Betonschutt gegen CO₂: Forscher testen ungewöhnliche Idee im Meer
Kann Betonschutt helfen, CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen? Auf Gran Canaria testen Forschende aus Kiel die ungewöhnliche Idee erstmals im Meer.
Handarbeit gegen Biofouling: Taucherin Isabell Hentschel reinigt die Mesokosmen unter Wasser, damit der natürliche Lichteinfall erhalten bleibt.
Foto: Micha Sswat, GEOMAR
Beton gilt wegen der CO₂-intensiven Zementherstellung als Klimaproblem. Ausgerechnet Betonabbruch könnte nun aber dabei helfen, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen. Auf Gran Canaria testen Forschende, ob fein gemahlener Altbeton die Fähigkeit des Meerwassers erhöht, CO₂ aufzunehmen.
Dafür hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel am 8. September 2026 ein siebenwöchiges Experiment gestartet. Im Hafen von Taliarte an der Ostküste Gran Canarias schwimmen zwölf sogenannte Mesokosmen. Diese großen Versuchsschläuche enthalten natürliches Meerwasser samt Plankton und Mikroorganismen, sind aber weitgehend vom umgebenden Meer getrennt. So können die Forschenden beobachten, was die Zugabe von Betonabbruch mit der Wasserchemie und dem Ökosystem macht.
Warum ausgerechnet alter Beton?
Hinter dem Versuch steckt ein Verfahren namens Ocean Alkalinity Enhancement, kurz OAE. Die Idee: Wird die Alkalinität des Meerwassers erhöht, verändert sich dessen Carbonatsystem. Gelöstes Kohlendioxid wird verstärkt in Hydrogencarbonat und Carbonat überführt.
Dadurch kann der CO₂-Partialdruck des Wassers sinken. Es entsteht ein Gefälle zur Atmosphäre, sodass weiteres Kohlendioxid aus der Luft ins Meer gelangen kann. Das CO₂ bleibt dabei nicht einfach am Beton hängen, sondern wird chemisch in gelöste Kohlenstoffverbindungen überführt.
Gleichzeitig steigt durch die Zugabe alkalischer Stoffe die Pufferkapazität des Wassers. Der pH-Wert wird dabei zunächst eher angehoben. Ozeanalkalinisierung könnte deshalb grundsätzlich auch der Versauerung der Meere entgegenwirken.
Genutzt werden sollen dafür die alkalischen Bestandteile des erhärteten Zementsteins im Beton. Wird Betonabbruch fein zermahlen, können Bestandteile daraus mit dem Meerwasser reagieren und dessen Alkalinität erhöhen.
Betonabbruch trifft auf Natronlauge
Ob das unter realistischen Bedingungen funktioniert, soll der Versuch auf Gran Canaria zeigen. Die zwölf Mesokosmen werden unterschiedlich behandelt. Einige erhalten gemahlenen Betonabbruch in verschiedenen Mengen. In andere geben die Forschenden Natriumhydroxid (NaOH). Weitere bleiben unbehandelt und dienen als Kontrollgruppe.
Natriumhydroxid ist für den Vergleich wichtig, weil sich damit die Alkalinität sehr gezielt verändern lässt. Betonabbruch ist dagegen ein komplexes Material. Seine Zusammensetzung hängt unter anderem vom verwendeten Zement, den Gesteinskörnungen, dem Alter und der bisherigen Beanspruchung des Betons ab.
Frühere Untersuchungen zeigen, dass die Wahl der Alkalinitätsquelle durchaus eine Rolle spielen kann. In Experimenten mit natürlichem Plankton im äquatorialen Pazifik reagierten die Organismen je nach zugesetztem Material unterschiedlich. Natriumhydroxid hatte dort nur geringe Auswirkungen auf das Phytoplankton, während etwa Olivin deutlichere Veränderungen hervorrief.
Was passiert mit Plankton und Mikroorganismen?
Während der sieben Wochen messen die Forschenden unter anderem pH-Wert, Alkalinität und Veränderungen im Kohlendioxidsystem. Außerdem untersuchen sie, wie viel CO₂ aufgenommen wird.
Mindestens genauso wichtig ist der Blick auf das Leben im Wasser. Das Team beobachtet die Zusammensetzung und Produktivität des Phytoplanktons, Reaktionen des Zooplanktons sowie mikrobielle Prozesse und mögliche Veränderungen im Nahrungsnetz.
Ein möglicher Effekt des Betonmehls liegt auf der Hand: Die festen Partikel können das Wasser trüben. Denkbar sind außerdem direkte Auswirkungen auf sehr kleine Organismen. Hinzu kommt, dass realer Betonabbruch im Gegensatz zu einer reinen Chemikalie kein exakt definierter Stoff ist.
Der Versuch soll deshalb herausfinden, bei welchen Dosierungen sich die Wasserchemie wie gewünscht verändert – und ab wann unerwünschte biologische Effekte sichtbar werden.
„Verstehen, bevor skaliert wird“, beschreibt Kai Schulz von der australischen Southern Cross University das Ziel des Experiments.
Dass Eingriffe in die Chemie des Meeres unerwartete Rückwirkungen haben können, ist aus anderen Untersuchungen bekannt. Ein bereits auf ingenieur.de vorgestellter Vergleich verschiedener Verfahren zeigt beispielsweise, dass bei marinen Methoden zur CO₂-Entnahme auch Auswirkungen auf den Sauerstoffhaushalt berücksichtigt werden müssen.
Weltweit fallen Milliarden Tonnen Betonabbruch an
Warum die Forschenden gerade Betonabbruch untersuchen, hat auch mit der verfügbaren Menge zu tun. Nach Angaben des GEOMAR fallen weltweit schätzungsweise rund 5 Mrd. t Betonabbruch pro Jahr an. Bislang wird davon nur ein Teil weiterverwendet.
Die Idee ist allerdings nicht mit Verfahren zu verwechseln, bei denen CO₂ direkt in mineralischem Bauschutt gebunden wird. Bei solchen Ansätzen reagiert das Kohlendioxid durch Karbonatisierung mit Bestandteilen des Materials. Wie eine solche CO₂-Speicherung in Recyclingbaustoffen funktionieren kann, zeigt ein anderes Projekt, über das ingenieur.de bereits berichtet hat. CO₂ lässt sich auch direkt in Bauschutt speichern.
Beim Versuch auf Gran Canaria erfüllt der Beton eine andere Aufgabe: Er soll Stoffe liefern, die die Alkalinität des Meerwassers erhöhen. Die eigentliche CO₂-Aufnahme erfolgt anschließend über das Meer.
Quellen
- GEOMAR: Bauschutt für Klimaschutz im Meer?
- Ocean Alk-Align: Forschungsprojekt zur Ozeanalkalinisierung
- Communications Earth & Environment: Effects of ocean alkalinity enhancement on plankton in the Equatorial Pacific
- Nature Geoscience: Global carbonate chemistry gradients reveal a negative feedback on ocean alkalinity enhancement
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