Technical and Economic Feasibility and Sustainability of Upcycling Excavation Materials from Tunnelling Projects

Zur Förderung einer Kreislaufwirtschaft ist die Wiederverwendung von Bau- und Abbruchabfällen von großer Bedeutung, zumal sie fast 60 % des gesamten Abfallvolumens in Europa ausmachen. Allerdings werden nur 40 % davon recycelt, während 30 % immer noch deponiert werden und der Verbleib des restlichen Materials unbekannt bleibt. In Österreich ist die Situation sogar noch akuter, da 60 % des gesamten Abfallvolumens aus Aushubmaterial von Tunnel- und Tiefbauprojekten besteht, von dem nur 8 % recycelt und der Rest deponiert wird. Im Vergleich dazu werden in Europa nur 1,1 Mrd. Tonnen der insgesamt 18,6 Mrd. Tonnen weltweit abgebauter Rohstoffe produziert, während der Rohstoffverbrauch in Europa bei 6,6 Mrd. Tonnen liegt, von denen 2,4 Mrd. Tonnen im Bauwesen verwendet werden. In Zeiten des Klimawandels, der Rohstoffverknappung, der steigenden Importabhängigkeit Europas und einer immer instabileren geopolitischen Lage ist dies ein beunruhigender Gegensatz. Einer der Hauptgründe dafür, dass Aushubmaterial immer noch deponiert wird, ist der rechtlicher Status als Abfall in den meisten Ländern, der eine Wiederverwendung erschwert. Die Entwicklungen der letzten Jahre deuten jedoch darauf hin, dass sowohl die Industrie als auch die Behörden das Problem erkannt haben, was sich unter anderem im Urteil des Europäischen Gerichtshofs aus dem Jahr 2022 und dem Entwurf einer Aushubverordnung in Österreich widerspiegelt, die voraussichtlich 2026 in Kraft treten wird. Der letzte Stolperstein auf dem Weg zur Umsetzung ist der erhöhte technische und logistische Aufwand auf der Baustelle. Um sicherzustellen, dass möglichst viel Aushubmaterial einer hochwertigen Verwendung zugeführt wird, sind chemische und mineralogische Analysen in der Planungsphase, sowie ein Qualitätsmanagement in Echtzeit in der Ausführungsphase notwendig. Darauf basierend kann das Material in Abhängigkeit von der aufzufahrenden Geologie für viele Anwendungsbereiche verwendet werden. Neue und innovative Verwendungsmöglichkeiten sind die Herstellung von kohlenstoffarmen Zementen und kalzinierten Tonen, alkalisch aktivierten Materialien und Geopolymeren, gepressten Rohbodenziegeln sowie die Herstellung von Oberbodenmaterial für landwirtschaftliche Zwecke und zur Renaturierung. Da diese Anwendungen ähnliche Eigenschaften und einen geringeren Carbon Footprint als herkömmliche Baumaterialien aufweisen, sind ökologische Vorteile im Vergleich zur Deponierung des Materials mit seinen negativen Auswirkungen auf die Umwelt gegeben. Darüber hinaus bringt die Verwendung von Aushubmaterial auch wirtschaftliche Vorteile für das Projekt und seine Partner. In der Zementindustrie wird beispielsweise stets nach Zusatzstoffen mit einem geringeren Carbon Footprint gesucht, um die Ausgaben aufgrund der CO2-Abgabe zu reduzieren. Außerdem wird eine Tunnelbaustelle immer mehr Material produzieren, als für den eigenen Bedarf benötigt wird. Daher muss eine Marktstudie durchgeführt werden, um potenzielle Käufer für das Material zu finden, ohne den lokalen Markt zu destabilisieren. Der ökologische und ökonomische Nutzen ist die Grundlage für die gesellschaftliche Akzeptanz von Infrastrukturprojekten, wenn er im Rahmen einer geeigneten Kommunikationsstrategie dargestellt wird. Diese ökologischen und ökonomischen Vorteile versucht man beim Future Circular Collider (FCC) des CERN umzusetzen. Der FCC, ein neuer Teilchenbeschleuniger mit einem Umfang von 91km und einem Durchmesser von 6m, wird rund 8 Mio. m3 an Aushubmaterial erzeugen, das aus Molasse des Genfer Beckens besteht. Da es bisher keine industriellen Anwendungen für dieses Material gibt, wird bereits in der Planungsphase ein besonderes Augenmerk auf die Verwendungsmöglichkeiten der Molasse gelegt. Damit soll der FCC bei Baubeginn im Jahr 2035 zu einem Pioniermodell für die Nutzung von Aushubmaterial in Europa werden.