Towards Net-Zero and Carbon-Negative Transformations in Lime-Based Construction Materials

This doctoral thesis thoroughly explores the feasibility of attaining net-zero and carbon-negative transformations in lime-based construction materials, with a particular focus on masonry applications, employing advanced life-cycle assessment modelling.

The primary focus lies in the production stage, where the research seamlessly integrates circular economy practices, a transition towards eco-friendlier energy sources, and optimized production systems, leveraging innovative kiln technologies. By successfully implementing these decarbonization strategies throughout the entire life cycle, the study envisions scenarios in which lime-based rendering materials serve as a carbon sink during their service life, leading to carbon-negative transformations.

The research underscores the transformative nature of repositioning CO2 from a critical emission to a valuable by-product, presenting a notable competitive advantage for the lime industry. Supported by quantitative evidence, the thesis envisages a future where CO2 evolves into a valuable resource for green energy and sustainable products. To bring this vision to fruition, the thesis proposes a comprehensive action plan finely tuned to environmental objectives within the 2050 European Action Plan, specifically tailored for the lime-based building materials industry. This research not only provides essential insights into sustainable practices but also delineates a strategic roadmap for the lime sector to embrace a more environmentally conscious and economically viable future.

In dieser Dissertation wird die Machbarkeit einer Netto-Null-Umwandlung und einer kohlenstoffnegativen Umwandlung von kalkbasierten Baumaterialien mit besonderem Schwerpunkt auf Mauerwerksanwendungen unter Verwendung fortschrittlicher Lebenszyklusbewertungsmodelle eingehend untersucht.

Das Hauptaugenmerk liegt auf der Produktionsphase, in der die Forschung nahtlos die Praktiken der Kreislaufwirtschaft, den Übergang zu umweltfreundlicheren Energiequellen und optimierte Produktionssysteme unter Nutzung innovativer Ofentechnologien integriert. Durch die erfolgreiche Umsetzung dieser Dekarbonisierungsstrategien über den gesamten Lebenszyklus hinweg sieht die Studie Szenarien vor, in denen kalkbasierte Verputzmaterialien während ihrer Lebensdauer als Kohlenstoffsenke dienen und zu einer kohlenstoffnegativen Umwandlung führen.

Die Forschung unterstreicht den transformativen Charakter der Umstellung von CO2 von einer kritischen Emission zu einem wertvollen Nebenprodukt, was einen bemerkenswerten Wettbewerbsvorteil für die Kalkindustrie darstellt. Gestützt durch quantitative Nachweise stellt die Arbeit eine Zukunft vor, in der sich CO2 zu einer wertvollen Ressource für grüne Energie und nachhaltige Produkte entwickelt. Um diese Vision zu verwirklichen, schlägt die Arbeit einen umfassenden Aktionsplan vor, der auf die Umweltziele des Europäischen Aktionsplans 2050 abgestimmt ist und speziell auf die kalkbasierte Baustoffindustrie zugeschnitten ist. Diese Forschungsarbeit bietet nicht nur wesentliche Einblicke in nachhaltige Praktiken, sondern skizziert auch einen strategischen Fahrplan für den Kalksektor, um ein umweltfreundlicheres Verhalten zu erreichen.