment – belehrend, aber folgenlos.