Umweltbelastung für die Herstellung von Biozement
«Für mich ist es wichtig, weiterhin Grundlagenforschung zu betreiben», sagt Terzis, Bauingenieur am Labor für Bodenmechanik der EPFL. Sein Unternehmen Medusoil stellt organische Bindemittel her, die dem Biozement ähnlich sind. Für die Studie, die er kürzlich in Scientific Reports veröffentlicht hat, analysierte Terzis zusammen mit Forschenden der Fachhochschule Südschweiz 50 Bakterienstämme, die von Ackerflächen im Kanton Tessin stammten. Dieses Land wird für die Weidehaltung von Milchkühen genutzt und hat sich aufgrund des reichlich vorhandenen Kalziums als besonders geeignet für die Herstellung des Biozements von Medusoil erwiesen. Die Biozementierung beruht auf der Stimulierung eines natürlichen Prozesses: der Absonderung eines Enzyms durch Mikroorganismen, das die Bildung von Karbonat auslöst, das sich dann mit dem im Boden weitgehend vorhandenen Kalzium zu Kalzit, einem natürlichen Zement, verbindet.
In der Studie wurde ermittelt, welche natürlich vorkommenden Stämme das für die Karbonatbildung erforderliche Enzym herstellen und fermentiert werden können – zwei Faktoren, die sie zu erstklassigen Kandidaten für die Herstellung von Biozement machen. Die Wissenschaftlerinnen legten eine Kultur des vielversprechendsten Stammes an, der in eine 1,5 Meter hohe Sandsäule eingeimpft wurde. Nach 24 Stunden Infiltration war die Säule stark genug, um ihr Gewicht zu halten und für eine Vielzahl von geotechnischen und umwelttechnischen Anwendungen, wie z. B. Erosion, verwendet zu werden. Die Wissenschaftler fanden auch heraus, dass die Verwendung dieser Sorte die Produktionskosten um 40 % senken könnte.
Ein Paradigmenwechsel
Das vor sieben Jahren gegründete Unternehmen Medusoil liefert organische Bindemittel, deren Kohlenstoffausstoss um mindestens 55 % geringer ist als der von Standardzement, der durch Erhitzen einer Mischung aus 80 % Kalkstein und 20 % Ton hergestellt wird. Biozement kann in zahlreichen geotechnischen und bautechnischen Anwendungen eingesetzt werden, z. B. zur Verstärkung von Dämmen, zur Verhinderung von Bodenerosion durch Wind und zum Schutz von Gebieten, die Erdrutschen, Erdbeben oder zyklischen Belastungen durch den Straßen- und Eisenbahnverkehr ausgesetzt sind. Um eine weitere Anwendung zu testen, wurde der Biozement des Unternehmens bei einem Projekt in Genf zur Rückgewinnung von Betonzuschlagstoffen aus abgerissenen Gebäuden eingesetzt. Da Biozement mehrfach verwendet werden kann, unterstützt er die Kreislaufwirtschaft. In der Studie von Scientific Reports stellen die Autoren fest, dass dieser natürlich vorkommende Biozementierungsprozess in grossem Massstab angewandt werden kann und dazu beitragen kann, einen Paradigmenwechsel hin zu mehr Nachhaltigkeit in der Bauindustrie herbeizuführen.
Neue Produktionsstätte
Mit der Eröffnung einer Produktionsanlage in Molondin, in der Nähe von Yverdon-les-Bains, hat Medusoil 2024 einen neuen Meilenstein erreicht: «Die Anlage kann 400 000 Liter Biozement pro Jahr herstellen, was ausreicht, um fünf Kilometer Flussufer gegen Erosion zu stabilisieren», sagt Vincent Laurençon, Leiter der Produktion bei Medusoil. Das Unternehmen verfügt auch über eine mobile Biozementierungsanlage, die auf die Verwendung lokaler Rohstoffe ausgelegt ist. Sie wurde vor kurzem per Lkw nach Rumänien transportiert, wo sie zur Verstärkung von Strassen eingesetzt wurde. Das Unternehmen beabsichtigt, seine Spitzenforschung und -entwicklung fortzusetzen und hat für dieses Jahr Projekte in Frankreich, im Nahen Osten und in den Niederlanden in Aussicht gestellt.
