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Glas

Stand: Mai 2024
Foto, mehrere mehrgeschossige Gebäude, im Hintergrund ein großes Hochhaus mit Glasfassade.

Glas ist ein transparenter Baustoff, der den Menschen aufgrund seiner Lichtdurchlässigkeit seit jeher fasziniert. Trotz seiner langen Geschichte ist Glas als serienreifer Baustoff erst vergleichsweise kurz marktfähig. Es ist ein anorganisches Schmelzprodukt, das bei der Abkühlung einen nicht kristallinen amorphen Zustand einnimmt. Physikalisch betrachtet handelt es sich also um eine erstarrte Flüssigkeit. Glas wird auf Basis von Siliziumdioxid hergestellt. Seine Hauptbestandteile sind Quarzsand, Natriumcarbonat (Soda) und Kaliumcarbonat (Kalkstein).

Weltweit werden jährlich etwa 130 Millionen Tonnen Glas produziert. Davon gehen 42 Prozent auf die verschiedenen Flachglasprodukte zurück. Laut einer Studie von „Glas for Europe“ werden jährlich mehr als 675 km2 Flachglas in Europa in Neubauten und bei Sanierungsvorhaben verbaut. Außerdem könnten durch den flächendeckenden Einsatz von modernen energieeffizienten Verglasungssystemen bis 2050 etwa 37 Prozent des Energieverbrauchs im EU-Gebäudesektor eingespart werden.

Klimatische Auswirkungen der Glasherstellung

Die Glasherstellung war im Jahr 2021 mit allen zugehörigen Sektoren mit 7,4 Prozent des gesamten Industrieenergieverbrauchs die viertenergieintensivste Industrie in Deutschland (Quelle: Destatis). Die Produktion von Flachglas wird im Floatglasverfahren in einem nicht endenden, kontinuierlichen Prozess durchgeführt. Das bedeutet, die Wannen laufen je nach Typ 10 bis 20 Jahre ohne Unterbrechung am Stück. Um die benötigten Schmelztemperaturen zu erreichen, wird viel Energie benötigt. Die Industrie arbeitet bei der Erhitzung hauptsächlich mit fossilen Rohstoffen, bei deren Verbrennung es zur Freisetzung von drei Viertel der CO2-Emissionen des Schmelzprozesses kommt. Soda und Kalkstein werden bei der Herstellung hinzugefügt und während des Schmelzprozesses jeweils in Natriumoxid und Kalziumoxid umgewandelt. Dabei entstehen sogenannte prozessbedingte Emissionen, die Stickoxide (NOx), Schwefelsäure (SOx), Staubemissionen und weiteres CO2 enthalten.

Die Umstellung der Industrie auf erneuerbare Alternativen wie Wasserstoff, grünen Strom und vereinzelt Biogase gilt aufgrund des kontinuierlichen Herstellungsprozesses bislang als schwierig: „Zentrale Herausforderungen bilden die Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit, die Versorgungssicherheit sowie technische Risiken und die Kompatibilität mit gängigen Produktionsmethoden“ besagt der dena- Leitfaden Systematisch Energieeffizienz steigern und CO2-Emissionen senken in der Glasindustrie.

Leitfäden

dena-Leitfaden „Systematisch Energieeffizienz steigern und CO2-Emissionen senken in der Glasindustrie“

Konkrete Ansatzpunkte zur Senkung der eigenen CO2-Emissionen bieten sich für viele energieintensive Industriebereiche, auch für die Glasindustrie. Der Leitfaden beschreibt, welche Stellhebel Glasproduzenten hierbei zur Verfügung stehen.

Stand: Mai 2023

PDF 2,6 MB

Reduzierung von Emissionen

Verschiedene Maßnahmen wie Filtersysteme und optimierte Herstellungs- und Verbrennungsprozesse können zur Reduzierung der Emissionen beitragen. Auch Alternativen zu den eingesetzten Flussmitteln, die der Glasschmelze die gewünschten Eigenschaften verleihen, sind Bestandteil der aktuellen Forschung. Zur Diskussion stehen ebenfalls CCUS-Technologien (Carbon Capture Utilisation and Storage) zur Speicherung der CO2-Emissionen im Boden oder Wiederverwendung in anderen Prozessen.

