Auf dem Weg zu einem nachhaltigen Straßenbau

Von Catrin Jones30. September 2022

Der scharfe Geruch von Teer und Öl, gepaart mit dem lauten Lärm schwerer Maschinen, schreit nicht nach „umweltfreundlich“. Was unternimmt die Industrie also, um sicherzustellen, dass der Bau von Straßen nicht schädlich für die Umwelt ist? Cat Jones untersucht, wie der Straßenbau nachhaltiger wird.

Da Städte und Gemeinden ihre Infrastruktur ausbauen, wächst die Nachfrage nach besseren Transportmitteln. Während der Straßenbau sicherlich nicht zu den nachhaltigsten Bausektoren gehört – vor allem aufgrund der negativen Auswirkungen der Asphaltproduktion auf die Umwelt – werden in der Branche Veränderungen vorgenommen, um sicherzustellen, dass sie auf eine umweltbewusste Zukunft hinarbeitet .

Klimaabkommen und strenge Vorschriften von Regierungen und Behörden weltweit stellen die Asphaltindustrie vor wachsende Herausforderungen bei der Reduzierung von Treibhausgasen wie CO2.

Viele Märkte verzichten auf Kohle als Brennstoff, während mit Öl betriebene Systeme diesen Vorschriften und Beschränkungen unterliegen, sagt Benninghoven. Um auf eine nachhaltigere Zukunft hinzuarbeiten, hat Benninghoven Technologies seine Evo Jet-Mehrstoffbrenner verbessert, die erneuerbare Brennstoffe wie Biomass to Liquid (BtL) und Holzstaub nutzen können und beide darüber hinaus einen CO2-neutralen Fußabdruck haben.

Besitzer von Asphaltmischanlagen müssen darauf achten, die Emissionen zu senken, um die Zukunft des Anlagenstandorts zu sichern. Der Umstieg von Öl oder Kohlenstaub auf Gas sei ein großer Schritt, sagt Benninghoven aus Deutschland – der Einsatz von Erdgas oder Flüssiggas halbiere bereits den CO2-Ausstoß.

Der Holzstaubbrenner Evo Jet von Benninghoven ermöglicht die Verwendung von Holzstaub in Asphaltmischanlagen. Benninghovener Ingenieure sollen die ideale Partikelgröße des Holzstaubs ermittelt haben, der aus Altholz und Holzabfällen entsteht.

Die Brennstoffe der Zukunft, Holzstaub und Biomass-to-Liquid, sind hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit attraktiv, da fossile Brennstoffe nicht nur begrenzt sind, sondern auch immer schwieriger herzustellen sind. Umso wichtiger sei es, so Benninghoven, dass Anlagenbetreiber mit den richtigen Technologien für die Zukunft durch den Einsatz alternativer Brennstoffe gewappnet seien.

Die Reduzierung von Emissionen hat in den letzten Jahren die Maschinenentwicklung vorangetrieben und war für Benninghoven ein zentraler Schwerpunkt.

Zu den Fortschritten des Unternehmens bei der Anwendung von Niedrigtemperaturasphalt gehört, der zwar nicht neu ist, aber heute in den Fokus der Straßenbaubehörden gerückt ist. Die Forderung, den CO₂-Gehalt auszugleichen, Ressourcen zu schonen und den Energieverbrauch zu reduzieren, treibt Innovationen voran und verlangt von Unternehmen in der gesamten Branche, ihre Fähigkeiten weiterzuentwickeln.

Im August 2021 wurde von National Highways offiziell gefordert, dass alle, die am Bau und der Instandhaltung des strategischen Straßennetzes beteiligt sind, insbesondere Planer und Hauptauftragnehmer, Niedrigtemperaturasphalt als Standardbelagsmaterial verwenden, um zur Erreichung des Netto-Nullpunkts beizutragen.

Niedertemperaturasphalt ist ein Gemisch, das eine Herstellungstemperatur zwischen 110° und 130° erfordert. Heißasphalte hingegen werden in einem Temperaturbereich zwischen 140° und 180° hergestellt, am häufigsten sind jedoch 160° mit Heißbitumen als Bindemittel. Der Vorteil besteht darin, dass die Herstellung und Verarbeitung von Niedrigtemperaturmischungen konventionell erfolgen kann.

