Die Bauwirtschaft steht vor einer der größten Transformationen ihrer Geschichte. Neue Technologien versprechen, Gebäude nicht nur nachhaltiger, sondern zu aktiven Klimaschützern zu machen. Gleichzeitig geraten etablierte Rohstoffquellen unter Druck. Zwischen Forschungslabor und Baustelle entscheidet sich, ob der Traum vom grünen Bauen Realität wird.

Beton als aktiver CO₂-Speicher – die Technologie von morgen

Beton ist heute der Klimasünder Nummer eins der Baubranche: Weltweit werden jährlich rund 30 Milliarden Tonnenverbaut, bei deren Herstellung enorme Mengen Kohlendioxid freigesetzt werden. Forschende der ETH Zürich arbeiten an einem radikalen Ansatz: Beton, dem Kohlenstoffgranulat zugesetzt wird. Dieses Granulat wird aus CO₂ gewonnen, das direkt aus der Luft abgeschieden wird. Der Prozess ist komplex. In einem ersten Schritt wird Kohlendioxid mit grünem Wasserstoff zu Methan umgewandelt, anschließend in festen Kohlenstoff gespalten und schließlich als Granulat dem Beton beigemischt. Ergebnis: Ein Material, das mehr CO₂ speichert, als es bei der Zementproduktion verursacht. Die Chancen sind gewaltig – aber die Hürden ebenso. Für die Herstellung des Kohlenstoffgranulats sind große Mengen erneuerbarer Energie nötig, die erst nach der Energiewende im Überfluss vorhanden sein werden. Außerdem muss der Bauschutt nach dem Abriss dauerhaft deponiert werden, um das gespeicherte CO₂ nicht wieder freizusetzen. In einer Welt mit knappen Deponieressourcen ist das ein ungelöstes Problem.

Holz und Bambus – traditionelle Baustoffe mit Zukunftspotenzial

Holz bleibt ein Eckpfeiler nachhaltigen Bauens. Fachwerkhäuser beweisen seit Jahrhunderten, dass Holz CO₂ langfristig binden kann. Forschungen des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung zeigen: Würde der Holzanteil in Neubauten weltweit massiv steigen, könnten bis 2100 mehr als 100 Milliarden Tonnen CO₂ gebunden werden. Doch Holz ist nicht unbegrenzt verfügbar. Klimawandel, Schädlingsbefall und Übernutzung bedrohen Wälder. Ohne konsequentes Waldmanagement und Wiederaufforstung droht ein Rohstoffengpass, der das Potenzial von Holz als Klimaretter einschränkt. Ähnliches gilt für Bambus, der vor allem in Asien eine zentrale Rolle spielt.

Kreislaufwirtschaft: Der geschlossene Materialkreislauf

Neben neuen Materialien setzen viele Forschende auf radikale Kreislaufstrategien. Der Traum: Zement und Zuschläge wie Sand und Kies werden am Ende des Lebenszyklus vollständig recycelt. Erste Pilotanlagen zeigen, dass dies technisch machbar ist. Sollte es gelingen, könnte die Bauindustrie ihren Rohstoffbedarf drastisch senken. Oliver Blask von der Technischen Hochschule Ingolstadt denkt noch weiter. Für ihn beginnt Nachhaltigkeit bei der Planung: „Am besten entsteht Bauschutt erst gar nicht.“ Das bedeutet: Langlebige Materialien, modulare Grundrisse und flexible Nutzungskonzepte. Ein Parkhaus könnte dann Jahrzehnte später zu einem Büro oder einer Wohnung werden – ohne Abriss und Neubau.

Die Krise der Sekundärrohstoffe

Parallel zu diesen visionären Ansätzen schrumpft das Angebot an industriellen Nebenprodukten, die bisher als günstige Rohstoffe dienten. Flugasche aus Kohlekraftwerken, Schlacke aus Hochöfen, Rea-Gips aus der Rauchgasentschwefelung – allesamt Materialien, die Zement und Beton teilweise ersetzten – verschwinden. Eine Studie des Leibniz-Instituts RWI prognostiziert: Bis 2040 wird Rea-Gips ganz wegfallen, Flugasche sich halbieren und auch Schlacke um zwei Drittel zurückgehen. Das bedeutet: Mehr Primärrohstoffe wie Sand, Kies und Kalkstein werden gebraucht – mit ökologischen und gesellschaftlichen Konflikten um Abbauflächen und Genehmigungen.

