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Ultraschallgestützte Produktion der Betonfertigteile mit Vorzeigefunktion der Minderung von Umweltbelastungen und der CO2-Emission durch Verzicht auf Wärmebehandlung und Einsatz klinkerarmer Zemente

Die MATTIG & LINDNER GmbH ist ein mittelständisches Bauunternehmen mit Sitz in Forst/Lausitz und in den Bereichen Hochbau, Hallenbau, Betonfertigteilherstellung, Transportbeton und Bewehrungsbau tätig. Die Betonherstellung ist für acht Prozent der weltweiten CO 2 -Emissionen verantwortlich. Gründe dafür sind der hohe Energiebedarf durch hohe Klinkerbrandtemperaturen sowie die dabei stattfindende Entsäuerung des eingesetzten Kalksteins. Beton besteht aus Zement, Wasser, Sand, Kies und chemischen Zusatzstoffen. Für die hohe CO 2 -Last der Betonherstellung ist der Zement verantwortlich. Bei der Zementherstellung wird Kalkstein und Ton sehr fein gemahlen und bei Temperaturen über 1.500 Grad Celsius zu Klinker, der reaktiven Komponente des Zements, gebrannt. Das im Kalkstein gebundene CO 2 wird dadurch freigesetzt. Mit der Herstellung von Portlandzement geht die Freisetzung von bis zu einer Tonne CO 2 pro Tonne Zement, je nach eingesetzten Brennstoffen, einher. Bei einem Jahresoutput von 3.000 – 5.000 Kubikmeter Beton und Einsatz von ca. 350 Kilogramm Zement pro Kubikmeter Beton werden bei ausschließlicher Nutzung von Portlandzement bis zu 1.050 und 1.750 Tonnen CO 2 pro Jahr emittiert. In der Betonfertigteilproduktion sind schnelle Taktzeiten erforderlich. Die Betonteile müssen eine hohe Frühfestigkeiten aufweisen, damit das Produkt früh entschalt werden kann. Um diese zu erreichen wird nach Stand der Technik ein hoher Zementgehalt eingesetzt. Die damit erreichte Endfestigkeit liegt in der Regel über dem konstruktiv notwendigen Maß. Dies führt zu einem Überverbrauch an Zement und somit zu vermeidbaren CO 2 -Emissionen. Technisch betrachtet kann dieses Problem durch die Zugabe von Chemikalien („Beschleunigern“) zumindest teilweise umgangen werden. Diese Zusatzstoffe sind jedoch aufwändig in der Herstellung und erdölbasiert, nur bei bestimmten Randbedingungen einsetzbar und erfordern eine energieaufwändige Wärmebehandlung in der kalten Jahreszeit, um ihre Wirkung entfalten zu können. Die MATTIG & LINDNER GmbH verfolgt in diesem Vorhaben eine physikalische Behandlungsmethode, die auf Chemikalien und Wärmebehandlung verzichtet und prozessstabil ist. Der Betonmischung wird eine Vormischanlage mit einer Hochleistungsultraschallanlage vorgeschaltet. Mit dem Hochleistungsultraschall als eine Art Katalysator soll die Zementhydratation angeregt werden, was zu einer besseren Dispergierung des Zementes in der Betonmischung führt, so dass mehr Zementkornoberfläche für die Abbindereaktion zur Verfügung steht. Darüber hinaus wird die Bildung der festigkeitsgebenden Calcium-Silikat-Hydrat-Phasen beschleunigt. Bei gleicher Abbindedauer und gleicher Frühfestigkeit des Betons kann zum einen der Zementanteil reduziert werden und zum anderen können Zemente mit geringerem Klinkeranteil, in denen der Klinker teilweise durch beispielsweise Kalksteinmehl ersetzt wird, eingesetzt werden. Zudem kann dadurch auch auf eine bisher durchgeführte Wärmebehandlung der Betonfertigteile verzichtet werden. Bei einer Jahresproduktion von 3.500 Kubikmeter Beton im Jahr 2022 und einem durchschnittlichen Zementgehalt von ca. 340 bis 380 Kilogramm Zement pro Kubikmeter Beton bedeutet dies einen Einsatz von ca. 1.200 Tonnen Zement. Der aktuelle Zementmix bei MATTIG & LINDNER ergibt damit einen Klinkereinsatz von 1.072 Tonnen. Mit dem neuen Verfahren soll der Klinkereinsatz auf etwa 785 Tonnen reduziert werden, sowohl durch die Reduktion der Gesamtmenge an Zement um 10 Prozent als auch über den Einsatz klinkerärmerer Zemente. Bei einer Emissionsannahme von 909 Tonnen CO 2 pro Jahr sollen durch die Hochleistungsultraschallbehandlung rund 250 Tonnen an CO 2 eingespart werden, dies entspricht einer Einsparung von rund 25 Prozent. Durch den Wegfall der Wärmebehandlung können zudem jährlich 35.000 Liter Erdgas und damit weitere 60 Tonnen CO 2 eingespart werden. In Summe werden prozess- und energiebedingt rund 310 Tonnen an CO 2 pro Jahr eingespart, dies entspricht rund 34 Prozent der CO 2 -Emissionen. Das Vorhaben reduziert modellhaft die Emission von CO 2 und erfüllt so als eine der wenigen technischen Einflussmöglichkeiten in der Betonherstellung die Anforderungen des Klimaschutzprogramms der Bundesregierung. Das Verfahren ist auf alle Fertigteilbauwerke übertragbar und besitzt damit einen hohen Modellcharakter. Branche: Baugewerbe/Bau Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: MATTIG & LINDNER GmbH Bundesland: Brandenburg Laufzeit: seit 2023 Status: Laufend

