Null CO2–Emissionen bis 2050. Dies ist das ehrgeizige Ziel, das sich die EU zur Bekämpfung des globalen Klimawandels gesetzt hat. Die hohe CO2-Konzentration gilt nämlich als Hauptursache für dieses Ungleichgewicht. Die hard-to-abate Sektoren (HTA) wie Bauindustrie, Zement, Stahl, Chemie und Keramik, die die treibende Kraft der italienischen Wirtschaft sind, sind daher aufgerufen, bereits bis 2030 mit einer Senkung der CO2-Emissionen um 55 % gegenüber 1990 zu reagieren.

In diesem Szenario ist die Keramikfliesenindustrie aufgerufen, Maßnahmen zu ergreifen, um einen ökologischen Übergang und eine zunehmend nachhaltige Entwicklung zu fördern. Im Jahr 2021 steht unser Land mit einer Produktionsfläche von rund 430 Millionen m2 weltweit an sechster Stelle der Keramikfliesenhersteller. Insbesondere die Emilia-Romagna mit den Bezirken Modena und Reggio Emilia verfügt über mehr als 90 % der nationalen Produktion. Schätzungen zufolge wird die Weltproduktion von Keramikfliesen zwischen 2021 und 2025 um durchschnittlich 5 % pro Jahr steigen.

Es ist daher klar, dass der Sektor auf eine weitere Reduzierung der CO2-Emissionen hinarbeiten muss. Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft sind die beiden Eckpfeiler für die Förderung von Revitalisierungsmaßnahmen, die darauf abzielen, den Verbrauch von Rohstoffen, das Abfallaufkommen und die Entsorgungskosten durch die Förderung von Verwertungs- und Wiederverwendungstechnologien zu minimieren.

Dies ist der Hintergrund des Projekts CCS4CER: Carbon Capture storage and CO2 mineralisation for Ceramic Industry, finanziert durch die europäischen Fonds der Region Emilia-Romagna, PR-FESR2021/2027, Achse 1 Forschung, Innovation und Wettbewerbsfähigkeit, Aktion 1.1.2 (https://www.ccs4cer.it/). Das Projekt zielt darauf ab, den besten Weg zu finden, um das von Keramikfabriken produzierte CO2 abzuscheiden und einen neuen Weg zu finden, um Abfälle, die derzeit ungenutzt sind (z. B. verbrauchter Kalk), durch Mineralisierungsprozesse zu recyceln.

Am Projekt CCCS4CER, das vom Keramikzentrum koordiniert wird, sind die folgenden Labors des Hochtechnologienetzes der Region Emilia-Romagna beteiligt: CIRI-FRAME Alma Mater Studiorum der Universität Bologna, LEAP Milan Polytechnic und Romagna Tech. Ebenfalls beteiligt, wenn auch nicht finanziert, sind führende Unternehmen des Keramiksektors wie Ascot Gruppo Ceramiche, Panariagroup Industrie Ceramiche S.P.A. und SACMI Cooperativa Meccanici Imola S.C.

Die Stärke der Partnerschaft liegt, neben der Präsenz des Unternehmens, in der Multidisziplinarität der beteiligten Partner. Das Centro Ceramico stellt sein Fachwissen in den Bereichen Verfahren, Rohstoffcharakterisierung, Endprodukte und Abfälle zur Verfügung, wobei es sich auch auf seine anderen technologischen Transferleistungen stützt. Mit der Verbreitung der Ergebnisse wird Romagna Tech betraut.

Mit der Unterzeichnung der Vereinbarung (15. Februar 2024) und den ersten Treffen zwischen den Partnern begannen die Aktivitäten, die in 6 Arbeitspakete (WP) mit einer Gesamtdauer von 30 Monaten unterteilt sind.

Die erste Phase sieht die Analyse des Kontextes im Keramikfliesensektor vor, mit der Identifizierung und Charakterisierung der am besten für den Mineralisierungsprozess geeigneten Keramikfliesen, die von den Partnern des Unternehmens und anderen Produktionseinheiten zur Verfügung gestellt werden. Besonderes Augenmerk wird auf den geeigneten Kalk gelegt, der sich aus der Reduzierung der Rauchgase ergibt. Bekanntlich werden bei der Herstellung von Keramikfliesen fast alle im Produktionsprozess anfallenden Roh- und/oder Kochabfälle recycelt, doch der bei der Rauchgasreinigung anfallende verbrauchte Kalk wird heute als gefährlicher Abfall auf Deponien entsorgt. Schätzungen zufolge wurden im Jahr 2020 rund 365.000 Tonnen verbrauchter Kalk aus der italienischen Fliesenproduktion entsorgt.

Dieser Kalk kann in einem CO2-Mineralisierungsbereich zu CaCO3 verarbeitet werden (das in Zukunft direkt aus der Abscheidung in derselben Produktionsanlage recycelt werden soll). Dieser Prozess wird untersucht und optimiert, indem die besten Betriebsbedingungen sowohl in der Gas- als auch in der Flüssigphase ermittelt werden. Die zurückbehaltenen Materialien wie CaCO3, CaF2 und CaSO4 werden als neue Rohstoffe für den Bausektor verwendet (kohlenstoffarme Mörtel und/oder Öko-Zemente). Die am besten geeigneten und kommerziell verfügbaren Dekarbonisierungstechnologien für Energie- und Umweltkosten und ihre Anwendbarkeit auf den Keramikherstellungsprozess werden ebenfalls bewertet.

Es wird also daran gearbeitet, die folgenden Ziele zu erreichen: (I) Verringerung der CO2-Emissionen durch CO2-Abscheidung, (II) Umwandlung auch gefährlicher Abfälle in Produkte, die hauptsächlich aus Kohlenstoff bestehen, durch Mineralisierung von CO2, (III) Verwendung von Produkten mit niedrigem CO2-Gehalt im Bausektor.

Die erwarteten Ergebnisse des Projekts sollen daher der europäischen Forderung nach einem Weg zur Klimaneutralität entsprechen, der für die langfristige Wettbewerbsfähigkeit der italienischen Industrie von grundlegender Bedeutung ist, die sich seit Jahren in der Welt als Musterbeispiel für technologische Innovation und ökologische Nachhaltigkeit hervorhebt.

Autoren: Valentina Scognamiglio(1), Maria Chiara Bignozzi(1), Stefania Albonetti(2), Maurizio Spinelli(3), Laura Saragoni(4)

1 Centro Ceramico, Sassuolo (MO), Italien
2 Dip. Chimica Industriale “Toso Montanari”, Bologna (BO), Italien
3 Politecnico di Milano, Energy Department, Milano (MI), Italien
4 Romagna Tech, Faenza (RA), Italien