Erforschung der Verwendung von Umweltstämmen für die Herstellung von Biozement

März 3, 2025

Eine aktuelle Studie untersucht die Wirksamkeit von Umweltstämmen für die Herstellung von Biozement. Der Hauptautor der Studie, Dimitrios Terzis, ist ein leitender Wissenschaftler der EPFL und Mitbegründer von Medusoil, einem Unternehmen, das organische Bindemittel herstellt und 2024 eine Produktionsanlage in Waadt eröffnet.

„Für mich ist es wichtig, weiterhin Grundlagenforschung zu betreiben“, sagt Terzis, ein Bauingenieur am Labor für Bodenmechanik der EPFL. Sein Unternehmen Medusoil stellt organische Bindemittel her, die ähnlich wie Biozement sind. Für die Studie, die er kürzlich in Scientific Reports veröffentlichte, arbeitete Terzis mit Wissenschaftlern der Fachhochschule Südschweiz zusammen, um 50 Bakterienstämme zu analysieren, die von Ackerland im Kanton Tessin stammen. Dieses Land wird für die Weidehaltung von Milchkühen genutzt und hat sich aufgrund des reichlich vorhandenen Kalziums als besonders geeignet für die Produktion 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 Wissenschaftler 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.

Proben von Biozement in der Produktionsstätte von Medusoil im Kanton Waadt. © Alain Herzog / EPFL 2025 – CC

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 einer Reihe von geotechnischen und baulichen 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 eingesetzt, um Betonzuschlagstoffe aus abgerissenen Gebäuden wiederzugewinnen. Und 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 einzuleiten.

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 kürzlich per Lastwagen nach Rumänien transportiert, wo sie zur Verstärkung von Straßen eingesetzt wurde. Das Unternehmen will seine hochmoderne Forschung und Entwicklung fortsetzen und hat für dieses Jahr Projekte in Frankreich, dem Nahen Osten und den Niederlanden in Aussicht gestellt.