Für Immobilien als Wirtschaftsgüter mit extrem langen Nutzungsdauern ist es entscheidend, dass bei einer Ökobilanzierung als wichtigem Steuerungsinstrument in Richtung des klimaschutzgesetzlichen Zielpunkts von Netto-Null-Emissionen ganzheitlich bilanziert wird. Und entsprechend der gesamte Lebenszyklus mit allen Quellen und Senken für Treibhausgasemissionen berücksichtigt wird. Denn die klimapolitische Zielsetzung hin zu einer Netto-Null-Treibhausgas-Bilanz bis spätestens 2050 repräsentiert letztlich auch die strategische Herangehensweise eines balancierten Kreislaufs an (möglichst weit reduzierten) Emissionen und deren Wieder-Aufnahme bzw. -Speicherung.
CO2-Kreislauf von holzbasierten BauproduktenSeit vielen Jahren, spätestens mit Breitenanwendung von Nachhaltigkeitszertifizierungssystemen wie dem DGNB- oder BNB-System, werden diese Zusammenhänge der Auslösung, Speicherung und etwaigen erneuten Entspeicherung von Treibhausgasemissionen in Ökobilanzierungen von holzbasierten Bauprodukten bzw. von Gebäuden in Holzbauweise wie folgt berücksichtigt.
Am Beginn des Lebenszyklus steht die Bereitstellung von Rohstoffen. Für holzbasierte Bauprodukte bedeutet dies, dass ökobilanziell abzubilden ist, dass die Rohstoffquelle Wald über die CO2-Aufnahme der Bäume während deren Wachstum/bis zu deren Fällung per Saldo (unter Berücksichtigung von energetischen Aufwendungen und etwaigen korrelierten CO2-Emissionen für die Fällung, etc.) eine lediglich temporäre Treibhausgas-/CO2-Senke darstellt (biogene Einspeicherung von CO2). Die Weiterverarbeitung und Herstellung von holzbasierten Bauprodukten/ -bauteilen (z.B. Sägen/Zuschneiden, Trocknen) erfordern dann insbesondere energetische Aufwendungen, die (je nach Energieträger) Treibhausgas-/CO2-Emissionen auslösen. Selbiges gilt analog für die Bau-/Errichtungsphase z.B. eines Gebäudes in Holzbauweise. Die Umweltwirkungen bzw. CO2-Emissionen der Nutzungsphase werden einerseits durch Energieaufwendungen für den Betrieb/die Nutzung eines Gebäudes (Heizung, Beleuchtung, ggf. Lüftung, ggf. Kühlung) ausgelöst. Und andererseits auf Bauteilebene durch etwaige Ersatzmaßnahmen (konstruktiver) Bauteile am Ende deren (technischer) Lebensdauer, wobei sich dann in CO2-Bilanzen Langlebigkeitsunterschiede verschiedener Bauweisen zeigen können.
Von besonderer Bedeutung für die Treibhausgas-/CO2-Bilanz von holzbasierten Bauprodukten ist das Ende des Lebenszyklus, das End of Life (EoL). Denn hier erfolgt eine thermische Verwertung von Altholz. Der biogene CO2-Speicher des Holzes wird wieder „aufgelöst“ und CO2-Emissionen freigesetzt. Vor diesem Hintergrund der lediglich temporären (biogenen) Speicherung von CO2 ist auch ersichtlich, warum eine lebenszyklusorientierte Betrachtungsweise von holzbasierten Bauprodukten
CO2-Kreislauf von mineralisch basierten bindemittel-gebundenen BauproduktenAuch bei mineralisch basierten, bindemittel-gebundenen Baustoffen wie Kalksandstein sind Prozesse der dauerhaften CO2-Speicherung materialtechnologisch als Recarbonatisierung seit vielen Jahren bekannt. Diese rücken aber erst mit dem Aufkommen der oben skizzierten Roadmaps in den Fokus bei der Analyse und Bewertung von Bauprodukten und Bauweisen hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeits- und Klimaschutzqualität über den Lebenszyklus. Die CO2-Speichereffekte der Recarbonatisierung lassen sich jedenfalls mit folgenden Hintergründen und Zusammenhängen erklären (Bild 21).
Die wesentliche Rohstoffbasis für Mauerwerk aus Kalksandstein bilden Gesteinskörnungen sowie Bindemittel (Branntkalk) und Wasser. Die Rohstoffe werden gemischt und geformt und dann in Autoklaven dampfgehärtet.
