Holcim will Feuerziegel-Wärmebatterien testen, um Zement sauberer zu machen

Der Zementhersteller Holcim wird zwei Wärmebatterien des Startups Electrified Thermal Solutions in einem seiner Werke installieren, teilten die Unternehmen am 15. September 2026 mit, nach eigener Darstellung der erste Einsatz von Wärmespeichern zur Wärmeversorgung eines Zementherstellungsprozesses. Die Einheiten speichern Strom als Wärme in Stapeln leitfähiger Ziegel und geben sie bei Temperaturen von bis zu 1.800 °C ab, heiß genug, um einen bedeutenden Teil des in der Zementproduktion verbrannten fossilen Brennstoffs zu ersetzen.

Zum Weiterlesen: SK On setzt auf Posco Future M für eine LFP-Lieferkette ohne China · CATLs TECTRANS II soll Elektro-Lkw zum Geschäft mit 1.000 Kilometern machen.

Die Vereinbarung, von Electrified Thermal angekündigt, ist ein Pilotprojekt, und beide Unternehmen sagen das klar. Die Batterien sollen Anfang nächsten Jahres ans Netz gehen, und Holcim nannte weder die Anlage, die sie beherbergen wird, noch die Kosten des Projekts. Bemerkenswert ist das Ziel: Zement gehört zu den am schwersten zu elektrifizierenden Branchen, und Hochtemperaturwärme ist der Hauptgrund dafür.

Das Problem, das die Technologie angreift

Zement ist für rund 8 % der weltweiten Kohlendioxidemissionen verantwortlich, und ein großer Teil davon stammt nicht aus Strom, sondern aus der Wärme, die die chemische Reaktion antreibt. Die Prozesstemperaturen in Zementöfen und Vorwärmern liegen üblicherweise zwischen 900 °C und 1.500 °C, ein Bereich, den herkömmliche elektrische Heizung wirtschaftlich nicht erreicht hat. Das hat die Verbrennung, meist von Kohle oder Gas, zum Standard gemacht, und deshalb haben Klimaanalysten Zement lange als einen Sektor behandelt, in dem die Emissionen hartnäckig sind und nicht bloß unbequem.

Die Joule Hive Thermal Battery von Electrified Thermal geht elektrische Wärme anders an. Statt Heizwiderstände oder Elektrokessel zu nutzen, leitet sie Strom durch isolierte Stapel aus Metalloxid-Feuerziegeln und erhitzt diese auf sehr hohe Temperaturen. Zur Entladung strömt Luft über die Ziegel, und das entstehende heiße Gas wird direkt in die industrielle Anlage geleitet, die es braucht. Weil die Ziegel Wärme speichern, statt sie auf Abruf zu erzeugen, kann das System in Schwachlastzeiten laden, wenn Wind- und Solarstrom tendenziell am günstigsten und reichlichsten sind.

In der kommerziellen Demonstrationsanlage des Unternehmens am Southwest Research Institute in San Antonio speichert die Batterie 20 Megawattstunden Wärme bei bis zu 1.800 °C, und Electrified Thermal zufolge wurden dort mehr als 1.000 Betriebsstunden absolviert. Am Holcim-Standort werden die beiden Einheiten dieselben Fähigkeiten haben und Wärme an eine Hochtemperaturkammer liefern, die bei der Kalzinierung genutzt wird, dem Schritt, in dem Kalkstein in den reaktiven Bestandteil von Zement umgewandelt wird.

Warum Holcim es versuchen will

Holcim ist kein passiver Teststandort. Das Unternehmen ist Investor bei Electrified Thermal und erklärt, die Elektrifizierung von industrieller Hochtemperaturwärme sei Teil seiner Dekarbonisierungsstrategie. Ram Muthu, Holcims Leiter für operative Exzellenz, sagte, der Einsatz „erlaube es uns, sein Potenzial zu bewerten“, und gebe dem Unternehmen einen Weg, die Dekarbonisierung über seine heißesten Prozesse hinweg zu beschleunigen.

