Umwelt- und Wirtschaftsbewertung der ägyptischen Zementproduktion unter Verwendung von Ersatzbrennstoff aus Siedlungsabfällen

Müll in Baustoffenergie verwandeln

In Ägyptens Städten fallen täglich Berge von Haushaltsmüll an, ein großer Teil davon landet auf offenen Deponien. Gleichzeitig verbrennen die Zementwerke des Landes große Mengen Kohle und Gas und stoßen klimaschädliche Gase aus. Diese Studie untersucht eine einfache, aber wirkungsvolle Idee: Was wäre, wenn ein Teil dieses Mülls gereinigt, zu einem Brennstoff verarbeitet und dann in Zementwerken eingesetzt würde – wodurch zugleich Verschmutzung und Abfall reduziert werden?

Warum Abfall und Zement so eng verbunden sind

Zement ist das Rückgrat der modernen Bauwirtschaft, hat aber einen hohen ökologischen Preis. Für die Produktion einer Tonne Zement wird typischerweise viel Energie benötigt und es entstehen etwa 0,8 Tonnen Kohlendioxid, sowohl durch die Verbrennung von Brennstoffen als auch durch das Erhitzen von Kalkstein. In Ägypten stammt der größte Teil dieser Energie noch aus fossilen Brennstoffen, während jährlich rund 28 Millionen Tonnen Siedlungsabfälle anfallen, die überwiegend offen abgelagert werden. Die Autorinnen und Autoren sahen die Chance, diese beiden Herausforderungen zu verbinden: Einen Teil des Abfalls in einen sogenannten Ersatzbrennstoff (RDF) umzuwandeln und diesen in Zementöfen statt Kohle und Erdgas einzusetzen.

Wie aus Müll ein nutzbarer Brennstoff wird

Die Studie untersuchte eine RDF-Anlage in Alexandria, die gemischte Haushaltsabfälle verarbeitet. Lkw liefern den Abfall an, der dann sortiert wird, um Wertstoffe und sperrige Gegenstände zu entfernen. Das verbleibende Material wird zerkleinert, gesiebt, zur Feuchtereduktion getrocknet, erneut zerkleinert, auf eine einheitliche Größe gebracht und einer Luftseparation unterzogen, um Staub und sehr leichte Fraktionen zu entfernen. Aus etwa drei Tonnen gemischtem Abfall entstehen ungefähr eine Tonne RDF – reich an Kunststoffen, Papier, Textilien und Holz und mit genug Energieinhalt, um in Zementöfen gut zu brennen. Die RDF-Herstellung verbraucht zwar Strom und Diesel, insbesondere beim Trocknen, sie lenkt aber auch Abfall von Deponien ab und reduziert die Notwendigkeit, fossile Brennstoffe abzubauen und zu transportieren.

Testen verschiedener Brennstoffmischungen in Zementwerken

Um zu sehen, welchen Unterschied RDF macht, verwendeten die Forschenden eine Lebenszyklusanalyse, eine Methode, die Umweltwirkungen vom Rohstoffabbau bis zur Werksausgangsschwelle erfasst. Sie modellierten fünf Szenarien zur Produktion einer Tonne Zement: vom heutigen ausschließlich fossilen Betrieb bis hin zum vollständigen Ersatz von Kohle und Gas durch RDF. In allen Fällen blieb der insgesamt benötigte Ofenwärmebedarf gleich; nur die Brennstoffmischung änderte sich. Mit steigendem RDF-Anteil von 0 auf 100 Prozent sanken nahezu alle Wirkungsgrößen – etwa Treibhausgase, säurebildende Emissionen und giftige Schadstoffe, die Wasser und Boden belasten – stetig. Im Voll-RDF-Szenario ging die Klimawirkung um etwa 19 Prozent zurück, und der Verbrauch fossiler Energieträger um mehr als 60 Prozent gegenüber dem reinen Fossil-Basisszenario.

Umweltgewinne und wirtschaftliche Abwägungen

Das Team prüfte auch die Kosten für RDF-Produktion und Zementherstellung. Die RDF-Erzeugung erfordert Investitionen in Lagerung, Handhabung und Sicherheitssysteme sowie laufende Ausgaben für Wartung, Strom und Personal. Dennoch erwies sich der daraus resultierende Brennstoff pro Energieeinheit als günstiger als importierte Kohle und Erdgas. Für ein Zementwerk mit nur 20 Prozent RDF sank der Betriebsaufwand pro Tonne Zement um etwa sechs Dollar, während der Gesamtertrag nahezu unverändert blieb. Bei höheren Substitutionsraten machten die Einsparungen beim Brennstoffeinkauf und mögliche Einnahmen durch Entgegennahme von Abfall (Annahmegebühren) RDF wirtschaftlich besonders attraktiv, vor allem in einem Land, das stark von importierten fossilen Brennstoffen abhängig ist.

Was das für sauberere Städte und stabilere Straßen bedeutet

Kurz gesagt zeigt diese Studie, dass die Umwandlung von sortiertem Haushaltsabfall in Brennstoff für Zementwerke eine „zwei Fliegen mit einer Klappe“-Lösung sein kann: weniger Müll, der auf Deponien verrottet oder verbrannt wird, und eine sauberere, günstigere Zementproduktion. Es gibt technische Herausforderungen – etwa die Kontrolle von Spurenmetallen und Dioxinen sowie die Sicherstellung gleichbleibender RDF-Qualität – doch die Ergebnisse deuten darauf hin, dass hohe RDF-Anteile Klimaemissionen und Fossilenergiebedarf deutlich senken können, ohne die Wirtschaftlichkeit der Werke zu gefährden. Für Länder mit schnellem Städtewachstum und steigendem Abfallaufkommen bietet die Nutzung von Müll zur Energieversorgung der Fabriken, die ihre Städte bauen, einen praktikablen Weg zu einer kreislauforientierteren und weniger verschmutzenden Wirtschaft.

Zitation: Ali, A., Abuarab, M.E., Ibrahim, M.M. et al. Environmental and economic evaluation of Egyptian cement production using refuse-derived fuel from municipal solid waste. Sci Rep 16, 11369 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44273-2

Schlüsselwörter: Ersatzbrennstoff, Zementproduktion, Siedlungsabfälle, Lebenszyklusanalyse, Abfall-zu-Energie