Mit Blick auf eine erste Zwischenbilanz an Treibhausgasemissionen für die Herstellungsphase lässt sich auf Basis aktueller Analysen der Kalksandsteinindustrie festhalten, dass für Kalksandstein zwischen 80 % und 90 % der Emissionen aus den Vorketten resultieren [16], konkret aus der Herstellung des Bindemittels Branntkalk (Bild 22). Dabei werden die CO2-Emissionen bei der Herstellung von Branntkalk nur zu maximal einem Drittel ausgelöst vom thermischen Prozess bzw. dem Energieverbrauch beim Brennen des Rohmaterials Kalkstein (Verbrennungs-CO2). Mindestens zwei Drittel der CO2-Emissionen entstammen dem Rohmaterial selbst, wenn der Kalkstein (CaCO3) im thermischen Prozess in Calciumoxid (CaO) und Kohlenstoffdioxid (CO2) aufgespaltet wird (Prozess-CO2) [17].
Anders als das Verbrennungs-CO2, das durch Effizienzsteigerungen beim Einsatz von Energieträgern des Verbrennungsprozesses und/oder durch den Einsatz CO2-neutraler Energieträger reduziert und grundsätzlich komplett auf null minimiert werden kann, lässt sich das Prozess- CO2 prinzipiell nicht vermeiden, sondern nur durch technische und/oder natürliche Prozesse absorbieren. Technische Verfahren wie CCS (Carbon Capture and Storage) oder CCU (Carbon Capture and Utilization) aber sind aufwendig und kostenintensiv – mithin erscheinen natürliche Vorgänge, die „automatisch“ und ohne weitere erforderliche Infrastruktur ablaufen, umso effektiver und effizienter.
Bemerkenswerterweise bieten die das Prozess-CO2 auslösenden Produkte Branntkalk und auch Zement bzw. die aus diesen Grundstoffen hergestellten bindemittel-gebundenen Baustoffe genau einen solchen natürlichen Prozess der CO2-Aufnahme und dauerhaften CO2-Speicherung, schließen sozusagen selbst den CO2-Kreislauf (Kalk-CO2-Kreislauf).
Wenn KS-Mauerwerk während seiner Nutzungsphase mit dem CO2 der Umgebungsluft in Berührung kommt und das CO2 in das Gefüge des Mauerwerks eindringt, reagiert es dort mit dem Calciumoxid (CaO), das über das Abbinden des Bindemittels beim Autoklavieren in den CSH-Phasen entstanden ist. Es bildet (wieder) Calciumcarbonat (CaCO3), in dem das aufgenommene CO2 dauerhaft festgehalten wird, was gleichzeitig auch zu einer gewissen Festigkeitszunahme des Mauersteins führt. Dieser Vorgang heißt Recarbonatisierung.
Gemäß verfügbarer Daten sind Kalksandsteine bis zum Abschluss ihrer Nutzungsphase grundsätzlich vollständig recarbonatisiert [18]. In der unabhängig verifizierten EPD für Kalksandstein [12] wird konservativ von einem 95 %-igen Recarbonatisierungsgrad ausgegangen, was beim Kalksandstein zu einer CO2-Aufnahme von ca. 47,5 kg [12] CO2-Äq. pro Tonne Kalksandstein führt.
Entlang des Lebenszyklus von mineralisch basierten, bindemittel-gebundenen Baustoffen wie Mauerwerk aus Kalksandstein stellt sich der Prozess der Recarbonatisierung und des geschlossenen CO2-Kreislaufs für das Prozess-CO2 zusammengefasst dann so dar: durch die Bereitstellung der Rohstoffe (im Wesentlichen Verbrennungs- und Prozess-CO2 für Zement und Branntkalk) und die Herstellung des Mauerwerks (sowie den
Transport zur Baustelle und die Errichtung des Bauwerks) werden CO2-Emissionen freigesetzt, die im Zuge der Nutzungsphase teilweise wieder gebunden und dauerhaft gespeichert werden, und insbesondere – im Gegensatz zum Lebenszyklus von holzbasierten Baustoffen – nicht im Zuge des End of Life (Entsorgungsstadium) wieder „entspeichert“ und in die Atmosphäre emittiert werden.