Ziel ist es, die karbonatisierte Asche als Ersatzbaustoff im Straßenbau sowie perspektivisch in der Betonherstellung einzusetzen.
In Deutschland fallen jährlich rund sechs Millionen Tonnen Rostasche aus Müllverbrennungsanlagen an. Diese werden in spezialisierten Anlagen aufbereitet, um Metalle zurückzugewinnen und mineralische Fraktionen durch Sieb- und Sortierprozesse zu separieren. Die verbleibenden mineralischen Bestandteile besitzen die Fähigkeit, Kohlendioxid chemisch zu binden. Das Projekt zielt darauf ab, ein praxisnahes Karbonatisierungsverfahren zu entwickeln und dessen technische sowie baustoffliche Eignung systematisch zu prüfen.
Für die Versuchsphase wird eine technische Pilotanlage am Entsorgungszentrum Leppe errichtet. Das Zentrum wird vom Bergischer Abfallwirtschaftsverband betrieben, der das Konsortium koordiniert. Neben der TH Köln ist die RWTH Aachen als wissenschaftlicher Partner beteiligt. Die refer GmbH stellt aufbereitete Hausmüllverbrennungsaschen aus ihrer Rostascheaufbereitungsanlage als Ausgangsmaterial bereit.
Im Mittelpunkt steht die Frage, mit welchem Verfahren sich CO₂ effizient und dauerhaft in der Asche einbinden lässt. Untersucht werden die Nasskarbonatisierung unter Wasser sowie eine feuchte Karbonatisierung mit begrenzter Wassermenge. Während bei der Nasskarbonatisierung höhere CO₂-Aufnahmemengen möglich sind, erfordert das Verfahren zusätzliche Energie für die anschließende Trocknung. Die feuchte Karbonatisierung führt zur Ausbildung einer karbonatisierten Oberflächenschicht, wodurch die Diffusion von CO₂ in tiefere Schichten begrenzt sein kann. Die Pilotanlage ist so konzipiert, dass beide Ansätze unter realitätsnahen Bedingungen vergleichend bewertet werden können.
Nach der verfahrenstechnischen Optimierung steht die bautechnische Anwendung im Fokus. In ungebundener Form kann karbonatisierte Asche natürliche Gesteinskörnungen wie Kies oder Sand im Straßen- und Erdbau substituieren. Darüber hinaus wird geprüft, inwieweit sich das Material als Bestandteil in der Betonherstellung einsetzen lässt. Für diesen Anwendungsbereich ist eine definierte und gleichbleibende Materialqualität erforderlich, weshalb ergänzende Aufbereitungs- und Zerkleinerungsprozesse untersucht werden. Maßgeblich ist die Einhaltung einschlägiger Normen und umweltrechtlicher Anforderungen.
Das Verbundvorhaben KARMA zur Karbonatisierung von Müllverbrennungsaschen wird im Rahmen des Förderwettbewerbs „CCU-Modellregionen NRW“ vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unterstützt. Die Förderung läuft bis Mitte 2028 und umfasst rund eine Million Euro. CCU steht für Carbon Capture and Utilization und bezeichnet Verfahren zur Abscheidung und stofflichen Nutzung von Kohlendioxid im Sinne einer klimarelevanten Kreislaufwirtschaft.
