CCS in der Zementindustrie: Holcim setzt auf unterirdische CO2-Speicherung

Die Holcim-Gruppe will künftig CO2-Emissionen aus der Zementproduktion abscheiden und unterirdisch lagern. Der Schweizer Konzern setzt damit auf Carbon Capture and Storage (CCS), eine Technologie, die in der Klimadebatte umstritten bleibt. Während Befürworter CCS als unverzichtbaren Baustein zur Dekarbonisierung energieintensiver Industrien sehen, warnen Kritiker vor einem Greenwashing-Instrument, das klimaschädliche Produktionsprozesse legitimieren soll.

Warum die Zementindustrie vor einem Dekarbonisierungsproblem steht

Die Zementherstellung gehört zu den emissionsintensivsten Industrieprozessen weltweit. Rund acht Prozent der globalen CO2-Emissionen entfallen auf die Produktion von Zement. Der Großteil dieser Emissionen – etwa zwei Drittel – entsteht dabei nicht durch den Energieeinsatz, sondern prozessbedingt bei der thermischen Zersetzung von Kalkstein zu Klinker, dem Hauptbestandteil von Zement. Diese chemische Reaktion ist physikalisch unvermeidbar und lässt sich durch Effizienzsteigerungen oder erneuerbare Energien allein nicht eliminieren.

Genau hier setzt CCS an: Die Technologie soll CO2 direkt am Entstehungsort abscheiden, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Das abgeschiedene CO2 wird anschließend komprimiert und in geologischen Formationen dauerhaft eingelagert. Für die Zementindustrie könnte CCS damit theoretisch auch jene Emissionen adressieren, die durch Prozesswärme und chemische Reaktionen entstehen – ein Potenzial, das andere Dekarbonisierungsansätze nicht bieten.

Technologische Hürden und Infrastrukturanforderungen

Die praktische Umsetzung von CCS in der Zementproduktion ist technisch anspruchsvoll. Zunächst muss das CO2 aus dem Abgasstrom separiert werden, was unterschiedliche Verfahren erfordert – von Aminwäschen über Membrantechnologien bis zu Oxyfuel-Prozessen, bei denen die Verbrennung unter Sauerstoff statt Luft erfolgt. Jede dieser Technologien ist energieintensiv und erhöht den Strombedarf der Produktion erheblich.

Nach der Abscheidung muss das CO2 komprimiert, transportiert und eingelagert werden. Dafür bedarf es einer umfangreichen Pipeline-Infrastruktur sowie geeigneter geologischer Speicherformationen. In Deutschland sind solche Speicherstätten begrenzt verfügbar und politisch umstritten. Die Akzeptanz in der Bevölkerung für unterirdische CO2-Lager ist vielerorts gering, was die Genehmigungsverfahren verzögern oder verhindern kann.

Hinzu kommt die Frage der Langzeitsicherheit: CO2 muss über Jahrhunderte sicher eingeschlossen bleiben. Leckagen könnten nicht nur klimapolitisch kontraproduktiv sein, sondern auch Risiken für Grundwasser und Ökosysteme bergen. Die Überwachung und Haftung für solche Langzeitrisiken ist regulatorisch noch nicht vollständig geklärt.

Kosteneffizienz und Wettbewerbsfähigkeit

Die Kosten für CCS-Anwendungen in der Zementindustrie sind beträchtlich. Schätzungen gehen von zusätzlichen Kosten zwischen 60 und 120 Euro pro Tonne vermiedenes CO2 aus – abhängig von der eingesetzten Technologie, der Anlagengröße und den Transportdistanzen. Bei einer durchschnittlichen CO2-Intensität von rund 600 Kilogramm pro Tonne Zement würde CCS die Produktionskosten um mindestens 36 Euro pro Tonne erhöhen, was einer Kostensteigerung von 30 bis 50 Prozent entspricht.

Diese Mehrkosten können nur über höhere Verkaufspreise refinanziert werden, was in einem wettbewerbsintensiven Markt problematisch ist. Ohne flankierende Maßnahmen wie CO2-Grenzausgleichsmechanismen oder staatliche Förderung droht Herstellern, die in CCS investieren, ein Wettbewerbsnachteil gegenüber Anbietern aus Regionen mit weniger stringenten Klimavorgaben.

Holcim ist nicht der einzige Zementhersteller, der CCS prüft. Auch Heidelberg Materials und CEMEX haben Pilotprojekte angekündigt. Der Wettlauf um klimaneutralen Zement wird zunehmend über technologische Vorreiterrollen und regulatorische Rahmenbedingungen entschieden.

Alternative Dekarbonisierungsstrategien: Klinkersubstitution und Wasserstoff

CCS ist nicht die einzige Option zur Emissionsreduktion in der Zementproduktion. Eine kosteneffizientere Alternative ist die Substitution von Klinker durch alternative Bindemittel wie Hüttensand, Flugasche oder kalzinierte Tone. Diese Materialien können bis zu 50 Prozent des Klinkers ersetzen, was die prozessbedingten CO2-Emissionen entsprechend senkt. Der Einsatz solcher Zusatzstoffe ist technisch erprobt und in Normen wie der DIN EN 197-1 geregelt.