Rückführung des Treibhausgases CO2 in den Energiekreislauf durch seine Reduktion in flüssiges Ethanol

Das Projekt "Rückführung des Treibhausgases CO2 in den Energiekreislauf durch seine Reduktion in flüssiges Ethanol" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg, Fakultät Allgemeinwissenschaften und Mikrosystemtechnik, Kompetenzzentrum Nanochem.

Dynamische Methanolproduktion aus Hüttengasen, MeOH Synthese

Das Projekt "Dynamische Methanolproduktion aus Hüttengasen, MeOH Synthese" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie, Lehrstuhl für Technische Chemie.

GcBÜK400 - Chrom im Oberboden

Chrom ist ein in der Erde weit verbreitetes, in vielen Mineralen vorkommendes Element, das für Mensch und Tier lebensnotwendig ist. Es existiert in mehreren Oxidationsstufen, doch nur die drei- und sechswertigen Verbindungen sind im Boden stabil. Unbelastete Böden haben Chromgehalte zwischen 5 und 100 mg/kg. Der regionale Clarke des Erzgebirges beträgt 52 mg/kg (Totalgehalte). Chrom wird über die Metallurgie und Cr-verarbeitenden Industrien (Farben, Legierungen, Katalysatoren, Beizen, Poliermittel, Bauindustrie) anthropogen in die Umweltmedien eingetragen. In den Böden kann es durch Düngung (Cr im Thomasphosphat) und Klärschlammaufbringung noch zu einer zusätzlichen Belastung mit Chrom kommen. Die regional unterschiedliche Verteilung des Chroms in den sächsischen Böden resultiert aus der geogenen Spezialisierung der Substrate. Bei der Bodenbildung kommt es i. d. R. zu keiner größeren An- bzw. Abreicherung von Chrom. Die Gehalte der Böden liegen in etwa in der Höhe der Ausgangsgesteine. In den nördlichen bzw. nordwestlichen Landesteilen dominieren in den Böden über weitgehend sandigen Lockergesteinen niedrige Chromgehalte unter 20 mg/kg. Die Böden über sauren Magmatiten und Metamorphiten sowie über den Sandsteinen der Elbtalkreide und den Granodioriten der Lausitz liegen ebenfalls im unteren Gehaltsbereich. Über den stärker lössbeeinflussten Lockersedimenten, den Rotliegend-Sedimenten sowie den Tonschiefern, Phylliten, Glimmerschiefern und Paragneisen des Erzgebirges steigen die Chromgehalte in den Böden auf etwa 30 - 40 mg/kg an. Die höchsten Gehalte ( 100 mg/kg) treten in Sachsen punktuell über basischen Vulkaniten (Basalte, Serpentinite, Gabbros), über den größere Flächen bildenden Diabasen des Vogtlandes und lokal über Cr-haltigen Mineralisationen und Verwitterungsbildungen auf (Ni-Hydrosilikate bei St. Egidien). Serpentinite z. B. können bis zu 2000 mg/kg Chrom (Totalgehalte) enthalten. In den Auenböden treten deutliche Beziehungen zwischen den Chromgehalten und den Gesteinen der jeweiligen Einzugsgebiete auf. Die Auenböden der Weißen Elster, der Mulde und der Elbe (Einzugsgebiet Erzgebirge /Vogtland) führen mittlere bis leicht erhöhte Gehalte. Die Gehalte in den Flussauen der Lausitz sind dagegen deutlich niedriger. Infolge der unterschiedlichen Bindungsformen des Chroms in den Primärsubstraten ist die Umrechnung von Cr-Totalgehalten in Cr-Königswassergehalte (KW) äußerst problematisch. Praktische Erfahrungen bei den Bodenuntersuchungen zeigen, dass die KW-Gehalte von basischen bis ultrabasischen Magmatiten und Metamorphiten gegenüber den Totalgehalten bis zu ca. 50 % niedriger sind. Die geochemische Spezialisierung der basischen Substrate tritt deshalb im Kartenbild nur in abgeschwächter Form in Erscheinung. Die in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) festgelegten Prüfwerte für den Wirkungspfad Boden-Mensch (KW-Gehalte) werden in Sachsen nur punktuell über den o. g. basischen und ultrabasischen Gesteinen überschritten. Im Vogtland kommt es über den Diabasen z. T. flächenhaft zur Überschreitung der Cr-Vorsorgewerte, wobei auf Grund der natürlichen Bindungsform aber keine verstärkte Freisetzung im Boden zu erwarten ist.

