Dekarbonisierung der Zementwerke

Heidelberg Materials ist Vorreiter bei der Dekarbonisierung der Baustoffindustrie und leistet Pionierarbeit bei der CO₂-Abscheidung und -Speicherung im industriellen Maßstab. Die Technologie zur CO₂-Abscheidung (Carbon Capture) hat das Potenzial, die Zementproduktion grundlegend zu verändern und damit einen vollkommen neuen Maßstab der CO₂-Reduktion zu erreichen.

Im Rahmen des GeZero-Projekts will Heidelberg Materials in Geseke das erste Zementwerk Deutschlands in Binnenlage entsprechend umbauen, eine großtechnische CO₂-Abscheidung umsetzen und eine Lösung für Transport und Speicherung realisieren. Das Vorhaben setzt auf die hochmoderne Oxyfuel-Technologie und zielt darauf ab, 700.000 Tonnen CO₂ pro Jahr abzuscheiden, um sie sicher und dauerhaft zu speichern. Mit dem Bau der Anlage soll 2026 begonnen werden, die Inbetriebnahme ist für 2029 geplant. Die Gesamtinvestition beträgt mehr als eine halbe Milliarde Euro und wird mit rund 191 Millionen Euro aus dem EU-Innovationsfonds gefördert.

Projektsteckbrief auf der Website des EU-Innovationsfonds

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Was umfasst GeZero?

Der innovative Ansatz von GeZero für eine komplette CCS-Wertschöpfungskette wird eine Lösung für die Dekarbonisierung von Zementstandorten im Landesinneren bieten, die sich – was oft der Fall ist – nicht in unmittelbarer Nähe zur Küste oder zu einer Wasserstraße befinden.

In Geseke wird ein neuer Zementofen gebaut, ein Oxyfuel-Ofen der zweiten Generation. Statt Luft kommt Sauerstoff in den Verbrennungsprozessen zum Einsatz. Das ermöglicht eine höhere CO₂-Konzentration im Abgas, wodurch eine effizientere CO₂-Abscheidung ermöglicht wird. Der benötigte Sauerstoff wird in einer eigenen Luftzerlegungsanlage hergestellt. Das abgeschiedene CO₂ wird anschließend in einer neu errichteten CO₂-Reinigungs- und Verflüssigungsanlage für den Transport und die spätere Speicherung aufbereitet.

GeZero umfasst auch Zwischenspeicher sowie Anlagen für eine Bahnverladung. Die Transportlösung per Bahn dient der zeitlichen Überbrückung, bis eine CO₂-Pipeline-Infrastruktur zur Verfügung steht. Der Strombedarf für die Prozesse der neuen Anlagen soll ausschließlich durch erneuerbare Energien gedeckt werden. Auch eine neue Photovoltaikanlage auf dem Werksgelände trägt dazu bei. Um weitere regionale Synergien zu schaffen, wird GeZero auch als Hub für lokale, kleinere CO₂-Emittenten fungieren und ihnen Zugang zur Infrastruktur für die Zwischenspeicherung und Bahnverladung bieten.

Für die dauerhafte Speicherung wird das CO₂ zum CO₂-Hub von Wintershall Dea in Wilhelmshaven transportiert. Von dort aus geht es per Schiff/Pipeline weiter zu Offshore-Speicherstätten in der Nordsee, wo das CO₂ dauerhaft und sicher gespeichert wird.

GeZero: Auf dem Weg zum ersten vollständig dekarbonisierten Zementwerk Deutschlands

Zementwerk in Geseke

Geseke wird eines der ersten europäischen Zementwerke sein, das Net-Zero-Zement und -Klinker auf CCS-Basis (Carbon Capture and Storage) herstellen kann. Rund 700.000 t CO₂ pro Jahr können mit der Umsetzung von GeZero abgeschieden werden. Das entspricht rund 3,5 % der Emissionen der deutschen Zementindustrie oder dem durchschnittlichen jährlichen CO₂-Fußabdruck von knapp 66.700 Menschen in Deutschland (berechnet auf Datenbasis Umweltbundesamt CO₂-Rechner, 2023).

Das erste Projekt seiner Art wird eine vollständige CCS-Wertschöpfungskette für einen Standort im Landesinneren aufbauen und soll ab 2029 jährlich 700.000 t CO₂ abscheiden

3D-Visualisierung Projekt GeZero im Zementwerk Geseke

GeZero

Meilenstein für Klimaschutz – warum ist GeZero so wichtig?

