Grüner Asphalt – Zukunft oder Illusion?

Der Asphaltstraßenbau ist von fossilen Rohstoffen abhängig, insbesondere von Erdöl zur Herstellung des Bindemittels Bitumen. Allein in Europa werden etwa zehn Millionen Tonnen Bitumen jährlich für den Asphaltstraßenbau verwendet. Die Umweltbelastung ist beachtlich: Die Herstellung einer Tonne Bitumen benötigt ungefähr 1.000 l Wasser und etwa 15.000 kWh Energie. Es entstehen etwa 712 kg CO2 (Ecoinvent) pro Tonne und die gesamte europäische Bitumenproduktion verursacht fast elf Millionen Tonnen CO2 pro Jahr. Darüber hinaus werfen die aktuellen geopolitischen Entwicklungen zunehmend Fragen zur Verfügbarkeit und Versorgungssicherheit von Erdöl auf.

An der Technischen Universität Braunschweig laufen unter der Leitung von Prof. Wistuba derzeit drei internationale Forschungsprojekte zu biobasierten Bitumenadditiven und Asphalt mit hohen Anteilen an wiedergewonnenem Ausbauasphalt. Neue Asphalttechnologien auf Basis von Bio-Additiven und hohen Recyclinganteilen zeigen ein großes Potenzial zur Reduzierung der Umweltbelastung.

Technologische Grenzen ausloten

Die drei Projekte NOBIT3, ANNA4 und KARIN5 verfolgen alle das Ziel, technologische Grenzen auszuloten, um fossile Materialien zu ersetzen. Die Forschungen umfassen Lebenszyklusanalysen sowie umfangreiche chemische, rheologische und mechanische Laborprüfungen an Bitumen, alternativen Bindemitteln samt neuen Bio-Additiven sowie innovativen Asphaltmischungen. Im Projekt NOBIT3 wird ein Bio-Asphalt gänzlich ohne frisches fossiles Bitumen zusammengesetzt. Vielversprechende Materialien werden auch großtechnisch hergestellt und nachfolgend auf Versuchsstrecken eingebaut und langfristig beobachtet.

Nachhaltigkeit mit Einschränkungen

Es gibt heute keinen vollständigen Bitumenersatz rein aus nachwachsenden Rohstoffen, der gleichwertige Eigenschaften wie Bitumen hat. Aktuell verfügbare Bio-Additive sind meist ölbasierte Produkte, die mit Anteilen aus nachwachsenden Rohstoffen gestreckt sind, die ihrerseits eine deutlich geringere Viskosität als herkömmliches Bitumen aufweisen. Deshalb werden Bio-Additive meist nur zusammen mit einem ausreichend hohen Anteil an wiedergewonnenem Ausbauasphalt eingesetzt, der Altbitumen enthält. Die Untersuchungen zeigen, dass Bindemittelmischungen aus Bio-Additiven und Altbitumen ähnliche Eigenschaften wie frisches Bitumen erreichen können. Gleichzeitig reagieren manche Bio-Additive abhängig von ihrer Herkunft und Zusammensetzung deutlich empfindlicher auf Alterungsverfahren im Labor. Ihr Langzeitverhalten unter realen Verkehrs- und Umweltbedingungen muss daher noch besser erforscht werden, damit neue Produkte auch tatsächlich nachhaltiger sind.

Wie „bio“ sind Bio-Additive tatsächlich? Und haben sie im Vergleich zu Bitumen einen niedrigeren Fußabdruck? Im Projekt NOBIT wurden verschiedene kommerzielle Bio-Additive mithilfe der C14-Analyse untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass manche als biobasiert vermarktete Produkte erhebliche Anteile an fossilen Rohstoffen enthalten. Und die Lebenszyklusanalyse verrät, dass fast alle Bio-Additive eine schlechtere Ökobilanz haben als die gleiche Menge Bitumen – abhängig von Rohstoffherkunft, Verarbeitung, Transportwegen und Energiebedarf für ihre Produktion. Zum Glück wirken sie meist so stark, dass nur eine geringe Menge davon im Asphalt zum Einsatz kommt und ein Bio-Asphalt mit einem hohen Anteil an Altasphalt tatsächlich einen geringeren Fußabdruck aufweist als herkömmlicher Asphalt.

Mehr Transparenz notwendig

Hinsichtlich Zusammensetzung und Ökobilanz von Bio-Asphalten gibt es jedoch noch viel Luft nach oben. Mehr Transparenz bezüglich der tatsächlichen Nachhaltigkeit neuer Asphaltmischungen, angepasste Prüfverfahren sowie Langzeituntersuchungen unter realen Bedingungen werden in den kommenden Jahren in diesem vielversprechenden Materialbereich entscheidend sein.