Projekt GeZero funded by EU

GeZero: Wegbereiter für die dekarbonisierte Zementindustrie 

Für weitere Informationen zum Projekt: gezero​@heidelbergmaterials.com

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CCS als notwendige Klimaschutzmaßnahme

Heidelberg Materials ist Vorreiter bei der Dekarbonisierung der Baustoffindustrie und leistet in Deutschland Pionierarbeit bei der CO₂-Abscheidung und -Speicherung im industriellen Maßstab. Mit GeZero soll das erste deutsche Zementwerk in Binnenlage gebaut werden, um die Technologie vollumfänglich und skalierbar zur Anwendung zu bringen.  

Die Technologie zur CO₂-Abscheidung (Carbon Capture) hat das Potenzial, die Zementproduktion grundlegend zu verändern und damit einen vollkommen neuen Maßstab für die CO₂-Reduktion zu setzen. Durch CCS (Carbon Capture and Storage) wird verhindert, dass unvermeidbare CO₂-Emissionen in die Atmosphäre gelangen. Damit leistet die Technologie einen elementaren Beitrag zur Erreichung der Klimaziele, denen auch wir uns verpflichtet haben.

Projektdaten auf einen Blick

In Geseke, Nordrhein-Westfalen, werden eine großtechnische CO₂-Abscheidung sowie eine Lösung für Transport und Speicherung realisiert.

Das Vorhaben setzt auf die hochmoderne Oxyfuel-Technologie und zielt darauf ab, 700.000 Tonnen unvermeidbares CO₂ pro Jahr abzuscheiden, um es sicher und dauerhaft zu speichern.

Die Gesamtinvestition beträgt mehr als eine halbe Milliarde Euro und wird mit rund 191 Millionen Euro aus dem EU-Innovationsfonds gefördert.  

Projektsteckbrief vom EU-Innovationsfonds (Englisch)

Projekt GeZero

Projekt GeZero

Das Projekt GeZero umfasst die gesamte Wertschöpfungskette der CO₂-Abscheidung und -speicherung

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

Die CCS-Wertschöpfungskette umfasst, neben der eigentlichen Abscheideanlage auf dem Werksgelände, auch Zwischenspeicher sowie Anlagen für eine Bahnverladung. Die Transportlösung per Bahn dient der zeitlichen Überbrückung, bis eine CO₂-Pipeline-Infrastruktur zur Verfügung steht. Die Planungen sehen vor, das CO₂ Richtung Nordsee zu transportieren und es dort weit draußen auf dem Meer in Offshore-Speicherstätten in Tiefen von 1000 bis 3000 Metern sicher und dauerhaft zu speichern. 

GeZero: Auf dem Weg zum ersten vollständig dekarbonisierten Zementwerk Deutschlands

Standort Geseke als Wegbereiter für CCS (Carbon Capture and Storage)

GeZero soll in unserem Zementwerk in Geseke, Kreis Soest, realisiert werden. Die Region zeichnet sich durch eine lange Tradition in der Zementproduktion aus und erfüllt wichtige Voraussetzungen für eine solche Investition. 

Mit der Umsetzung einer vollständigen CCS-Wertschöpfungskette investieren wir nicht nur in die Zukunft des Standorts Geseke, sondern bringen auch innovative Spitzentechnologie in die Region. So wollen wir den Weg auch für andere Akteure ebnen und den Umbau zur klimaneutralen Industrie in Nordrhein-Westfalen vorantreiben. 

Um sicherzustellen, dass möglichst viele Menschen und Unternehmen von dieser Initiative profitieren, sollen auch wichtige Anschlussmöglichkeiten an die entstehende CO₂-Infrastruktur für andere Industrieakteure in der Region geschaffen werden. 

Ansicht des Zementwerks Geseke mit CO₂-Abscheidungsanlagen

3D-Darstellung eines Industriekomplexes mit mehreren großen Strukturen wie Silos, Türmen und Gebäuden mit verschiedenen mechanischen Komponenten, umgeben von Grünflächen und Feldern in ländlicher Umgebung

Indikative Darstellung. Stand Herbst 2024

Geseke wird eines der ersten europäischen Zementwerke sein, das Net-Zero-Zement und -Klinker auf CCS-Basis 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).

