Zement – ​​das wesentliche Bindemittel in Beton, Ziegeln und Mörtel – ist ein Klimaalptraum.Um es herzustellen, erhitzt man Kalkstein und Ton mit kohlenstoffverschmutzenden fossilen Brennstoffen auf extrem hohe Temperaturen.Das löst einen chemischen Prozess aus, der auch riesige Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre freisetzt.Der Prozess ist so kohlenstoffintensiv und Zement ist so weit verbreitet, dass er für etwa 8 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich ist.Da sich der weltweite Gebäudebestand bis 2060 voraussichtlich verdoppeln wird, suchen Klimaschützer verzweifelt nach alternativen Materialien, die schnell auf den Markt kommen.Eine Fabrik in Longmont, Colorado, hat vielleicht die Antwort.Bis Ende dieses Jahres wird es damit beginnen, Betonziegel herzustellen, die nicht aus Zement, sondern aus Algen bestehen.Prometheus Materials, das 2021 aus einem Forschungsprojekt an der University of Colorado hervorgegangen ist, nimmt Mikroalgen, die normalerweise in Seen oder Teichen vorkommen, und züchtet sie in Bioreaktoren.Sie fügen Luft hinzu, damit sich die Algen von dem darin enthaltenen Kohlendioxid ernähren können, sowie Meerwasser und Licht von LED-Lampen.Dadurch können die Algen eine zementähnliche Substanz produzieren, die in der Lage ist, Sand mit Kies oder Steinen zu Beton zu verbinden.Die Methode ahmt den natürlichen Prozess nach, durch den Organismen Hartkorallenriffe und Muscheln bilden.Die Ziegel auf Algenbasis sollen 2023 im Handel erhältlich sein. Sie wurden in Zusammenarbeit mit dem US-amerikanischen Architekturbüro Skidmore, Owings & Merrill (SOM) entworfen und teilweise finanziert – bekannt für die Errichtung des Burj Khalifa in Dubai und New York Ein World Trade Center.Laut Loren Burnett, CEO von Prometheus Materials, wird bei der Herstellung der Ziegel derzeit ein Zehntel des CO2 der herkömmlichen Betonsteinproduktion freigesetzt.Wenn das Unternehmen die Installation von Solarmodulen zur Stromversorgung seiner Produktionsanlage abgeschlossen hat, wird dieser Prozess laut Burnett CO2-neutral und in drei Jahren CO2-negativ sein.„Während des Prozesses wird praktisch kein CO2 ausgestoßen, und wir binden CO2 tatsächlich“, sagt er.„Weil die Algen es durch Photosynthese aufnehmen und wir diese Algen dann in unsere Baumaterialien einbetten.“Der Produktionszeitplan von Prometheus stellt es an die Spitze einer Bewegung, kohlenstoffintensive herkömmliche Baumaterialien wie Stahl und Beton durch Materialien zu ersetzen, die aus Pflanzen und anderen Organismen gewonnen werden.Der Bereich der sogenannten „biobasierten“ Materialien steckt noch in den Kinderschuhen.Aber Befürworter sagen, dass es das Potenzial hat, die Bauindustrie von einem der weltweit größten Emittenten – der für 11 % der CO2-Emissionen verantwortlich ist – zu einem Kohlenstoffabsorber zu machen.Das heißt, vom Klimaschurken zum Teil der Lösung.Die Nutzung der Natur beim Bauen ist nichts Neues.Seit Tausenden von Jahren nehmen Menschen die Pflanzen und organischen Stoffe, die um sie herum wachsen, und verwandeln sie in Strukturen.Von Südafrika über England bis nach Afghanistan wird Stroh seit langem mit Erde und Wasser vermischt, um Maiskolben herzustellen.Schnell wachsender und starker Bambus ist ein Schlüsselelement vieler traditioneller Architekturen in Ostasien.Und Holz hat seine historische Popularität in vielen Ländern beibehalten, wobei 90 % der neuen Häuser in den USA immer noch mit Holzrahmen gebaut werden.In den letzten Jahrzehnten haben Umweltaktivisten darauf gedrängt, dass diese kohlenstoffabsorbierenden Materialien in Häusern und im Kleinbau zur Norm werden.Aber das Bauen in großem Maßstab mit natürlichen Materialien hat sich als schwierig erwiesen (obwohl in einigen Städten ein paar hochkarätige Holzwolkenkratzer aus dem Boden schießen).Daher entwickeln Wissenschaftler eine neue Generation von Materialien auf organischer Basis, die stark und vielseitig genug sind, um kohlenstoffintensiven Stahl und Beton zu ersetzen.Um diese Bemühungen anzuregen, kündigte das US-Energieministerium im Juni Zuschüsse in Höhe von 39 Millionen US-Dollar für 18 Projekte an, die an „Technologien arbeiten, die Gebäude in Netto-Kohlenstoffspeicherstrukturen verwandeln können“.Das Team der University of Colorado hinter den Algenziegeln ist einer der Empfänger.Ein