Nach Angaben des Deutschen Asphaltverbandes werden bereits bei einer Temperatursenkung um 30 °C pro Tonne fertigem Asphalt 0,9 Liter Heizöl (oder gleichwertiger Kraftstoff) eingespart; Eine tägliche Produktion von 2.000 Tonnen Gemisch spart somit 1.800 Liter Öl oder bis zu drei Viertel des jährlichen Energieverbrauchs für die Beheizung eines Hauses – die Reduzierung des CO₂-Ausstoßes beträgt 6.000 kg pro Tag.

Während die im Straßenbau verwendeten Produkte und Materialien neue Techniken übernehmen, die unsere Auswirkungen auf die Umwelt verringern, beginnen lokale Behörden auf der ganzen Welt, Grenzwerte für CO₂-Emissionen einzuführen und diese in einigen Fällen zu einem Teil der Ausschreibungsanforderungen zu machen.

Vinci Autoroutes hat kürzlich ein 24 km langes Projekt an der Westumfahrung von Straßburg in Frankreich mit Investitionen in Höhe von 561 Millionen Euro abgeschlossen – davon wurden 130 Millionen Euro für die Umweltintegration ausgegeben.

Um die negativen Umweltauswirkungen des Baus auszugleichen, wurden auf 1.315 Hektar Land Umweltausgleichsmaßnahmen durchgeführt, damit die Artenvielfalt gedeihen kann. Das Gebiet ist ungefähr viermal so groß wie die Fläche, die von der Straße abgedeckt wird, und die Umgehungsstraße selbst umfasst 130 Pässe, die eine sichere Überquerung für Wildtiere ermöglichen.

Aufgrund der eigenen Richtlinien zur sozialen Verantwortung des Unternehmens sowie umfassenderer gesetzlicher Anforderungen ist Nachhaltigkeit nun ein wichtiger Bestandteil des Auswahlprozesses für Altrad RMD Kwikform.

Martyn Henry, UK-Exportmanager bei Altrad RMD Kwikform, sagt: „Kunden fordern jetzt mehr von ihren Anbietern von temporären Baulösungen in Bezug auf Kosteneffizienz, umweltbewusste Materialauswahl und eine Reduzierung vermeidbarer Abfälle – im Hinblick auf verschwendete Arbeitskräfte und.“ Materialkosten.

„Bei Straßenbrücken werden alle temporären Baukomponenten entweder aus Stahl oder Aluminium hergestellt, sodass sie nach Ablauf ihres Lebenszyklus durch Beschädigung oder Abnutzung recycelt werden können.“

Staatliche und behördliche Vorschriften veranlassen viele Unternehmen, die von ihnen verwendeten Materialien zu bewerten und zu prüfen, wie sie die Auswirkungen auf die Umwelt bei Straßenbauprojekten reduzieren können. Altrad RMD Kwikform hat von der Verwendung von Sperrholz für Terrassendielen auf Alkus umgestellt.

ARMDK Alkus-Platten sind solide Kunststoff-Schalungsplatten aus aluminiumverstärktem Polypropylen und sollen bis zu 1.500 Einsätze mit nur einer Platte ermöglichen.

Diese Änderung ist darauf zurückzuführen, dass Alkus länger hält und umweltfreundlicher ist und außerdem kein mit Chemikalien imprägniertes Sperrholz mehr verwendet wird. Das Unternehmen gibt an, dass Alkus auch weniger Verschwendung verursacht, da die Terrassendielen wiederverwendet und nicht verschrottet werden, wie dies zuvor beim Sperrholz der Fall war.

Raman Ojha, globaler Leiter von Shell Construction and Road, ist sich bewusst, dass es mehrere Herausforderungen gibt, wenn es darum geht, den Straßenbau nachhaltig zu gestalten. Er sagt: „Es gibt mehrere Herausforderungen bei der Dekarbonisierung des Straßenbaus. Am auffälligsten ist die Fragmentierung der Branche Warum es einer Zusammenarbeit über die gesamte Wertschöpfungskette bedarf, um sie zu überwinden. Eine Kombination aus Technologie, kohlenstoffarmen Lösungen und unterstützender Regulierung kann den Fortschritt in Richtung Netto-Null beschleunigen.“

Shell hat kürzlich Shell Construction and Road gegründet, ein integriertes Branchenteam, das mit Kunden zusammenarbeitet, um ein maßgeschneidertes Portfolio kohlenstoffarmer und zirkulärer Lösungen zu entwickeln, um die Herausforderungen der Dekarbonisierung zu lösen und die Nachhaltigkeitsziele der Branche zu erreichen.