40 Jahre nach dem größten Smog-Alarm: Luftqualität in Nordrhein-Westfalen wird immer besser

Vor 40 Jahren war die Luftqualität über dem Ruhrgebiet alarmierend schlecht: An den Messstellen in den Städten des Ruhrgebiets wurden in der Zeit vom 17. bis 19. Januar 1985 Werte von über 770 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft (µg/m³ Luft) bei Schwefeldioxid und rund 460 µg/m³ Luft an Schwebstaub gemessen. Diese Werte und die damalige Wetterlage führten dazu, dass zum ersten Mal in Deutschland die höchste Stufe Smog-Alarm ausgerufen wurde. Kurzfristig wurden Schulen geschlossen, Autos durften nicht fahren und Fabriken mussten ihre Produktion drosseln. Die damalige Schadstoffkonzentration lag zum Teil im Jahresmittel um mehr als das Zehnfache über den heutigen Werten und je nach Wetterlage an einzelnen Tagen extrem viel höher. Das bedeutete eine unmittelbare Gefahr für die Gesundheit der Menschen. „Durch eine ambitionierte Umweltpolitik hat sich die Luftqualität seitdem kontinuierlich verbessert, das zeigen unsere Messdaten der vergangenen 40 Jahre. Jedes Mikrogramm Luftschadstoffe weniger in der Atemluft ist ein Gewinn für die Gesundheit der Menschen“, betont Umwelt- und Verkehrsminister Oliver Krischer. Langfristige Messdaten des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) zeigen den positiven Verlauf und auch die vorläufigen Messdaten für das Jahr 2024, die nun vorliegen, zeigen für die heute relevanten Luftschadstoffe ein gutes Ergebnis: Stickstoffdioxid (NO 2 ) wurde 2024 an 134 Standorten in Nordrhein-Westfalen gemessen. An den 57 Stationen mit automatischer Messung lag die NO 2 -Belastung auf einem mit dem Vorjahr vergleichbaren Niveau. Im Vergleich zu 2023 blieben die Messwerte an 33 Stationen unverändert. An 15 Stationen sanken die Werte leicht. An neun Standorten lag der Messwert ein Mikrogramm pro Kubikmeter über dem Vorjahreswert. An den Standorten mit kontinuierlicher Messung wurde der gesetzlich festgelegte Grenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter Luft im Jahresdurchschnitt zum Schutz der menschlichen Gesundheit sicher eingehalten. Für die 77 Standorte mit Passivsammlermessungen liegt die Auswertung der Daten wegen der aufwändigen Laboruntersuchungen immer erst Ende März vor. Die bereits vorliegenden Daten deuten darauf hin, dass auch an nahezu allen Passivsammler-Messorten der Grenzwert voraussichtlich eingehalten wird. Einzig an der Kruppstraße in Essen ist noch keine Trendaussage möglich. Dort war im Jahr 2023 der einzige Überschreitungsfall in Nordrhein-Westfalen aufgetreten. Feinstaub wurde 2024 in Nordrhein-Westfalen an 70 Messorten in den Partikelklassen PM 10 (Partikel bis zu einem maximalen aerodynamischen Durchmesser von zehn Mikrometern) und PM 2,5 (bis maximal 2,5 Mikrometer) kontinuierlich gemessen. An diesen Probenahmestellen in Nordrhein-Westfalen wurde der Jahresmittelgrenzwert von 40 Mikrogramm pro Kubikmeter für PM 10 , wie bereits in den Jahren zuvor, deutlich unterschritten. Auch für die kleinere Größenklasse der Feinstaubfraktion PM 2,5 wurde der Grenzwert von 25 Mikrogramm pro Kubikmeter im Jahr 2024 an allen kontinuierlichen Messstationen sicher eingehalten auf einem vergleichbaren Niveau wie im Vorjahr. Schwefeldioxid (SO 2 ) ist ein giftiges Gas, das 1985 wesentlich für den Smog-Alarm verantwortlich war und von dem heute keine gesundheitliche Gefahr mehr ausgeht. Anfang der 1980er Jahre wurde Schwefeldioxid noch in großen Mengen aus Schornsteinen der Kraftwerke, aus Industrieanlagen und Autos, die mit schwefelhaltigen Kraftstoffen fuhren, ausgestoßen. 