Ein optimiertes Recycling von Scherben gilt aktuell als vielversprechendster Ansatz, um den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Die Wiederverwendung ermöglicht die Einsparung der bei der erstmaligen Herstellung freiwerdenden chemischen Emissionen. Diese verursachen bei der Produktion etwa ein Viertel des im Glasofen entstehenden Ausstoßes. Bei einer reinen Scherbenschmelze muss 25 Prozent weniger Energie eingesetzt werden als beim Einschmelzen der Grundrohstoffe. Laut der European Container Glass Federation FEVE wäre durch jede Tonne recyceltes Glas von der Wiege bis zur Wiege eine Einsparung von 670 kg CO2 (EU-Durchschnitt) möglich. Darüber hinaus kann durch eine zehnprozentige Steigerung des Scherbenanteils im Schmelzofen der Energieverbrauch um etwa 3 Prozent und die CO2-Emissionen um 3,6 Prozent gesenkt werden (Quelle: FEVE).

Lebenszyklus

Im europäischen Durchschnitt bleibt eine Glasscheibe 40 bis 50 Jahre als Teil einer Fassade. Ein großer Vorteil von Glas ist, dass es theoretisch ohne Qualitätsverluste wiederverwendbar ist, was eine geschlossene Kreislaufwirtschaft grundsätzlich ermöglicht. Nach aktuellen Zahlen gelangen jedoch lediglich elf Prozent der anfallenden Flachglasrezyklate wieder in ein Flachglas (Quelle: BF). Ein großer Teil stammt dabei meist aus eigener Produktion oder aus der sogenannten „Vor-Konsumenten“-Stufe. Ein Drittel der anfallenden Rezyklate bleibt in Form von Glaswolle im Bausektor, während die größte Menge für die Herstellung von Hohlgläsern verwendet wird. Die Hohlglas-Industrie ist in Deutschland bereits deutlich weiter fortgeschritten und erreicht teilweise Recyclingraten von bis zu 95 Prozent bei Grünglas 60 bis 80 Prozent bei Braunglas und 50 bis 70 Prozent bei Weißglas (Quelle: BMWK).

Eine große Herausforderung beim Recycling von Flachglas sind die hohen Qualitätsansprüche für architektonisch verwendetes Glas. Aufgrund der vielseitigen Verbund- und Beschichtungsmöglichkeiten ist eine sortenreine Trennung ohne Verschmutzungen wie beispielsweise durch Bauschutt oder Rahmenteile aufwendig und teuer. Je reiner das Glasrezyklat ist, umso besser eignet es sich für eine Wiederaufbereitung im Flachglas.

Recyclingunternehmen, die Glasabfälle annehmen und verwerten, können häufig nicht differenzieren, ob es sich um sortenreine Verschnittreste aus dem „Vor-Konsumenten“-Bereich handelt oder ob das Glas aus Sanierungsmaßnahmen und somit der „Nach-Konsumenten“-Stufe stammt. Für die Herstellung von Flachglas wird in Europa ein durchschnittlicher Scherbeneinsatz von 20 bis 26 Prozent beziffert. Ein wichtiger Aspekt sind die entstehenden Zusatzkosten für Transport und Aufbereitung, die das Potenzial aktuell noch hemmen. Flachglas, das keinem Recycling oder einer anderen Verwendung zugeführt werden kann, wird in der Regel deponiert.

Gebäudehülle

Die Gebäudehülle trennt das Innenvolumen von der äußeren Umgebung oder anderen Bauteilen. Sie umfasst sämtliche Außenbauteile eines Gebäudes.

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Eigenschaften als Baustoff

Im Bauwesen werden Baustoffe aus Glas vielseitig eingesetzt und verwendet. Einige Beispiele sind unter anderem Fensterscheiben, Glasfassaden, Trennwände, Kuppeln, Dächer, Brüstungen, Treppen, Dämmmaterialien, Photovoltaikanlagen.

Folgende Eigenschaften zeichnen Glas aus:

Verschiedene Glasarten

Es lassen sich verschiedene Glasarten unterscheiden:

Best-Practice-Beispiele

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