„Wir haben nicht alle Antworten parat“, sagt Ojha. „Aber durch einen kundengestützten Ansatz arbeiten wir kontinuierlich daran, neue Dekarbonisierungslösungen im Bauwesen zu entdecken.“

Ojha ist davon überzeugt, dass die Senkung der Nachfrage nach neuen Ressourcen durch Design- und Prozessoptimierung und die Verbesserung der Kreislaufwirtschaft bei Materialien eine Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung des Bauwesens spielen muss.

Er fügt hinzu: „Asphalt ist beispielsweise bereits eines der am häufigsten recycelten Materialien weltweit, und der zunehmende Einsatz von wiedergewonnenem Asphaltbelag verdeutlicht die Vorteile der zunehmenden Kreislaufwirtschaft für die Branche.“

„Das Recycling von Asphalt hilft, Ressourcen zu schonen – die National Asphalt Paving Association schätzt, dass durch den Einsatz von recyceltem Asphalt in der Infrastruktur des Landes jedes Jahr fast 2 Milliarden US-Dollar (195 Millionen Euro) an US-Steuergeldern eingespart werden.“

Dura Products, ein in Großbritannien ansässiger Hersteller nachhaltiger Bordsteinalternativen, stimmt ebenfalls zu, dass die Verwendung eines zirkulären Ansatzes bei der Gestaltung des Straßenbaus der Weg in die Zukunft ist. Steve Bennett, Geschäftsführer von Dura Products, sagt: „Das Unternehmen hat das gemeinsame Bedürfnis der Straßenbauindustrie erkannt, ihre Abhängigkeit von neuen Materialien zu verringern, das End-of-Life-Potenzial von Produkten zu erhöhen und eine nachhaltigere Zukunft anzustreben.“

„Seit fast 20 Jahren beweisen wir, dass umweltfreundlicher Straßenbau Realität ist, und wir sind stolz darauf, dass die Nachfrage als Reaktion auf zunehmend umweltbewusste Verbraucher, staatliche Gesetze und den allgemeinen Wunsch, unseren Planeten zu schützen, wächst.“

Eine Abteilung von Bauer Resources, Bauer Environment, hat kürzlich an einem Projekt gearbeitet, das nicht nur einen nachhaltigen Beitrag zu einer sauberen Umwelt leistet, sondern auch im Einklang mit der Kreislaufwirtschaft steht.

In Kirchheim, Deutschland, wurden beim Bau einer Grube für ein neues Wohngebiet Tonnen Kies ausgehoben, der nun für die Betonproduktion wiederverwendet wird. Insgesamt wurden 38.000 m3 ausgehoben und entsorgt, wobei 33.000 m3 Kies zur Verarbeitung zu Beton in nahegelegene Kieswerke transportiert wurden.

Allein in Deutschland sollen jährlich rund 27,5 Millionen Tonnen Beton produziert werden. Bauer glaubt, dass die Betonproduktion nachhaltiger wäre, wenn nur ein kleiner Teil davon aus recyceltem Kies hergestellt würde.

Innovation kann eine entscheidende Rolle bei der Schließung der Kreisläufe in einer Kreislaufwirtschaft spielen. Ojha von Shell ist davon überzeugt, dass es wichtig ist, die Menge an neuen Ressourcen zu reduzieren, die in neu produzierten Asphalt fließen. „Unser Produkt, Shell Bitumen LT R, wird unter Verwendung eines LT-Additivs aus der chemischen Umwandlung von Kunststoffabfällen hergestellt. Es ist nur ein klarer Beweis dafür, wie Innovation in die Praxis umgesetzt werden kann, um Kreisläufe in einer Kreislaufwirtschaft zu schließen.“

Die Reduzierung der Emissionen aus dem Straßenbau könne auch durch die Verwendung niedrigerer Mischtemperaturen erreicht werden, sagt Ojha. Dies kann durch den Einsatz von Bindemitteln mit speziellen Zusatzstoffen erreicht werden, was zu einem reduzierten CO₂-Ausstoß beim Mischen führt.

Ojha sagt: „Unser speziell entwickeltes Bindemittel, Shell Low-Temperature Bitumen, arbeitet bei Produktionstemperaturen, die bis zu 30 °C niedriger sind als herkömmlicher Asphalt, wodurch die Emissionen reduziert werden, die beim Erhitzen und Mischen von Asphalt entstehen, und auch dazu beitragen, die Kosten des Energieverbrauchs zu kontrollieren.“ .

