Beton als Kohlenstoffspeicher

Beton ist der meistgenutzte Baustoff der Welt und verursacht über den Zement einen großen Teil der Emissionen im Bau. Pflanzenkohle bietet einen Ansatz, Beton zugleich zum Kohlenstoffspeicher zu machen. Dabei stellen sich praktische Fragen: Wie viel Pflanzenkohle verträgt eine Rezeptur, was passiert mit der Festigkeit und wie belastbar ist die Bilanz?

Das Wichtigste in Kürze

• Bei weniger als 2,5 Prozent Pflanzenkohle bezogen auf das Bindemittel stieg die Druckfestigkeit im Mittel um etwa 7 Prozent.
• Höhere Dosierungen wirken meist negativ.
• Fein gemahlene Pflanzenkohle aus Pyrolyse über 450 °C zeigt die besten Ergebnisse.
• Pflanzenkohle nimmt Wasser auf. Die Rezeptur muss das berücksichtigen.
• Pilotprojekte gibt es in der Schweiz, in Norwegen, Großbritannien und Deutschland.

Warum Pflanzenkohle in Beton passt

Beton besteht aus Zement, Wasser und Gesteinskörnung. Pflanzenkohle kann zwei Rollen übernehmen: Fein gemahlen ersetzt sie einen kleinen Teil des Zements oder wirkt als Füllstoff zwischen den Zementkörnern. Als Granulat oder Pellet ersetzt sie einen Teil der Gesteinskörnung. In beiden Fällen bleibt ihr Kohlenstoff im Bauteil eingeschlossen.

Das poröse Gefüge der Pflanzenkohle hat zwei Seiten. Es nimmt Wasser auf, was die Verarbeitung erschwert. Vorgesättigt kann es aber als kleiner Wasserspeicher dienen, der den Beton während der Erhärtung von innen feucht hält. Fachleute sprechen von innerer Nachbehandlung.

Was die Forschung zur Festigkeit sagt

Eine Metaanalyse von 2024 hat 51 Studien mit über 600 Datenpaaren ausgewertet. Im Mittel sank die Druckfestigkeit nach 7 und 28 Tagen nicht. Unter 2,5 Prozent Pflanzenkohle bezogen auf das Bindemittel stieg sie um etwa 6 bis 7 Prozent. Höhere Anteile wirkten negativ. Am besten schnitt Holzkohle aus Pyrolyse über 450 °C ab, fein gemahlen etwa auf die Korngröße von Zement.

Ein Versuch mit 16 verschiedenen Pflanzenkohlen bei 10 Prozent Zementersatz zeigte, wie stark die Pflanzenkohle selbst zählt: Die Festigkeit war bei allen vergleichbar oder besser, alle Kohlen erhöhten aber den Wasserbedarf. Ein Review von 2025 nennt 2 bis 5 Prozent bezogen auf den Zement als typischen Bereich.

Wasser als Schlüssel

Pflanzenkohle saugt Wasser auf. Das verschlechtert die Verarbeitbarkeit, kann aber auch genutzt werden: Vorgesättigte Pflanzenkohle gibt Wasser während der Erhärtung langsam ab. In einem Versuch von 2024 sank das Schwinden des Zementsteins so um 82 Prozent, und die Selbstheilung nach Rissen verbesserte sich. Im selben Versuch sank allerdings die Festigkeit nach 28 Tagen. Die Rezeptur ist also immer ein Abwägen.

Pellets statt loser Pflanzenkohle

Die Empa in der Schweiz hat einen anderen Weg entwickelt: Pflanzenkohle wird mit Zement zu Pellets von 4 bis 32 Millimetern geformt und ersetzt einen Teil der Gesteinskörnung. Das umgeht Probleme loser Pflanzenkohle wie Wasseraufnahme und Staub. Nach Berechnungen der Empa bindet Normalbeton mit 20 Volumenprozent solcher Pellets so viel CO₂, wie bei seiner Herstellung entsteht. Leichtbeton mit höherem Anteil kann sogar mehr binden.

Projekte in Europa

• Schweiz: Im Forschungsgebäude NEST der Empa werden Beton und Dämmung mit Pflanzenkohle erprobt. In Widnau wurden 2025 die ersten Gebäude mit einem Kohlenstoffspeicher-Zertifikat ausgezeichnet.
• Norwegen: Das Architekturbüro Snøhetta hat mit Partnern aus der Bauindustrie einen Beton mit Pflanzenkohle entwickelt. 2023 entstand das erste Gebäude.
• Großbritannien: Seit 2025 laufen Probebetonagen mit Pflanzenkohle in London.
• Deutschland: In Stuttgart arbeiten Stadt, Materialprüfungsanstalt und Betonhersteller an Pflanzenkohle-Beton. Laut Bericht vom März 2026 noch in einem frühen Stadium.

Wichtig für die Einordnung: Für Pflanzenkohle als Betonzusatz gibt es bisher keine eigene Norm. Kritische Studien weisen zudem darauf hin, dass bei hohen Anteil an Pflanzenkohleen mehr Bindemittel nötig sein kann. Die Bilanz muss deshalb immer netto aufgestellt werden.

Hinweise für Hersteller

• Mit 2 bis 5 Prozent bezogen auf den Zement beginnen und fein gemahlene Pflanzenkohle verwenden.
• Wasseraufnahme einplanen, durch Vorsättigen oder Fließmittel.
• Auf gleichbleibende, spezifizierte Qualität achten, etwa nach EBC.
• Die Klimawirkung netto ausweisen, einschließlich Transport und Mahlen.

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Häufige Fragen kurz beantwortet

Ist Beton mit Pflanzenkohle im Hochbau zugelassen?

Für Pflanzenkohle als Betonzusatz gibt es bisher keine eigene Norm. Für tragende Bauteile ist deshalb eine Prüfung im Einzelfall nötig, etwa über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall. In nichttragenden Bauteilen wie Pflastersteinen, Fertigteilen für den Garten- und Landschaftsbau oder Ausgleichsschichten ist der Einstieg deutlich einfacher.

Leidet die Bewehrung unter Pflanzenkohle im Beton?

Erste Untersuchungen zeigen bei moderaten Zugaben keine auffälligen Nachteile. Langzeitdaten zu Korrosionsschutz der Bewehrung und Frostbeständigkeit sind aber noch selten. Für bewehrte Bauteile empfehlen wir deshalb, Karbonatisierung und Frost-Tau-Verhalten im Rahmen der Erstprüfung mit zu untersuchen.

Lässt sich die gespeicherte Menge je Kubikmeter beziffern?

Die Menge hängt stark von Rezeptur und Anteil an Pflanzenkohle ab. Bei kleinen Zusätzen ist sie gering, bei Pellets als Gesteinskörnung deutlich höher. Belastbare Werte entstehen erst aus einer Bilanz für das konkrete Produkt.