Ein Konsortium unter Beteiligung der TH Köln untersucht, ob sich aufbereitete Hausmüllverbrennungsaschen durch Karbonatisierung als Ersatzbaustoff für den Straßenbau oder die Betonherstellung nutzen lassen. Das Vorhaben trägt den Namen Karma (Karbonatisierung von Müllverbrennungsaschen) und wird bis Mitte 2028 im Rahmen des Förderwettbewerbs „CCU-Modellregionen NRW“ mit gut einer Mio. € unterstützt.
Nach Angaben der TH Köln fallen in Deutschland jährlich rund sechs Mio. Tonnen Rostasche aus der Verbrennung von Siedlungsabfällen an. Diese werden in Aufbereitungsanlagen behandelt, um Metalle zurückzugewinnen und eine gereinigte Fertigasche herzustellen. „Die darin enthaltenen mineralischen Anteile sind in der Lage, CO2 aufzunehmen und dauerhaft zu binden – die sogenannte Karbonatisierung. Wir möchten in unserem Projekt ein praxisnahes Karbonatisierungsverfahren entwickeln und prüfen, ob sich unser Endprodukt zum Einsatz im Straßenbau oder bei der Betonherstellung eignet“, erläutert Björn Siebert vom Institut für Baustoffe, Geotechnik, Verkehr und Wasser der TH Köln.
Versuchsanlage am BAV-Entsorgungszentrum Leppe
Für das Projekt soll am Entsorgungszentrum Leppe bei Lindlar eine technische Versuchsanlage aufgebaut werden. Beteiligt sind als wissenschaftliche Partner die TH Köln und die RWTH Aachen. Konsortialführer ist der Bergische Abfallwirtschaftsverband (BAV) als Betreiber des Entsorgungszentrums Leppe. Die refer GmbH stellt als Industriepartnerin aufbereitete Hausmüllverbrennungsaschen aus ihrer Rostascheaufbereitungsanlage bereit.
Im Mittelpunkt des Forschungsvorhabens steht die Frage, mit welchem Verfahren sich CO2 am effizientesten in der Asche binden lässt. „Wir verfolgen zwei Ansätze, die jeweils spezifische Vor- und Nachteile haben: Die Nasskarbonatisierung unter Wasser ermöglicht die Aufnahme von mehr Kohlendioxid, benötigt aber Energie für die anschließende Trocknung. Bei der feuchten Karbonatisierung mit wenig Feuchtigkeit bildet sich auf der Oberfläche der Asche eine relativ dichte, karbonisierte Schicht, sodass weniger CO2 gespeichert wird, da es nicht ins Innere eindringen kann“, so Axel Wellendorf vom Institut für Allgemeinen Maschinenbau der TH Köln.
Einsatz im Straßenbau oder im Beton
Zunächst wollen die Projektpartner unterschiedliche Karbonatisierungsverfahren in einer flexiblen, praxisnahen Versuchsanlage testen und vergleichen. Anschließend soll die Verwendung des Materials in den Fokus rücken. „Unser Ziel ist es, Rohstoffe zu substituieren, die sonst unter großem Energieeinsatz gewonnen werden. In ungebundener Form könnte unsere karbonatisierte Asche zum Beispiel Kies oder Sand im Straßenbau oder bei Erdbaumaßnahmen ersetzen“, sagt Siebert.
Daneben prüfen die Forschenden nach Angaben der Hochschule auch das Potenzial für die Betonherstellung. Dort könnte die Asche als Bindemittel wirken. Voraussetzung sei allerdings eine definierte und gleichbleibende Materialqualität. Deshalb umfasse das Projekt auch Versuche zur weiteren Aufbereitung und sortenreinen Zerkleinerung. „Wenn es uns gelingt, karbonatisierte Asche zur Verfügung zu stellen, die den entsprechenden Normen und Umweltanforderungen entspricht, wäre dies ein wichtiger Schritt für die Kreislaufwirtschaft und den Klimaschutz“, betont Wellendorf.