Allerdings sind die Verfügbarkeiten alternativer Bindemittel begrenzt. Hüttensand ist ein Nebenprodukt der Stahlproduktion, deren Volumen rückläufig ist. Flugasche stammt aus Kohlekraftwerken, die im Zuge der Energiewende stillgelegt werden. Kalzinierte Tone sind eine vielversprechende Alternative, erfordern aber ebenfalls energieintensive Prozesse und sind noch nicht in industriellem Maßstab verfügbar.

Ein weiterer Ansatz ist der Einsatz von Wasserstoff oder Biomasse zur Befeuerung der Zementöfen. Dies würde die energiebedingten Emissionen eliminieren, nicht jedoch die prozessbedingten CO2-Freisetzungen aus der Kalzination. Wasserstoff ist zudem derzeit teuer und in grüner Form nur begrenzt verfügbar. Der Umstieg erfordert umfangreiche Anpassungen der Ofentechnologie.

In der Praxis wird eine Kombination mehrerer Strategien erforderlich sein: Klinkersubstitution zur Reduktion prozessbedingter Emissionen, Elektrifizierung oder Wasserstoff für die Prozesswärme und CCS für die verbleibenden, unvermeidbaren Emissionen. Kein einzelner Ansatz kann das Dekarbonisierungsproblem der Zementindustrie allein lösen.

Regulatorischer Rahmen und EU-Klimaziele

Die Europäische Union hat mit dem Green Deal und dem Fit-for-55-Paket ambitionierte Klimaziele formuliert. Bis 2030 sollen die Treibhausgasemissionen um mindestens 55 Prozent gegenüber 1990 sinken, bis 2050 Klimaneutralität erreicht werden. Die Zementindustrie steht unter zunehmendem Druck, ihren Beitrag zu diesen Zielen zu leisten.

Das EU-Emissionshandelssystem (EU ETS) erhöht sukzessive den CO2-Preis und reduziert die kostenlose Zuteilung von Emissionszertifikaten. Ab 2026 wird zudem der CO2-Grenzausgleichsmechanismus (CBAM) Importe aus Drittstaaten mit einem CO2-Aufschlag belegen, um Carbon Leakage zu verhindern. Diese Regulierungen schaffen einen wirtschaftlichen Anreiz für Investitionen in emissionsarme Technologien – aber auch ein Risiko für Unternehmen, die nicht rechtzeitig transformieren.

Gleichzeitig fördert die EU Dekarbonisierungsprojekte über Programme wie den Innovationsfonds, der auch CCS-Vorhaben unterstützt. Deutschland hat 2024 ein CCS-Gesetz verabschiedet, das die unterirdische Speicherung von CO2 unter strengen Auflagen ermöglicht. Ob diese Rahmenbedingungen ausreichen, um CCS in der Breite zu etablieren, bleibt abzuwarten.

Holcims Strategie im Kontext der Branchendynamik

Die Ankündigung von Holcim, auf CCS zu setzen, ist Teil einer umfassenderen Dekarbonisierungsstrategie. Der Konzern hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2030 die CO2-Emissionen um 30 Prozent zu senken und bis 2050 klimaneutral zu produzieren. CCS ist dabei als komplementäre Technologie zu verstehen, die Klinkersubstitution, Energieeffizienz und alternative Brennstoffe ergänzt.

Konkrete Details zur Umsetzung – wie Standorte, Zeitpläne, Investitionsvolumen oder Speicherkapazitäten – wurden in der Ankündigung nicht genannt. Dies ist typisch für frühe Projektphasen, erschwert aber eine belastbare Bewertung der Realisierbarkeit. Kritiker werfen dem Konzern vor, durch solche Ankündigungen Klimaschutzambitionen zu signalisieren, ohne sich auf verbindliche Maßnahmen festzulegen.

Branchenbeobachter verweisen darauf, dass CCS-Projekte in der Zementindustrie bisher überwiegend im Pilotstadium stecken. Eine skalierte, kommerzielle Anwendung steht noch aus. Die Frage, ob Holcim hier eine Vorreiterrolle einnehmen kann oder ob das Vorhaben an technischen, wirtschaftlichen oder politischen Hürden scheitert, wird sich in den kommenden Jahren entscheiden.

Fazit: CCS als notwendiger Baustein oder Verzögerungstaktik?

Carbon Capture and Storage kann ein wichtiger Baustein für die Dekarbonisierung der Zementindustrie sein – insbesondere für die unvermeidbaren prozessbedingten Emissionen. Die Technologie ist jedoch kein Selbstläufer. Hohe Kosten, fehlende Infrastruktur, regulatorische Unsicherheiten und gesellschaftliche Akzeptanzprobleme stellen erhebliche Hürden dar.

Gleichzeitig darf CCS nicht als Alibi dienen, um notwendige Maßnahmen zur Klinkersubstitution, Energieeffizienz und Kreislaufwirtschaft zu verzögern. Die erfolgversprechendste Strategie kombiniert mehrere Ansätze: maximale Klinkerreduktion durch alternative Bindemittel, Elektrifizierung oder Wasserstoff für die Prozesswärme und CCS für die verbleibenden Restemissionen.

Ob Holcim mit seinem CCS-Vorhaben tatsächlich einen Beitrag zur Klimaneutralität leistet oder ob es sich um eine Verzögerungstaktik handelt, wird sich an konkreten Umsetzungsschritten, Investitionszusagen und messbaren Emissionsreduktionen zeigen müssen. Die nächsten Jahre werden entscheidend sein – für den Konzern, die Branche und das Erreichen der Klimaziele.