Seetang im Beton: Weniger Zement, mehr gebundener Kohlenstoff

Forschende berichten, dass sich Seetang zu einem Betonzusatz verarbeiten lässt, der einen Teil des Zements ersetzt und beim Aushärten zusätzlich Kohlenstoff bindet.

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

Seetangpulver im frischen Zement

In den Versuchsrezepturen starteten die Algen in Aufzuchtbecken und endeten als dunkles Pulver, das in den noch feuchten Zement eingemischt wurde.

An der University of Miami steuerte der Bauingenieur-Professor Ali Ghahremaninezhad Anpassungen, damit sich mehr Zement ersetzen lässt, ohne das zentrale Versprechen des Projekts zu gefährden.

Denn es reicht nicht, Algen einfach beizumischen: Unbehandeltes Material kann den Abbindevorgang stören und die innere Bindung des Betons beeinträchtigen.

Genau daraus ergibt sich die Leitfrage für den Rest dieses Textes: Kann diese emissionsärmere Mischung die Leistung liefern, die Menschen von bewährtem Beton erwarten?

Von Algen zu Biokohle

Auf Virginia Key, einer Barriereinsel vor Miami, zieht die UM-Aufzuchtanlage die einheimischen Algen, die in den Experimenten verwendet werden.

Nach der Ernte werden die Algen zu Biokohle, also einem holzkohleähnlichen Kohlenstoffmaterial, indem Hitze in sauerstoffarmer Umgebung den grössten Teil der Gase austreibt.

Die entstehenden Poren können Wasser speichern und bieten Zementprodukten zusätzliche Stellen, an denen sich Strukturen ausbilden können – weshalb die Vorbehandlung so entscheidend ist.

Ab diesem Punkt geht es weniger um „Seetang“ an sich, sondern vor allem um gezielte Material- und Prozessentwicklung.

Zement und Kohlenstoffemissionen

Der grösste Teil der Klimabelastung von Beton hängt am Zement: Seine Herstellung verursacht etwa 7 bis 8 Prozent der weltweiten Kohlenstoffemissionen.

Kohlenstoff wird dabei doppelt freigesetzt – durch Brennstoffe, die in Drehöfen verbrannt werden, und durch Kalkstein, der sich unter hoher Hitze zersetzt.

Jeder Sack Zement, der aus einer Mischung herausgerechnet werden kann, senkt die Emissionen, bevor ein Bauwerk überhaupt seinen Nutzen entfaltet.

Und weil Beton so allgegenwärtig ist, summieren sich selbst kleine Änderungen an der Rezeptur sehr schnell.

Mehr Ersatzanteil ermöglichen

Frühere Biokohle-Tests im selben Labor zeigten, dass die Dosierung ein zweischneidiges Schwert ist: Sie kann die Rissheilung verbessern oder die Festigkeit verringern.

Diese Spannung erklärt, warum das Team in Miami die Algenkohle vor dem Mischen behandelt, statt einfach nur mehr davon in den Beton zu geben.

In einer separaten Studie zu Algen-Biokohle erreichte eine Mischung mit 30 Prozent Zementersatz nach einigen Wochen wieder vergleichbare Festigkeitswerte.

Das ist kein Erfolgsgarant für die Arbeit in Miami – es zeigt jedoch, dass kohlenstoffbasierte Zusätze aus Algen mehr sein können als ein Abfallprodukt.

Kohlenstoff im Beton einschliessen

Zusätzlich setzt das Team auf CO2-Härtung, bei der frischer Beton während des Aushärtens konzentriertem Kohlendioxid ausgesetzt wird.

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

Ein jüngerer Ansatz band bis zu 45 Prozent des eingespeisten Kohlendioxids, ohne den Beton zu schwächen.

Die Rezepturen aus Miami sollen diese Speicherung mit geringerem Zementanteil kombinieren und damit die Emissionen gleichzeitig an zwei Stellen reduzieren.

Seetang, Zement und Florida

Florida ist für die Idee ein besonders harter Härtetest: Salz, Hitze, Feuchtigkeit und Stürme setzen normalem Beton stark zu.

Eine CO2-ärmere Mischung muss daher ihre Festigkeit behalten, Rissbildung widerstehen und darf keine einfachen Wege für Wasser und Korrosion öffnen.

Dieser lokale Druck ist ein Grund, weshalb sich das Projekt nicht nur auf die Verringerung des CO2-Fussabdrucks, sondern stark auf Dauerhaftigkeit konzentriert.

Denn versagt ein Material früh an der Küste, verpufft der Klimavorteil durch Reparaturen, Austausch und zusätzlichen Zementverbrauch.

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 Ausrüstung finanzieren, mit der sich die Biokohle-Herstellung präziser steuern lässt.

„Schauen Sie sich die Probleme in Ihrer Gemeinde an, blicken Sie über Fachgrenzen hinweg und denken Sie kreativ“, sagte Rodriguez.

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

Was sich skalieren liesse

Algen könnten der Betonbranche etwas liefern, das sie dringend braucht: einen regional verfügbaren Rohstoff, der nicht davon abhängt, dass industrielle Abfallströme weiter schrumpfen.

Wenn ein verwertbares Material in der Nähe wächst, sinken Transportwege, und die Versorgung wird weniger an Kohlekraftwerke oder Stahlwerke gekoppelt.

„Viele der Lösungen, die wir entwickelt haben, stammen aus Dingen, die direkt um uns herum sind“, sagte Rodriguez.

Trotzdem wird die Skalierung solcher Mischungen davon abhängen, ob Qualität zuverlässig reproduzierbar ist, die Kosten niedrig bleiben und Normen entstehen, denen Bauunternehmen vertrauen.

Grenzen vor dem Einsatz

Bislang ist nicht gezeigt, dass Algenbeton unverändert aus Labor-Prüfzylindern in Autobahnen, Hochhäuser und Brücken übertragen werden kann.

Ob die Idee ein Nischenprodukt bleibt oder zum Standard wird, entscheiden Langzeitbeständigkeit, Korrosionsverhalten, Aushärtungsgeschwindigkeit und Kosten.

Weil die Behandlungsschritte zusätzliche Komplexität bringen, muss der Klimavorteil grösser sein als die Energie- und Geldaufwände, die diese Schritte verursachen.

Solche offenen Punkte sind in dieser Phase normal – sie erklären jedoch, warum vielversprechende Betonrezepturen oft Jahre brauchen, bis sie sich verbreiten.

Was als Nächstes folgt

Das Projekt aus Miami macht sichtbar, wie ein einziger Zusatz zwei Aufgaben gleichzeitig erfüllen kann: einen besonders emissionsintensiven Bestandteil teilweise ersetzen und zugleich zusätzlichen Kohlenstoff dauerhaft binden.

Unabhängig davon, ob Algenbeton bald auf Baustellen landet, hat die Arbeit bereits verschoben, wo Ingenieurinnen und Ingenieure nach besseren Alternativen zu Zement suchen.