Die Zementindustrie arbeitet intensiv an Massnahmen zur Einsparung ihrer prozessbedingten CO2-Emissionen. In der Schweiz war die Zementproduktion 2019 mit 4.2 Mio. t CO2-eq für 5.3% der gesamten Schweizer CO2-Emissionen verantwortlich. Derzeit entstehen bei der Zementhersteilung zwischen 500 und 700 kg CO2 pro produzierte Tonne Zement (rund 1/3 aus den Brennstoffen für die Feuerung des Zementofens und 2/3 aus der chemischen Reaktion (Kalzinierung) bei der Erstellung des Klinkers).
Viele Konzerne haben sich zum Ziel gesetzt, den CO2-Ausstoss durch eine Anzahl von direkten und indirekten Massnahmen zu verringern. Darunter fällt die Herstellung von Klinker-armen Zementen respektive der Ersatz eines Teils des Klinkers durch reaktive/kalzinierte Tone. Mit dem von der EPFL und Unterstützung des Bundes entwickelten LC3-Verfahren (LC3 = Limestone Calcined Clay Cement) soll beispielweise eine Zementmischung hergestellt werden, die nur zu 50% aus Klinker (heute: 65 bis 80%) besteht. Der restliche Anteil besteht aus rund 30% kalziniertem Ton, 15% Kalkstein und 5% Gips. Die Kalzinierung eines Tons benötigt eine geringere Temperatur als diese von Kalkstein (800 °C anstatt 1450 °C) und erzeugt keine geogene CO2-Emissionen.
Zement wird in der Schweiz in sechs Zementwerken hergestellt. An all diesen Standorten werden lokal vorkommende Kalksteine, Mergel und manchmal auch Tone zur Herstellung von Zement verarbeitet. Um das nationale Potential der Substitution von Klinker durch kalzinierte Tone abschätzen zu können, ist es wichtig zu verstehen, ob und wo geeignete Tone in der Umgebung der Zementwerke vorhanden sind.
Unsere Studie zielt daher darauf ab, einen Überblick über die tonreichen geologischen Einheiten in der Schweiz im Umkreis von 50 km um die Zementproduktionsstätten und unterhalb einer Höhe von 1300 m ü. M. zu erstellen. Basierend auf dem öffentlich zugänglichen GeoCover-Datensatz und auf einer umfassenden Überprüfung der stratigraphischen Daten in der verfügbaren Literatur charakterisieren wir die Einheiten in unserem Studien-Perimeter im Massstab 1:25’000 um Ton-reiche geologische Einheiten zu identifizeren und darzustellen. Da die geologischen Kartendaten keine quantitativen Angaben zum Tongehalt enthalten, haben wir ein Quantifizierungsschema entwickelt, um den Tongehalt anhand der lithologischen Beschreibungen der geologischen Einheiten zu schätzen. Es wurden nur die Festgesteinseinheiten bearbeitet. Aufgrund zuwenig ausreichend dichter und systematisch attributierter Bohrloch- und GeoCover-Daten und angesichts der hohen geologischen Komplexität wurden die Lockergesteine noch nicht bewertet.
Unsere resultierende Ton-Hinweiskarte (die demnächst veröffentlicht wird) wird die räumliche Verteilung der geologischenEinheiten zeigen, welche tonreiche Lithologien enthalten.
Zur Bestätigung unserer Ergebnisse und zur besseren Eingrenzung der geologischen Einheiten, die den vielversprechendsten Tongehalt (d. h. Kaolinit) aufweisen, planen wir die Durchführung einer Feldbeurteilung, einschliesslich Probenahme und Laboranalysen der wichtigsten identifizierten tonreichen Formationen.