Seetang als Beton-Zusatz: Weniger Zement, mehr Kohlenstoffbindung

Forschende berichten, dass sich Seetang zu einem Betonbestandteil verarbeiten lässt, der einen Teil des Zements ersetzt und beim Aushärten zusätzlichen Kohlenstoff im Material bindet.

Damit rückt eine gewöhnliche Küstenkulturpflanze in eine neue Funktion: Sie könnte die Umweltbelastung von Beton senken, noch bevor ein Gebäude überhaupt fertiggestellt ist.

Seetangpulver im Frischbeton

In den Versuchsrezepturen starteten die Algen in Aufzuchttanks und landeten schließlich als dunkles Pulver, das in frischen Zementleim eingestreut wurde.

An der University of Miami leitete der Bauingenieur-Professor Ali Ghahremaninezhad Anpassungen an, die es ermöglichten, mehr Zement zu ersetzen, ohne das Kernversprechen des Ansatzes aus den Augen zu verlieren.

Dieses Versprechen hängt jedoch nicht allein davon ab, „einfach Algen beizumischen“, denn unbehandeltes Material kann den Abbindeprozess stören und die innere Verbindung des Betons beeinträchtigen.

Genau daraus ergibt sich die Leitfrage für den weiteren Verlauf: Kann eine Rezeptur mit geringeren Emissionen die Leistung liefern, die Menschen von bewährtem Beton erwarten?

Von Algen zu Biokohle

Auf Virginia Key, einer vorgelagerten Barriereinsel bei Miami, kultiviert die UM-Brutanlage die heimischen Algen, die in den Experimenten eingesetzt wurden.

Nach der Ernte werden die Algen zu Biokohle – einem kohleartigen Kohlenstoffmaterial –, wenn Hitze in sauerstoffarmer Umgebung den Großteil der Gase austreibt.

Die poröse Struktur kann Wasser speichern und Zementprodukten zusätzliche Oberflächen bieten, an denen sich Reaktionsprodukte ausbilden; deshalb ist die Behandlung so entscheidend.

Sobald die Algen diesen Punkt erreichen, geht es im Projekt weniger um „Seetang“ als vielmehr um Werkstofftechnik.

Zement und Kohlenstoffemissionen

Der größte Teil der Klimabelastung von Beton stammt vom Zement: Seine Herstellung verursacht etwa 7 bis 8 Prozent der globalen Kohlenstoffemissionen.

Dabei entsteht Kohlenstoff zum einen durch Brennstoffe, die in den Öfen verbrannt werden, und zum anderen durch Kalkstein, der sich unter hoher Temperatur chemisch zersetzt.

Jeder Sack Zement, der aus einer Mischung herausgenommen wird, senkt die Verschmutzung, noch bevor ein Bauwerk überhaupt genutzt wird.

Weil Beton so allgegenwärtig ist, haben selbst kleine Änderungen am Rezept schnell große Wirkung.

Mehr Ersatzanteil erreichen

Frühere Biokohle-Tests im selben Labor zeigten, dass die Dosierung gegensätzliche Effekte haben kann: Sie kann die Rissheilung verbessern oder die Festigkeit verringern.

Diese Spannung erklärt, warum die Gruppe in Miami die Algenkohle vor dem Mischen gezielt behandelt, statt lediglich größere Mengen beizugeben.

Eine separate Studie zu Algen-Biokohle berichtete, dass ein 30 Prozent Zementersatz nach mehreren Wochen bei der Festigkeit aufschloss.

Das ist keine Erfolgsgarantie für die aktuellen Mischungen, deutet aber darauf hin, dass aus Algen gewonnener Kohlenstoff mehr sein kann als ein Reststoff.

Kohlenstoff im Inneren binden

Zusätzlich setzt das Team auf Carbon Curing: Frischer Beton wird während des Aushärtens konzentriertem Kohlendioxid ausgesetzt.

Das Gas reagiert mit calciumreichen Bestandteilen und bildet stabile Minerale – der Kohlenstoff wird so Teil des Feststoffs statt in der Luft zu bleiben.

Ein jüngerer Ansatz fing bis zu 45 Prozent des eingespritzten Kohlendioxids ein, ohne den Beton zu schwächen.

Die Mischungen aus Miami sollen diesen Speicherschritt mit geringerem Zementanteil kombinieren und Emissionen damit gleichzeitig an zwei Stellen reduzieren.

Seetang, Zement und Florida

Florida ist für die Idee ein besonders strenges Testfeld: Salz, Hitze, Feuchtigkeit und Stürme setzen gewöhnlichem Beton stark zu.

Jede Mischung mit niedrigerem CO2-Fußabdruck muss die Festigkeit halten, Rissbildung begrenzen und verhindern, dass Wasser und Korrosion zu leicht eindringen.

Dieser lokale Druck ist der Grund, warum das Projekt neben der Klimabilanz vor allem die Dauerhaftigkeit in den Mittelpunkt stellt.

Versagt das Material früh an der Küste, wird der Klimavorteil durch Reparaturen, Austausch und zusätzlichen Zement schnell wieder aufgezehrt.

Auszeichnung und Rückenwind

Unterstützung erhielt das Projekt, nachdem UM-Forschende es im März 2026 bei Climate Correction in Orlando vorgestellt hatten.

Der Zuschuss in Höhe von $25,000 soll unter anderem Geräte finanzieren, mit denen die Forschenden die Biokohle-Produktion präziser steuern können.

„Look at the problems happening in your community and look across disciplines and think creatively,“ sagte Rodriguez.

Gerade hier ist diese Haltung entscheidend, weil die Lösung nur funktioniert, wenn Meereswissenschaft, Materialtechnik und Baupraxis zusammenarbeiten.

Was sich skalieren ließe

Algen liefern etwas, das Betonhersteller dringend brauchen: einen lokalen Rohstoff, der nicht davon abhängt, dass industrielle Abfallströme schrumpfen.

Wenn nutzbares Material in der Nähe wächst, sinken Transportwege, und die Versorgung hängt weniger an Kohlekraftwerken oder Stahlwerken.

„A lot of the solutions that we’ve derived came from things that are right around us,“ sagte Rodriguez.

Trotzdem wird die Skalierung solcher Mischungen von reproduzierbarer Qualität, niedrigen Kosten und Normen abhängen, denen Bauunternehmen vertrauen.

Grenzen vor dem Start

Bislang ist nicht gezeigt, dass Algenbeton unverändert vom Laborzylinder auf Autobahnen, Hochhäuser und Brücken übertragbar ist.

Langzeitdauerhaftigkeit, Korrosionsverhalten, Aushärtungsgeschwindigkeit und Kosten werden entscheiden, ob daraus ein Nischenprodukt oder gängige Praxis wird.

Weil die Behandlungsschritte zusätzliche Komplexität bringen, muss der Klimavorteil größer sein als die Energie- und Geldaufwände, die zu ihrer Umsetzung nötig sind.

Solche Unklarheiten sind in dieser Phase normal – sie erklären aber, warum sich vielversprechende Betonrezepturen oft erst über Jahre hinweg verbreiten.

Was als Nächstes kommt

Das Vorhaben aus Miami zeigt, wie ein Material zwei Aufgaben zugleich erfüllen kann: einen emissionsintensiven Bestandteil ersetzen und zusätzlichen Kohlenstoff binden.

Ob Algenbeton bald auf Baustellen ankommt oder nicht, hat er bereits verschoben, wo Ingenieurinnen und Ingenieure nach besseren Zementalternativen suchen.