Algenbeton könnte Zement ersetzen und Kohlenstoff speichern

Forscher berichten, dass sich Algen zu einem Betonzusatzstoff verarbeiten lassen, der einen Teil des Zements ersetzt und beim Aushärten zusätzlich Kohlenstoff speichert.

Damit erhält eine gewöhnliche Küstenpflanze eine neue Aufgabe: Sie könnte die Umweltbelastung von Beton senken, noch bevor ein Bauwerk fertiggestellt ist.

Algenpulver im Frischzement

In den getesteten Mischungen begann der Weg der Algen in Aufzuchtbecken und endete als dunkles Pulver, das im feuchten Zement verteilt wurde.

An der University of Miami leitete der Bauingenieurprofessor Ali Ghahremaninezhad Anpassungen, durch die der Werkstoff mehr Zement ersetzen konnte, ohne das zentrale Versprechen des Projekts zu gefährden.

Dieses Ziel ließ sich nicht allein durch das Beimischen von Algen erreichen, denn unbehandeltes Material kann das Abbinden und den Zusammenhalt des Betons beeinträchtigen.

Das Ergebnis wirft die entscheidende Frage auf, die der weitere Artikel beantworten muss: Kann diese emissionsärmere Rezeptur so leistungsfähig sein wie Beton, dem Menschen bereits vertrauen?

Von Algen zu Biokohle

Auf Virginia Key, einer vorgelagerten Insel vor Miami, züchtet die Aufzuchtanlage der University of Miami die einheimischen Algen für die Versuche.

Nach der Ernte werden die Algen zu Biokohle, einem kohleähnlichen Kohlenstoffmaterial, indem Hitze unter Sauerstoffmangel den Großteil der Gase austreibt.

Die Poren des Materials können Wasser aufnehmen und schaffen zusätzliche Stellen, an denen sich Zementprodukte bilden können. Deshalb ist die Behandlung so wichtig.

Sobald die Algen dieses Stadium erreicht haben, geht es im Projekt nicht mehr um Seegras selbst, sondern um Ingenieurwesen.

Zement und Kohlenstoffemissionen

Der größte Teil der Klimabelastung von Beton stammt vom Zement. Dessen Herstellung verursacht etwa 7 bis 8 Prozent der weltweiten Kohlenstoffemissionen.

Bei der Produktion wird Kohlenstoff sowohl durch Brennstoff in den Öfen freigesetzt als auch durch Kalkstein, der sich unter extremer Hitze zersetzt.

Jeder Sack Zement, der aus einer Mischung herausgenommen wird, verringert die Emissionen, bevor ein Gebäude überhaupt seinen Zweck erfüllt.

Selbst der Ersatz eines Teils dieser Zutat ist bedeutsam, weil Beton so verbreitet eingesetzt wird, dass kleine Änderungen der Rezeptur rasch große Wirkung entfalten.

Höherer Ersatzanteil

Frühere Tests mit Biokohle im selben Labor zeigten, dass die Dosierung die Rissheilung verbessern oder die Festigkeit verringern kann.

Dieser Zielkonflikt erklärt, weshalb das Team in Miami die Algenkohle vor dem Mischen behandelt, statt einfach mehr davon hinzuzugeben.

Eine separate Studie zu Biokohle aus Algen ergab, dass ein Zementersatz von 30 Prozent nach mehreren Wochen bei der Festigkeit aufschloss.

Diese Ergebnisse garantieren keinen Erfolg in diesem Projekt, zeigen jedoch, dass aus Algen gewonnener Kohlenstoff mehr sein kann als Abfall.

Kohlenstoff im Beton binden

Das Team setzt zudem auf Kohlenstoffhärtung und setzt frischen Beton während des Aushärtens konzentriertem Kohlendioxid aus.

Das Gas reagiert mit kalziumreichen Bestandteilen und bildet stabile Minerale. Dadurch wird der Kohlenstoff Teil des Feststoffs, statt in der Luft zu bleiben.

Bei einem jüngeren Ansatz wurden bis zu 45 Prozent des eingebrachten Kohlendioxids gebunden, ohne den Beton zu schwächen.

Die Mischungen aus Miami sollen diesen Speicherschritt mit einem geringeren Zementanteil verbinden und Emissionen damit gleichzeitig an zwei Stellen verringern.

Algen, Zement und Florida

Florida bietet der Idee ein hartes Testumfeld, denn Salz, Hitze, Feuchtigkeit und Stürme setzen auch herkömmlichem Beton zu.

Jede CO2-ärmere Mischung muss ihre Festigkeit bewahren, Rissen widerstehen und verhindern, dass Wasser und Korrosion leicht eindringen können.

Dieser örtliche Belastungsdruck erklärt, warum das Projekt nicht nur die Verringerung des Kohlenstoff-Fußabdrucks, sondern auch die Haltbarkeit in den Mittelpunkt stellt.

Versagt der Werkstoff an einer Küste frühzeitig, geht der Klimavorteil durch Reparaturen, Ersatz und zusätzlichen Zement verloren.

Förderung und Dynamik

Das Projekt erhielt Unterstützung, nachdem Forschende der University of Miami es im März 2026 bei Climate Correction in Orlando vorgestellt hatten.

Der Zuschuss von $25,000 soll die Anschaffung von Geräten ermöglichen, mit denen die Forschenden die Herstellung der Biokohle präziser steuern können.

„Schauen Sie auf die Probleme in Ihrer Gemeinschaft, arbeiten Sie fachübergreifend und denken Sie kreativ“, sagte Rodriguez.

Diese Haltung ist hier wichtig, weil die Lösung das Zusammenspiel von Meereswissenschaft, Werkstofftechnik und Bauwesen erfordert.

Was sich skalieren ließe

Algen bieten Betonherstellern etwas, das sie dringend benötigen: einen lokalen Ausgangsstoff, der nicht von schrumpfenden industriellen Reststoffströmen abhängt.

Wächst nutzbares Material in der Nähe, sinkt der Transportaufwand, und die Versorgung kann weniger an Kohlekraftwerke oder Stahlwerke gebunden sein.

„Viele der Lösungen, die wir entwickelt haben, stammen aus Dingen, die direkt um uns herum liegen“, sagte Rodriguez.

Trotzdem hängt die Skalierung einer solchen Mischung von gleichbleibender Qualität, niedrigen Kosten und Normen ab, denen Bauunternehmen vertrauen können.

Grenzen vor dem Einsatz

Bislang hat niemand gezeigt, dass Algenbeton unverändert vom Laborzylinder auf Autobahnen, Hochhäuser und Brücken übertragen werden kann.

Langzeitbeständigkeit, Korrosionsverhalten, Aushärtegeschwindigkeit und Kosten werden darüber entscheiden, ob die Idee ein Spezialprodukt bleibt oder zur Standardpraxis wird.

Da die Behandlungsschritte zusätzliche Komplexität schaffen, muss der Klimavorteil größer sein als die Energie- und Geldaufwendungen für ihre Umsetzung.

Solche Unbekannten sind in diesem Entwicklungsstadium normal, erklären jedoch, weshalb vielversprechende Betonrezepturen oft Jahre brauchen, um sich zu verbreiten.

Die nächsten Schritte

Das Projekt aus Miami zeigt, wie ein einzelner Werkstoff zwei Aufgaben zugleich erfüllen kann: eine emissionsintensive Zutat ersetzen und zusätzlichen Kohlenstoff einschließen.

Ob Algenbeton bald auf Baustellen eingesetzt wird oder nicht, hat er bereits verändert, wo Ingenieure nach besserem Zement suchen.