Projekt GeZero Flyer

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

Ministerin für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie sowie stellvertretende Ministerpräsidentin des Landes Nordrhein-Westfalen

Der CO₂-Abscheide- und Reinigungsprozess

Für detailliertere Informationen bitte die Bildergalerie vergrößern.

Illustration zeigt Industrieanlage mit hervorgehobenen hellgrünen Türmen

Luftzerlegungsanlage (ASU). Teil der Anlage wird eine eigene Luftzerlegungsanlage (ASU), da für die Oxyfuel-Technologie eine hohe Menge reiner Sauerstoff notwendig ist. Bei der kryogenen Luftzerlegung wird Umgebungsluft angesaugt und von Verunreinigungen befreit. Die gereinigte Luft wird komprimiert und im Wärmetauscher abgekühlt. In einem Kühlkreislauf wird die Luft dann auf sehr niedrige Temperaturen (–185° C bis –196° C) gebracht und verflüssigt. Die verflüssigte Luft besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff, beide Stoffe werden anschließend durch einen Kondensationsprozess voneinander getrennt. Das Ergebnis ist hochreiner Sauerstoff, der direkt der Ofenanlage zugeführt werden kann.

Illustration einer Industrieanlage, hellgrün hervorgehoben ist ein flacher Gebäudeteil der über ein Rohr mit einem Turm verbunden ist

Oxyfuel-Ofen. In herkömmlichen Klinker-Drehrohröfen wird Kalkstein unter Einsatz von Brennstoffen und Hinzuführung von Umgebungsluft hoch erhitzt und stofflich umgewandelt. Das dabei entstehende Prozessgas besteht hauptsächlich aus Luftstickstoff und zu etwa 20 % CO₂. Dieses Prozessgas, einschließlich des klimaschädlichen CO₂, wird als Abgas direkt in die Umgebung abgegeben. Bei der neuen Ofenanlage verändert sich das Brennverfahren nicht, es gibt jedoch zwei wesentliche Unterschiede: statt Umgebungsluft kommt reiner Sauerstoff im Brennprozess zum Einsatz, dadurch reduziert sich der Abgasstrom und es werden CO₂-Konzentrationen von über 90 % erreicht. Zudem wird der Abgasstrom nicht in die Umgebung abgegeben, sondern in nachgeschaltete Anlagen zur Reinigung und Aufbereitung des CO₂ geleitet.

Illustration einer Industrieanlage mit zahlreichen hellgrün hervorgehobenen größeren und kleineren Türmen

CO₂-Reinigungsanlage und Verflüssigung (CPU). In den vorgelagerten Abgasreinigungsanlagen wird der Abgasstrom zunächst von Verunreinigungen wie Stick- oder Schwefeloxiden gereinigt. Anschließend wird es als sog. Prozessgas in der Cryogenic Processing Unit (CPU) durch eine mehrstufige Kompression auf etwa -35 Grad Celsius heruntergekühlt und verflüssigt. Durch einen Destillationsprozess werden im nächsten Schritt die restlichen Bestandteile aus dem Abgasstrom entfernt, sodass hochreines, flüssiges CO₂ entsteht.

Illustration eines niedrigen Gebäudes, neben dem vier kugelförmige große Behälter stehen, in Hintergrund zwei Windkraftwerke und Wolken

Solaranlage. Sowohl die Zementproduktion als auch das Abscheiden und Reinigen des CO₂ sind sehr energieintensiv. Daher werden fossile Energiequellen durch erneuerbare Energien ersetzt. Eine neue Solaranlage, die für GeZero errichtet wird, soll dazu künftig einen Beitrag leisten.

Illustration zeigt hellgrüne Tankwaggons vor Bäumen und einem Windrad

Bahnverladung und lokaler CO₂-Hub. Das CO₂ wird zunächst per Bahn an den Speicherort transportiert. Dafür entsteht am Werksgelände eine Verladestation mit Anschluss an die Schieneninfrastruktur. Daneben wird ein CO₂-Hub zur kurzfristigen Zwischenspeicherung realisiert. Der Hub soll auch kleineren lokalen CO₂-Emittenten in der Region eine Anschlussmöglichkeit an die entstehende CO₂-Transport-Infrastruktur bieten.