anderer Stipendiat arbeitet an einem Dämmmaterial auf Pilzbasis, das zur Nachrüstung von Häusern verwendet werden kann.Ein dritter möchte Holz Mikroben hinzufügen, um ein „lebendiges“ Material „mit der Stärke von Stahl“ zu schaffen.Lesen Sie mehr: Häuser aus Stroh oder Pilzen können Ihnen jetzt eine günstigere Hypothek in den Niederlanden verschaffenNur eine Handvoll neuer biobasierter Materialien haben es bereits auf den Markt geschafft: bioMason, ein in Durham, NC, ansässiges Unternehmen, das Bakterien mit Kalzium und CO2 füttert, um einen Biozement zu erzeugen, verkauft derzeit Fliesen in den USA und Europa.Unterdessen verkauft das niederländische Biotech-Unternehmen Basilisk Beton, der kalksteinproduzierende Bakterien enthält, sowie eine Mischung, die auf bestehende Gebäude aufgetragen werden kann und die es dem Beton ermöglicht, sich von Rissen selbst zu heilen, wodurch die Notwendigkeit unnötiger Abrisse und Neubauten reduziert wird.Die meisten Unternehmen, die biobasierte Materialien entwickeln, stehen vor den gleichen Herausforderungen wie andere klimafreundliche Technologien: Sie kämpfen immer noch damit, die Laborerfolge auf kommerziellen Maßstab zu übertragen, und zwar zu Kosten, die mit kohlenstoffverschmutzenden Alternativen konkurrieren können.Einige müssen auch herausfinden, wie sie große Mengen ihrer gewählten organischen Substanz erhalten können, ohne mit der Agrarindustrie, Naturwiederherstellungsprojekten und erneuerbaren Energien um Land zu konkurrieren.Aber Brant Coletta, ein Partner bei SOM, der mit Prometheus zusammengearbeitet hat, um ihre Ziegel zu entwerfen, behauptet, dass die „leichte Skalierbarkeit“ der Technologie der Hauptgrund für das Architekturbüro war.Zunächst wird Prometheus seine Algen – deren Volumen sich alle vier bis sechs Stunden verdoppeln kann – in seinem Werk in Colorado anbauen, um sein zementähnliches Material herzustellen, es zu Ziegeln zu verarbeiten und sie an Kunden zu versenden.Innerhalb von 18 Monaten werden sie mit dem Versand einer getrockneten, leichten Version des Bio-Zements beginnen, damit Kunden ihn zu Ziegeln verarbeiten können – ohne teure Ausrüstung oder hochqualifiziertes Personal.Um Coletta von diesem letzten Punkt zu überzeugen, schickte ihm einer der Mitbegründer von Prometheus ein paar Steine ​​per Post zusammen mit Fotos seiner kleinen Kinder, die sie in ihrem Garten herstellten.„Die Qualitätskontrolle war wahrscheinlich nicht die stärkste, aber sie zeigt, dass dieses Produkt seinen Weg auf den globalen Markt finden kann“, sagt Coletta.Laut Burnett soll die Sicherheitszertifizierung der Algenziegel von Prometheus durch die American Society for Testing and Materials zusammen mit dem Bau der Produktionsanlage bis Ende des Jahres abgeschlossen sein.Er sagt, die Anlage werde sofort mit der Produktion von „Zehntausenden“ von Ziegeln beginnen und schnell auf eine „bedeutende“ Menge skalieren – obwohl er die geplanten Mengen aus kommerziellen Gründen nicht offenlegen würde.Burnett lehnte es auch ab, den endgültigen Preis der Ziegel vor Beginn der Produktion mitzuteilen, und das Unternehmen kann sich seiner Kosten sicher sein.„Unser Ziel ist es, keine grünen Prämien an unseren Blöcken zu haben“, sagt er.Selbst wenn sich herausstellt, dass die Kosten der Ziegel mit denen herkömmlicher Betonblöcke vergleichbar sind, kann es einige Jahre dauern, bis Architekten und Entwickler darauf vertrauen können, dass „sie funktionieren und sich auf Projekte in begrenztem Umfang oder ohne Kostenauswirkungen auswirken“, sagt Coletta.Es gibt nicht viele Daten darüber, wie weit verbreitet organische Materialien in der Bauindustrie sind.Selbst in den Niederlanden, die sich in den letzten Jahren zu einem Zentrum für nachhaltiges Bauen entwickelt haben, sind Experten zufolge etwa 3 % der verwendeten Materialien biobasiert.Aber SOM, das sich selbst als führend in grüner Architektur bezeichnet und seinen Kunden kohlenstoffarme Optionen anbieten möchte, wird die Ziegel in seine Materialliste aufnehmen, sobald die Sicherheitszertifizierung abgeschlossen ist.„Wir hatten Kunden, die kamen und sie sahen, wie wir daran arbeiteten, und sagten, dass sie es sofort in ihrem Projekt haben wollten“, sagt Coletta.„Es fällt mir schwer, meine Designteams zurückzuhalten.“Schreiben Sie an Ciara Nugent unter ciara.nugent@time.com.