Digitalisierung und KI: Von der Forschung in die Praxis

Technologische Durchbrüche entstehen nicht nur bei den Materialien selbst. Digitale Werkzeuge wie Building Information Modeling (BIM) und Künstliche Intelligenz optimieren Materialeinsatz, Bauabläufe und Wartung. KI-gestützte Analysen können vorhersagen, wo Material gespart oder wiederverwendet werden kann. In Forschungsprojekten entstehen bereits digitale Zwillinge ganzer Gebäude, die über Jahrzehnte Daten sammeln. Diese Systeme ermöglichen vorausschauende Instandhaltung und reduzieren unnötigen Abriss.

Verändertes Bauen reduziert den Materialbedarf

Ein weiterer Trend wirkt der Rohstoffkrise entgegen: Bauen im Bestand. Immer häufiger werden bestehende Gebäude aufgestockt, umgebaut oder saniert, statt sie abzureißen. Im Wohnungsbau verschiebt sich der Fokus von Einfamilienhäusern hin zu Mehrfamilienhäusern, die pro Wohnung weniger Material benötigen. Auch im Infrastrukturbereich gilt zunehmend: Erhalt vor Neubau.

Fazit: Der Wettlauf gegen die Zeit

Die grüne Baustoffrevolution ist nicht am Ende, sondern steht am Anfang – und zugleich am Scheideweg. Innovationen wie CO₂-speichernder Beton, Kreislaufwirtschaft und digitale Steuerung könnten die Branche grundlegend verändern. Doch Rohstoffknappheit, Energiebedarf und politische Hürden drohen, diesen Fortschritt auszubremsen.

Die nächsten zehn Jahre werden entscheiden, ob Bauen ein Werkzeug zur Klimarettung wird – oder ob die Branche im Beton der Vergangenheit stecken bleibt.

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In Rom wurde Beton bereits für die imposanten und bis heute verblüffend gut erhaltenen Bauwerke verwendet. Das Pantheon beispielsweise wäre ohne die Verwendung von Beton konstruktiv nicht möglich gewesen gewesen.

Ein Forscherteam hat sich nun auf die Spurensuche begeben, um zu erforschen, was den Beton der römischen Antike so langlebig gemacht hat. Das Ergebnis der Untersuchungen ist eine Herstellungstechnik, von der wir heute lernen können. Denn sie bietet Inspiration für nachhaltige Betonrezepturen der Zukunft.

Ein bekanntes Beispiel für die herausragenden Fähigkeiten des römischen Betons ist das Pantheon in Rom. Das beeindruckende Bauwerk mit seiner riesigen Kuppel ist seit fast 2000 Jahren weitgehend intakt geblieben. Wie haben die Römer das geschafft? Das Forscherteam entdeckte, dass der Beton der Antike aus einer Mischung aus vulkanischem Gestein, Kalkstein und Meerwasser bestand. Eine solche Zusammensetzung machte den Beton widerstandsfähig gegenüber den Einflüssen von Witterung und Wasser.

Doch das Geheimnis des antiken Betons liegt nicht nur in seiner Mischung, sondern auch in seiner Herstellung. Die Römer verwendeten eine Technik, die als „opus caementicium“ bekannt ist. Dabei wurden die Zutaten des Betons in Formen gegossen und mit einem Stempel verdichtet, um Luftblasen zu entfernen. Anschließend wurde der Beton für einige Zeit feucht gehalten, um eine langsame und kontrollierte Trocknung zu gewährleisten. Dies führte zu einer besonders dichten und widerstandsfähigen Struktur.

Die Erkenntnisse des Forscherteams könnten nun dazu beitragen, Betonrezepturen zu entwickeln, die langlebiger und nachhaltiger sind als herkömmlicher Beton. Denn heutiger Beton wird oft aus einer Mischung von Zement, Sand, Wasser und Gesteinskörnungen hergestellt, die nicht nur energieintensiv, sondern auch wenig umweltfreundlich ist.

Doch durch die Rückbesinnung auf die Herstellungstechnik des antiken Betons und die Verwendung von natürlichen Rohstoffen wie Vulkanstein und Kalkstein könnte eine nachhaltigere Betonproduktion möglich werden. So könnten Bauwerke der Zukunft nicht nur robust und langlebig sein, sondern auch umweltfreundlicher und ressourcenschonender gebaut werden.

Insgesamt zeigt die Erforschung des antiken Betons, dass die Vergangenheit wertvolle Inspiration für die Zukunft bieten kann. Durch die Wiederentdeckung bewährter Techniken und den Einsatz natürlicher Rohstoffe können wir nicht nur nachhaltigere Betonrezepturen entwickeln, sondern auch zu einer nachhaltigeren Architektur beitragen. mehr

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