Klimaschutz verpflichtet: Das Pariser Klimaabkommen vom Dezember 2015 legt das Ziel fest, die globale Erwärmung gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter auf unter 2° C, möglichst auf 1,5° C zu begrenzen. Dies ist Anspruch und Verantwortung zugleich – für Deutschland und für Heidelberg Materials als globales Unternehmen. Um die Ziele zu erreichen, müssen wir jetzt und schnell handeln. Im Bundes-Klimaschutzgesetz sind sie konkretisiert: Deutschland will 2045 netto-treibhausgasneutral sein. Die Industrie, besonders die energie- und CO₂-intensive Grundstoffindustrie, will und muss einen signifikanten Beitrag zur Transformation leisten. Wir als Heidelberg Materials reduzieren unseren CO₂-Fußabdruck in Einklang mit der 1,5 °C-Roadmap der Science-Based Targets initiative (SBTi).

Zu den Klimaschutzzielen von Heidelberg Materials
CCUS-Technologien sind ein unverzichtbarer Baustein für den Klimaschutz: Nach dem Prinzip „Vermeidung vor Abscheidung“ arbeitet Heidelberg Materials an der kontinuierlichen Reduktion seiner CO₂-Emissionen. Wir maximieren den Einsatz alternativer Brennstoffe und besonders des Biomasseanteils, senken den Anteil an CO₂-intensivem Klinker im Zement durch alternative Bestandteile, optimieren den Produktmix und verbessern die Effizienz der Werke. Doch nur rund ein Drittel der Emissionen aus der Zementproduktion lässt sich dadurch mindern. Zwei Drittel kommen prozessbedingt aus dem Rohstoff (Entsäuerung des Kalksteins) und sind technisch unvermeidbar. Die einzige Lösung für diese unvermeidbaren Emissionen, die auch in einigen anderen Branchen entstehen, bietet die Abscheidung des CO₂ zur anschließenden Nutzung oder Speicherung (Carbon Capture, Utilisation and Storage, CCUS). Es besteht ein breiter wissenschaftlicher Konsens, dass CCUS-Technologien für nicht oder nur schwer vermeidbare Emissionen unbedingt erforderlich sind. Sie ergänzen den Ausbau erneuerbarer Energien, der Kreislauf- und Wasserstoffwirtschaft, die Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz sowie die Potenziale natürlicher CO₂-Senken.
Weichen für CCUS in der EU und Deutschland: Deutschland und die Europäische Union sind gerade dabei, die politischen und gesetzlichen Weichen für CCUS zu stellen. Grundlage dafür werden sowohl auf europäischer Ebene als auch in Deutschland Carbon-Management-Strategien sein. In den kommenden Jahren werden wichtige Entscheidungen getroffen – zum Beispiel über eine CO₂-Infrastruktur, in die alle Akteure der Wertschöpfungskette (Abscheidung, Transport, Nutzung und Speicherung) eingebunden sind. Viele Partner müssen zum Gelingen beitragen. GeZero und andere erste industrielle Projekte und Partnerschaften nehmen die Herausforderung an, als Pioniere zu starten und in die praktische Umsetzung zu gehen. Entscheidend ist, dass die deutsche Politik den Rechtsrahmen schafft und so für Machbarkeit und Investitionssicherheit sorgt.

Im Dialog

Industrietransformation und der Übergang in die Klimaneutralität bedeuten weit mehr, als Anlagen zu bauen und technische Probleme zu lösen. Die ganze Gesellschaft muss gemeinsam die Veränderungen verstehen, mittragen und gestalten. Dazu leisten wir als Unternehmen und Teil der Gesellschaft einen Beitrag. Um GeZero erfolgreich umzusetzen, begleiten wir das Projekt mit zahlreichen Kommunikationsmaßnahmen und Beteiligungsformaten und pflegen den Austausch mit vielen Zielgruppen. Dazu gehören die Bevölkerung am Standort und in der Region, die Politik, Verwaltung und Behörden, NGOs und Verbände, unsere Kundinnen und Kunden, Beschäftigte, Wissenschaft, Medien und allgemeine Öffentlichkeit. Als einer der wichtigen Akteure in CCUS-Wertschöpfungsketten setzen wir uns dafür ein, dass der rechtliche Rahmen in Deutschland schnell geschaffen wird und die erforderlichen Infrastrukturen entstehen können.

FAQ und weitere Informationen

Was ist das Ziel der CO₂-Abscheidung und -Speicherung?