Illustration einer Industrieanlage direkt am Meer, im Hintergrund Wolken

Transport. Für den Transport kommen Kesselwagen zum Einsatz, welche speziell für den CO₂-Transport entwickelt wurden. Industrielles CO₂ wird auf diese Weise in kleinerem Maßstab bereits seit vielen Jahren für die chemische Industrie transportiert. Die Transportlösung per Schiene soll als Übergangslösung dienen, bis ein übergreifendes Pipeline-Netz umgesetzt wird, um CO₂ so effizient und sicher wie möglich zu transportieren.

Illustration einer auf dem Meer schwimmenden künstlichen Insel mit drei Türmen, von denen der mittlere mit dem Meeresboden verbunden ist

Offshore-Speicherstätte. Das in Geseke abgeschiedene CO₂ wird voraussichtlich offshore, also in tief liegenden Gesteinsschichten unter dem Meeresboden der Nordsee gespeichert. Dafür wird das CO₂ entweder per Schiff oder Pipeline von Land aus zu den Bohrinseln auf dem Meer transportiert.

Illustration zeigt Querschnitt durch verschiedene Bodenschichten. Durch eine Leitung wird über einen Turm an der Oberfläche Flüssigkeit in eine der tiefen Gesteinsschichten befördert.

Injektion. Das CO2 wird zwischen 1.000 und 3.000 Kilometer unter dem Meeresboden gespeichert. Dort befinden sich zum einen ehemalige Gas- und Öl-Speicherstätten und zum anderen saline Aquifere. Das sind salzwasserführende poröse Gesteinsschichten, welche sich besonders gut für die Speicherung von Gasen eignen. Wenn die Kapazität einer Speicherstätte ausgeschöpft ist, wird das Bohrloch sicher mit einem Stopfen versiegelt, sodass kein CO2 entweichen kann. Die Bohrlöcher werden laufend überwacht, um Leckagen zu verhindern.

Weiterführende Informationen

FAQ -  Häufig gestellte Fragen und Antworten

Was hat GeZero mit dem Klimaschutz zu tun?

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 das  zu erreichen, müssen wir jetzt und schnell handeln. Im Bundes-Klimaschutzgesetz ist  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 im Einklang mit der 1,5-°C-Roadmap der Science Based Targets initiative (SBTi).

Zu den Klimaschutzzielen von Heidelberg Materials.

Warum sind CCUS-Technologien 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, besteht in der Abscheidung des CO₂ zur anschließenden Nutzung oder Speicherung (Carbon Capture, Utilisation and Storage, CCUS). Es herrscht ein breiter wissenschaftlicher Konsens darüber, dass CCUS-Technologien für nicht oder nur schwer vermeidbare Emissionen unbedingt erforderlich sind. Sie ergänzen den Ausbau erneuerbarer Energien, die Kreislauf- und Wasserstoffwirtschaft, die Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz sowie die Potenziale natürlicher CO₂-Senken. 

Weichen für CCUS in der EU und in Deutschland sind gestellt

Deutschland und die Europäische Union sind aktuell im Begriff, 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 werden – 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 in die praktische Umsetzung zu gehen. Entscheidend ist, dass die deutsche Politik den Rechtsrahmen schafft und so für Machbarkeit und Investitionssicherheit sorgt. 

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 (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 angestoßen. Einige Zementwerke werden dadurch bereits vor 2030 vollständig dekarbonisiert sein – wie z. B. die Werke in Edmonton/Kanada, Padeswood/Großbritannien, Geseke/Deutschland und Mitchell/USA. 

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

Das Konzept der CO₂-Abscheidung und -Speicherung (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.  

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 längsten 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 vielversprechender 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.

Was ist der EU Innovation Fund?
 EU Innovation Fund

Der EU Innovation Fund ist ein Instrument der EU zur Unterstützung der Transformation der europäischen Industrie hin zur Klimaneutralität. Die Fördermittel konzentrieren sich auf hochinnovative Technologien und Vorzeigeprojekte in Europa, die signifikante Emissionsreduktionen ermöglichen. Geförderte Projekte verpflichten sich, ihre Lerneffekte zu teilen und an Aktivitäten teilzunehmen, die eine Skalierung auf kommerzielle Ebenen erleichtern, die Einführung beschleunigen und die Kommerzialisierung der Technologien vorantreiben. Der EU Innovation Fund wird durch den Handel mit CO₂-Zertifikaten im Rahmen des EU ETS finanziert. Mehr Informationen gibt es hier. 

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Feline Straßburger

Stakeholder Engagement & Communication Manager GeZero