„Eine weitere Möglichkeit, den Straßenbau nachhaltiger zu gestalten, bietet der Einsatz biogener Materialien. Unser neuestes Produkt, Shell Bitumen CarbonSink, das in Großbritannien zur Herstellung des ersten biogenen Asphalts auf dem Markt verwendet wurde und kürzlich auch in Frankreich erfolgreich getestet wurde, bindet Kohlenstoff auf der Straße und verwandelt sie effektiv in eine „Kohlenstoffsenke“. Der Kohlenstoff bleibt auch bei der Wiederverwertung auf der Straße gebunden, sodass keine Kohlenstoffemissionen in die Atmosphäre gelangen.“

Bauunternehmer, Hersteller und Behörden sind bereit, ihren Teil dazu beizutragen, nachhaltige Alternativen zum Straßenbau zu schaffen. Da die Innovation in der Branche weiter zunimmt, werden sich die Technologien und Prozesse, die wir derzeit kennen, wahrscheinlich weiterentwickeln.

Breedon arbeitet mit Nynas an einer kohlenstoffarmen Deckschicht

Breedon und Nynas haben den ersten Einsatz einer kohlenstoffarmen Deckschicht mit polymermodifiziertem Bitumen (PMB) angekündigt, das eine biogene Komponente enthält.

Das Bindemittel soll speziell dafür entwickelt worden sein, die Nutzungsdauer von Asphalt zu verlängern und den CO2-Fußabdruck der Nutzungsdauer zu verringern. Laut Breedon reduziert dieses PMB, das eine biogene Komponente von Nynas enthält, den CO2-Fußabdruck des Bindemittels im Vergleich zu nicht biogenen Bindemitteln um bis zu 60 %.

Breedon war in Zusammenarbeit mit Nynas der Erste, der in Großbritannien einen PMB mit biogenem Material testete, als man sich für Nypol RE 103 für einen Parkplatz in Nottinghamshire entschied – die typischen engen Wendekreise und der starke Abrieb erforderten einen Hochleistungsasphalt.

„Wir sind stolz darauf, der erste Asphalthersteller und -auftragnehmer im Vereinigten Königreich zu sein, der eine Asphaltdeckschicht aus einem polymermodifizierten Bitumen mit einer biogenen Komponente herstellt und verlegt“, sagt Tony Wilson, technischer Leiter GB bei Breedon.

„Die Eigenschaften des Asphalts und die Testergebnisse zeigen, dass es keinen Leistungsunterschied zwischen Nypol RE 103, dem PMB mit biogenem Material, und Nypol 103 gibt.

„Dieses neue Bindemittel stellt eine große Veränderung für die Branche dar, da es nun die Möglichkeit bietet, einen Asphalt mit PMB-Leistung und einem geringeren CO2-Fußabdruck anzubieten, was die Umweltbelastung einer Fahrbahn deutlich reduzieren wird.“

Springt zurück

Nach einem Umsatzrückgang aufgrund der Pandemie im Jahr 2020 erholten sich die Verkäufe von Asphaltfertigern in Europa im Jahr 2021 wieder auf knapp über 1.100 Maschinen, so das auf Prognosen und Marktforschung spezialisierte Unternehmen Off-Highway Research.

Der Verkauf der meisten Arten von Baumaschinen folgt tendenziell einem Zyklus, der Markt für Straßenfertiger war jedoch in den letzten fünf Jahren stabiler. Die Erholung von der globalen Finanzkrise dauerte lange und die Geschäfte liefen Anfang bis Mitte der 2010er Jahre schlecht. Seit 2017 liegt der Jahresabsatz jedoch ziemlich stabil bei etwa 1.000 bis 1.100 Einheiten pro Jahr (ungeachtet des Jahres 2020).

Off-Highway Research geht davon aus, dass die Verkäufe von Straßenfertigern in den nächsten Jahren steigen werden, während die Verkäufe vieler anderer Gerätetypen zurückgehen oder bestenfalls stagnieren werden. Dies spiegelt die erwartete Zunahme der Straßenbauarbeiten wider, da verschiedene in den Pandemiejahren in Europa gestartete Konjunkturprojekte vor Ort erste Früchte tragen.

Ein weiterer interessanter Punkt von Off-Highway Research ist, dass Europa zwar nur 10–12 Prozent des weltweiten Straßenfertigermarkts ausmacht, rund ein Drittel aller weltweit verkauften Straßenfertiger jedoch in der Region hergestellt werden. Das mit Abstand bedeutendste Land, in dem Pflastersteine ​​hergestellt werden, ist Deutschland, während in Italien auch erhebliche Stückzahlen hergestellt werden.