1985 setzte allein die Industrie im Ruhrgebiet 513.450 Tonnen Schwefeldioxid frei. Das ist etwa 10.000 Mal mehr als 2024 in ganz Nordrhein-Westfalen aus allen Quellen ausgestoßen wurde. Bereits seit dem Ende der 1980er Jahre wurden die Schwefeldioxid-Grenzwerte flächendeckend eingehalten. Zahlreiche Maßnahmen wie die Rauchgasentschwefelung, aber auch der Strukturwandel im Ruhrgebiet haben dazu beigetragen. „An unseren Luftmessstellen im Land lässt sich erfolgreiche deutsche Umweltpolitik ablesen“, betont Elke Reichert, Präsidentin des Landesamts für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz. „Smog, wie im Jahr 1985, werden wir hier in Nordrhein-Westfalen nicht mehr erleben. Heute ist es unsere Aufgabe, mit neuen Messtechniken immer kleinere Partikel nachzuweisen, so klein, dass wir sie weder sehen noch riechen können. Aber gerade diese Partikel können schädliche Folgen für unsere Gesundheit haben.“ Mit kontinuierlichen Messungen wird die Luftqualität heute vom LANUV überwacht und für alle sichtbar dargestellt. „Mit unseren automatischen Messungen erhalten wir alle fünf Sekunden einen Messwert“, erläutert Elke Reichert. „Wir können so die Belastung mit Schadstoffen in ganz Nordrhein-Westfalen kontinuierlich nachvollziehen und die Überwachung der aktuellen und der zukünftigen Grenzwerte zur Luftreinhaltung sicher gewährleisten.“ Maßnahmen, die seit 1985 nachweislich zu besserer Luft in Nordrhein-Westfalen geführt haben, waren unter anderem der Einbau von Industriefiltern und die Einführung von Katalysatoren für Autos. Außerdem wurden durch Luftreinhaltepläne in den 2000er Jahren ganze Bündel von Maßnahmen festgelegt, darunter die Umweltzonen in größeren Städten, deren Auswirkung auf die Luftqualität durch Messungen belegt sind. Minister Oliver Krischer: „Die Luftreinhaltepolitik ist eine Erfolgsgeschichte. Trotzdem bleibt Luftverschmutzung ein großes Gesundheitsrisiko aus der Umwelt.“ Ab 2030 schreibt die neu gefasste Luftqualitätsrichtlinie der EU neue Grenzwerte vor. Sie bedeuten für alle dicht besiedelten Regionen wie die Rhein-Ruhr-Metropolregion eine besondere Herausforderung. Die Landesregierung ist daher in einen Austausch mit den Kommunen, Bezirksregierungen, dem LANUV und relevanten Stakeholdern getreten, um geeignete Maßnahmen zu entwickeln. „Von besserer Luft profitieren am Ende alle. 1985 mussten Unternehmen deutliche Einschränkungen hinnehmen, heute exportieren sie aus Nordrhein-Westfalen innovative Lösungen zum Umwelt- und Klimaschutz in die ganze Welt. Das gemeinsame Ziel von reinerer Luft ist erreichbar, wenn wir emissionsfreie Entwicklungen wie die Elektromobilität vorantreiben“, sagt Minister Oliver Krischer. Die Tabelle mit den vorläufigen Messwerten für 2024 finden Sie auf der folgenden Internetseite des LANUV unter „Aktuelles“: www.lanuv.nrw.de/themen/luft Weitere Jahresberichte und Daten sind auf dieser Internetseite des LANUV veröffentlicht: luftqualitaet.nrw.de/archiv-jahreskenngroessen.php Download der Verlaufsgrafiken von 1985-2025 finden sie unter: www.umwelt.nrw.de/bildergalerie/verlaufsgrafiken-messdaten-luftschadstoffe Bei Bürgeranfragen wenden Sie sich bitte an: Telefon 0211 4566-0. Bei journalistischen Nachfragen wenden Sie sich bitte an die Pressestelle des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Verkehr, Telefon 0211 4566-172. Dieser Pressetext ist auch verfügbar unter www.land.nrw Datenschutzhinweis betr. Soziale Medien Pressemitteilung des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Verkehr NRW zurück