Diese Formulierung ist sorgfältig gewählt, und das sollte sie sein. Ein Pilotprojekt ist keine Verpflichtung, einen ganzen Maschinenpark umzurüsten. Holcim betreibt Zementwerke auf der ganzen Welt, und die beiden Batterien werden Wärme in einem Teil einer einzigen Anlage ersetzen. Eine Skalierung des Ansatzes würde erfordern, Wärmesysteme an Dutzenden Standorten neu zu bauen, genug kohlenstoffarmen Strom zu sichern, um sie zu betreiben, und zu belegen, dass Feuerziegelstapel die thermische Wechselbelastung des kontinuierlichen Industriebetriebs ohne häufige, kostspielige Wartung überstehen.

Für Electrified Thermal liegt der Wert des Deals in der Referenz. Zement ist der dritte Industriesektor, den das Unternehmen mit einem Partner erschließt, nach Arbeiten mit Stahl und Chemie, und Holcim gibt ihm einen Kunden, der ein Massengut in globalem Maßstab herstellt. Das Startup, ein Spin-out aus mehr als einem Jahrzehnt MIT-Forschung, wird zudem vom Eisenerzproduzenten Vale und vom Stahlhersteller ArcelorMittal unterstützt und testet die Wärmebatterie in der Forschungsanlage von ArcelorMittal in Spanien. Ein erfolgreicher Zement-Einsatz würde dem Unternehmen einen Nachweis in einem Sektor geben, in dem die technische Hürde hoch und die Käufer konservativ sind.

Der Einsatz reicht über ein Werk hinaus

Industrielle Wärme macht rund ein Fünftel des weltweiten Energieverbrauchs aus, und der heißeste Teil dieser Nachfrage hat sich der Elektrifizierung weitgehend widersetzt. Das macht Wärmespeicher zu einem potenziell großen Markt, und es erklärt, warum ein Pilotprojekt in einem einzigen Zementwerk Aufmerksamkeit verdient. Wenn Ziegel bei 1.500 °C die Verbrennung ersetzen können, kann derselbe Ansatz Glas, Stahl, Aluminium und Chemie dienen, die alle starke Hitze brauchen und von denen die meisten derzeit fossile Brennstoffe verbrennen, um sie zu bekommen.

Der Ansatz hat zudem einen Vorteil fürs Netz, der leicht übersehen wird. Industrielle Wärme ist normalerweise eine konstante Last, was es schwer macht, sie mit schwankender erneuerbarer Erzeugung in Einklang zu bringen. Eine Wärmebatterie macht die Last flexibel: Sie kann Strom aufnehmen, wenn er günstig und reichlich ist, und Wärme später liefern. Diese Flexibilität ist für das Netz ebenso wertvoll wie für die Fabrik, hängt aber davon ab, dass die Anlage genug elektrische Kapazität und genug Speicher hat, um Unterbrechungen zu überstehen.

Es gibt konkurrierende Wege zum selben Ziel. Manche Zementhersteller verfolgen die CO2-Abscheidung, die Emissionen reduziert, aber den Brennstoff lässt. Andere testen Wasserstoffverbrennung, die teuer ist und von einer Wasserstoffproduktion abhängt, die heute selbst überwiegend fossil basiert. Elektrische Wärme vermeidet beide Probleme, wenn der Strom sauber und die Anlage haltbar ist, weshalb die Haltbarkeit der Feuerziegel die Zahl ist, auf die es im kommenden Jahr am meisten ankommt.

Ein dichtes Rennen um den Ersatz der Verbrennung

Wärmespeicher ist nicht der einzige Ansatz, der für industrielle Hochtemperaturwärme getestet wird, und der Wettbewerb ist ein nützlicher Maßstab dafür, wie schwer das Problem ist. CO2-Abscheidung, die von weiten Teilen der Öl- und Gasindustrie bevorzugte Option, behält bestehende Öfen und Brennstoffe, versucht aber, die Emissionen einzufangen; sie ist kapitalintensiv, energiehungrig und im Maßstab, den Zement erfordern würde, noch weitgehend unerprobt. Wasserstoffverbrennung ersetzt den Brennstoff statt den Ofen und hängt von einer Wasserstoffversorgung ab, die heute überwiegend aus fossilen Quellen stammt. Elektrokessel und Widerstandsheizungen funktionieren bei niedrigeren Temperaturen gut, tun sich aber schwer, die 1.500-°C-Klasse zu erreichen, die Zement braucht.