Das Konzept der CO₂-Abscheidung und -Speicherung (engl. Carbon Capture and Storage – CCS) sieht vor, die durch die Verwendung von fossilen Brennstoffen bei der Stromerzeugung und bei industriellen Prozessen entstehenden CO₂-Emissionen abzuscheiden. Dadurch wird verhindert, dass das Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangt. Stattdessen wird es dauerhaft in geeigneten unterirdischen geologischen Formationen gespeichert.

Wie funktioniert die CO₂-Abscheidetechnologie?

Bei der CO₂-Abscheidung handelt es sich um den Prozess zum Entfernen von CO₂ aus großen Emissionsquellen. Ziel der CO₂-Abscheidung ist es, die Freisetzung von CO₂-Emissionen in die Atmosphäre zu verhindern und das abgeschiedene CO₂ entweder weiterzuverarbeiten oder sicher zu speichern. CO₂-Abscheidung und -Speicherung (engl. Carbon capture and storage – CCS) bezeichnet den Prozess der Abscheidung, des Transports und der Speicherung von CO₂ in geeigneten geologischen Formationen.
Heidelberg Materials hat weltweit bereits etwa ein Dutzend CCUS-Projekte gestartet. Einige Zementwerke werden dadurch bereits vor 2030 ganz dekarbonisiert sein – wie z. B. die Werke in Edmonton/Kanada, Padeswood/Großbritannien, Geseke/Deutschland, Mitchell/USA usw.

Warum sind Net-Zero-Zementprodukte nur mit CCS möglich?

Die Herstellung von Zement, dem „Klebstoff“ im Beton, ist sehr CO₂-intensiv. Zwei Drittel der direkten CO₂-Emissionen entstehen bei der Kalzinierung von Kalkstein in Zementklinker während des Brennvorgangs im Zementofen. Da wir die chemischen Eigenschaften des Ausgangsprodukts Kalkstein nicht ändern können, sind diese Emissionen unvermeidbar. Deshalb ist die Zementindustrie einer der größten Emittenten von Kohlendioxid. CCS ist heute einer der wichtigsten Ansätze und einer der größten Hebel, um die unvermeidbaren CO₂-Emissionen, die bei der Zementproduktion entstehen, aus der Atmosphäre fernzuhalten.
CO₂-Abscheidung, -Nutzung oder -Speicherung (CCUS) ist die Voraussetzung, um Netto-Null-Emissionen in unserem Bereich zu erzielen und somit überhaupt in der Lage zu sein, Net-Zero-Produkte anzubieten.

Ist es wirklich notwendig, das abgeschiedene CO₂ unter der Nordsee zu speichern? Warum wird es nicht für andere Zwecke verwendet?

Neben unseren CCS-Projekten, die auf die Abscheidung und Speicherung von CO₂ abzielen, untersuchen, erproben und skalieren wir auch eine Reihe von vielversprechenden Möglichkeiten für die Nutzung von abgeschiedenem CO₂ – in der Lebensmittelindustrie, für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe, bei der Kultivierung von Mikroalgen oder für die Rekarbonatisierung von recyceltem Beton.

Kann CO₂ gefahrlos unter dem Meeresboden gespeichert werden und was bedeutet dauerhafte Speicherung?

CO₂ wird normalerweise in geologischen Formationen tief unter der Erde gespeichert, oft in einer Tiefe von einem Kilometer oder noch tiefer, sowohl vor der Küste als auch an Land. Das CO₂ wird dabei in die Gesteinsformationen injiziert und dort sicher gespeichert. Die geologische Speicherung von CO₂ wird bereits seit mehreren Jahrzehnten unter der Nordsee praktiziert. Dort werden über 1 Mio. Tonnen CO₂ pro Jahr erfolgreich in das Sleipner-Feld (1 Mio. Tonnen CO₂ pro Jahr seit 1996) sowie in das Snøhvit-Feld (ca. 700.000 Tonnen CO₂ pro Jahr seit 2007) in Norwegen injiziert.
Wissenschaftliche Studien haben ergeben, dass die Speicherung von CO₂ auf dem norwegischen Kontinentalschelf sicher ist. Mit umfassenden Überwachungsmaßnahmen wird überprüft, dass kein CO₂ aus dem Speicher entweicht. Als einer der Standardparameter bei der Überwachung aller CCS-Projekte muss zudem gewährleistet werden, dass sie keine Auswirkungen auf die Biodiversität im Meer (z. B. durch eine Änderung des pH-Werts) haben. Da derzeit ca. 40 Mio. Tonnen CO₂ pro Jahr in allen CCS-Projekten weltweit gespeichert werden, müssen diese Projekte ihren Genehmigungen entsprechend regelmäßig Bericht erstatten. Bis zum heutige musste noch kein CCS-Projekt wegen Umweltbelangen gestoppt werden.