RUBIN - PhoTech - VP4: Stadtluft, TP4.8: Passive Systeme auf Verkehrsflächenbefestigung der FH Potsdam

Das Projekt "RUBIN - PhoTech - VP4: Stadtluft, TP4.8: Passive Systeme auf Verkehrsflächenbefestigung der FH Potsdam" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fachhochschule Potsdam, Fachbereich Bauingenieurwesen.

RUBIN - PhoTech - VP4: Stadtluft, TP4.3: Passive Systeme auf Verkehrsflächenbefestigung der FH Erfurt

Das Projekt "RUBIN - PhoTech - VP4: Stadtluft, TP4.3: Passive Systeme auf Verkehrsflächenbefestigung der FH Erfurt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fachhochschule Erfurt, University of Applied Sciences, Fachrichtung Bauingenieurwesen, Berufungsgebiet Straßenwesen.

Demonstrating a Circular Carbon Economy in Transport along the Value Chain, Demonstrating a Circular Carbon Economy in Transport along the Value Chain (DeCarTrans)

Das Projekt "Demonstrating a Circular Carbon Economy in Transport along the Value Chain, Demonstrating a Circular Carbon Economy in Transport along the Value Chain (DeCarTrans)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Digitales und Verkehr. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Energy Technologies (IET), Elektrochemische Verfahrenstechnik.

DAS: Der Klimawandel als ein transdisziplinäres Handlungsfeld - Nachhaltigkeit und Empowerment in (der) Lehre und (im) Transfer

Das Projekt "DAS: Der Klimawandel als ein transdisziplinäres Handlungsfeld - Nachhaltigkeit und Empowerment in (der) Lehre und (im) Transfer" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Leipzig, Institut für Pädagogik und Didaktik im Elementar- und Primarbereich, Professur Grundschuldidaktik Sachunterricht unter besonderer Berücksichtigung von Naturwissenschaft und Technik.

Wasserstoff für eine CO2-emissionsfreie Chemie - Next Generation Electrolyzer

Das Projekt "Wasserstoff für eine CO2-emissionsfreie Chemie - Next Generation Electrolyzer" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: BASF SE.

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