Eine Wärmebatterie umgeht mehrere dieser Beschränkungen. Sie nutzt Strom direkt, sodass ihr Emissionsprofil dem Netz folgt und nicht dem Brennstoff, und sie speichert Energie als Wärme statt als Strom, was günstiger ist und kein Lithium oder andere Batteriechemien erfordert. Sie erzeugt zudem Wärme bei der Temperatur, die industrielle Prozesse tatsächlich nutzen, statt Strom, der dann wieder umgewandelt werden muss. Der letzte Punkt ist der Grund, warum der Ansatz neben Zement auch das Interesse von Stahl-, Glas- und Chemieproduzenten geweckt hat.

Der Kompromiss ist, dass eine Wärmebatterie nur so sauber ist wie der Strom, der sie speist. In Märkten, in denen das Netz noch kohlelastig ist und Schwachlaststrom genau deshalb günstig ist, weil er schmutzig ist, könnte ein Werk seine Emissionen vor Ort senken, während es für die globale Bilanz kaum etwas bewirkt. Der Kostenfall ist ähnlich lokal. Der Vorstandsvorsitzende von Electrified Thermal sagte, die Technologie habe in Europa und an Orten, an denen Strom billiger ist als Erdgas, ein überzeugendes Kostenprofil, was stillschweigend einen großen Teil der Landkarte ausschließt. Für einen globalen Zementproduzenten bedeutet das, dass die Technologie wahrscheinlich zuerst selektiv eingesetzt wird, an Standorten, die das Glück haben, sowohl ein sauberes Netz als auch einen günstigen Stromvertrag zu besitzen.

Der Maßstab ist die andere Unbekannte. Der Holcim-Einsatz umfasst zwei Einheiten mit 20 Megawattstunden, genug, um zu belegen, dass die Ziegel einen echten Prozess speisen können, aber nicht genug, um ein Werk zu versorgen. Wärme im Anlagenmaßstab zu erreichen, würde eine ganze Batterieanordnung und einen großen elektrischen Anschluss erfordern, und sie müsste jahrelang durchgehend laufen, weil Zementwerke selten stillstehen. Electrified Thermal zufolge hat seine Demonstrationsanlage mehr als tausend Stunden absolviert. Die Zahl, auf die es ankommt, sind Zehntausende.

Vorbehalte und was zu beobachten ist

• Das ist ein Pilotprojekt, kein Rollout. Zwei Einheiten in einer ungenannten Anlage, die Anfang nächsten Jahres ans Netz gehen. Zu Kosten, Zeitplan oder Ausbauverpflichtung wurde nichts offengelegt.
• Die „erste“-Behauptung ist rollenspezifisch. Der Vorstandsvorsitzende von Electrified Thermal beschrieb es als das erste Mal, dass ein Wärmespeichersystem so in einem Zementwerk eingesetzt wird. Das ist eine Aussage über diese Anwendung und nicht über industrielle Wärmespeicherung im Allgemeinen.
• Die Haltbarkeit ist im Maßstab unerprobt. Tausend Stunden Demonstrationsbetrieb sind ein nützlicher Datenpunkt, doch Zementwerke laufen jahrelang rund um die Uhr. Ziegelabbau und Wartungskosten werden über die kommerzielle Tragfähigkeit entscheiden.
• Sauberer Strom ist die Voraussetzung. Der Emissionsnutzen hängt vom Netz-Mix und vom Stromvertrag des Werks ab. Günstiger Schwachlaststrom ist auch ein Kostenargument, und er ist nicht überall verfügbar.
• Die Alternativtechnologien bewegen sich ebenfalls. CO2-Abscheidung und Wasserstoff werden auch von großen Industrieakteuren vorangetrieben, und der Sektor könnte am Ende eine Mischung nutzen statt eines Siegers.

Der kurzfristige Test ist, ob die Holcim-Einheiten über einen vollständigen Produktionszyklus so laufen wie angekündigt. Wenn ja, wird das Argument für die Elektrifizierung der härtesten industriellen Wärme deutlich stärker, und die nächste Frage lautet, wie schnell ein Zementunternehmen seine Werke darauf umbauen kann. Wenn nicht, wird der Sektor weiter nach einem Weg an der Verbrennung vorbei suchen.

Titelbild: Holcim-Zementwerk, Portland, Colorado, von Jeffrey Beall (CC BY-SA 4.0) via Wikimedia Commons.