FluidFlower-Experiment (© Wintershall Dea)

Was passiert in 2.000 Metern Tiefe unter dem Meeresboden, wenn CO₂ in ausgeförderte Öl- oder Gaslagerstätten injiziert wird? Das, was man normalerweise nicht sehen kann, veranschaulicht das beeindruckende FluidFlower-Experiment, entwickelt von der Universität Bergen in Norwegen. Das sehenswerte Video von Wintershall Dea dazu zeigt, warum CO₂-Speicherung sicher ist

Blick in einen Hörsaal, von hinten ist eine Person zu sehen

Sicherheit von CCS: Das FluidFlower-Experiment – ein Video von Wintershall Dea zur CO₂-Speicherung

Weitere Informationen

Projektsteckbrief auf der Website des EU-Innovationsfonds

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Erstes vollständig dekarbonisiertes Zementwerk in Deutschland: EU-Innovationsfonds fördert Projekt GeZero von Heidelberg Materials mit 191 Mio €

Erstes vollständig dekarbonisiertes Zementwerk in Deutschland: Heidelberg Materials erhält Unterstützung aus dem EU-Innovationsfonds | Heidelberg Werkstoffe

Mehr zu den Projekten von Heidelberg Materials im Bereich Carbon Capture and Utilization or Storage (CO₂-Abscheidung und -nutzung oder -speicherung, CCUS)

EU flag and text: Funded by the EU Emissions Trading System Innovation Fund

Gefördert von der Europäischen Union. Die geäußerten Ansichten und Meinungen sind jedoch ausschließlich die von Heidelberg Materials und spiegeln nicht unbedingt die der Europäischen Union oder der European Climate, Infrastructure and Environment Executive Agency (CINEA) wider. Weder die Europäische Union noch die Bewilligungsbehörde können für sie verantwortlich gemacht werden.

Stimmen zum Projekt

Mit rund einem Drittel der bundesweiten Zementproduktion ist Nordrhein-Westfalen ein zentraler Standort der Branche. Deshalb freut es uns, dass mit der ersten kohlenstofffreien Zementanlage in Geseke im Kreis Soest ein Leuchtturmprojekt für eine nachhaltige und klimaneutrale Zukunft in der Zementindustrie entsteht. GeZero zeigt Lösungswege auf, wie Klimaschutz auch in energieintensiven Industrien durch neue Technologien und Prozesse gelingen kann. Das ist ein wichtiger Schritt hin zu einer zukunftsfähigen Zementproduktion und einer Netto-Null-Industrie in Nordrhein-Westfalen, Deutschland und darüber hinaus.

Mona Neubaur

^{Mona Neubaur, Ministerin für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie sowie stellvertretende Ministerpräsidentin des Landes Nordrhein-Westfalen}

Zur Unterzeichnung des Fördervertrags: Der erfolgreiche Abschluss des Grant Agreements zeigt die Bedeutung von GeZero für die Dekarbonisierung unseres Sektors und das Vertrauen, das uns von europäischer Seite entgegengebracht wird.

Dr. Nicola Kimm

^{Dr. Nicola Kimm, Chief Sustainability Officer und Mitglied des Vorstands von Heidelberg Materials}

Mit GeZero werden wir einmal mehr zeigen, wie der Pioniergeist von Heidelberg Materials den Weg für die Dekarbonisierung unserer Industrie ebnet. Ich freue mich über die Unterstützung durch den EU-Innovationsfonds, die eine wichtige Anerkennung ist und den notwendigen Rückhalt auch von politischer Seite zum Ausdruck bringt.

Dr. Dominik von Achten

^{Dr. Dominik von Achten, Vorstandsvorsitzender von Heidelberg Materials}

Gemeinsam mit unseren Partnern bereiten wir den Weg für CCUS in Deutschland. GeZero ergänzt unser globales Projektportfolio um einen wirklich einzigartigen Ansatz. Wir entwickeln eine vielversprechende, neuartige Lösung für Zementwerke im Landesinnern und wollen zugleich auch die Unternehmen in unserer Branche und anderen emissionsintensiven Sektoren inspirieren, diesem Weg zu folgen.

Christian Knell

^{Christian Knell, Sprecher der Geschäftsleitung von Heidelberg Materials Deutschland}

GeZero: Auf dem Weg zum ers­ten voll­­ständig de­karbo­­nisier­ten Ze­ment­werk Deutsch­­lands