CO₂-Einsparung mit Faserbewehrung: ein Rechenbeispiel

Der CO₂-Ausstoß pro m³ Beton beträgt indikativ 150 bis 300 kg CO₂-Äquivalent, abhängig vom Zementtyp. Traditionelle Stahlbewehrung fügt dem noch einmal 45 bis 90 kg CO₂-Äq pro m³ hinzu. Kunststoff-Makrofaserbewehrung senkt diesen Bewehrungsanteil auf etwa 4 bis 12 kg pro m³ — eine Reduktion von bis zu 98% auf die Bewehrung, nachvollziehbar mit EPD-Kennwerten aus der niederländischen Nationalen Umweltdatenbank.

Woher kommt der CO₂-Ausstoß pro m³ Beton?

Der CO₂-Fußabdruck von Beton wird vom Zement dominiert. Bei der Produktion von Portlandzementklinker entsteht CO₂ sowohl aus dem Brennprozess als auch aus der chemischen Umwandlung von Kalkstein; der Zement steht damit für den weitaus größten Teil der Emissionen eines Betonmischguts. Indikativ: Eine Mischung auf CEM I liegt schnell bei 250–300 kg CO₂-Äq pro m³, während eine Hochofenzementmischung (CEM III) auf etwa 150–220 kg CO₂-Äq pro m³ kommt. Der exakte Wert je Mischung steht in der Umweltdeklaration (EPD) des Betonwerks.

Was in Diskussionen über die CO₂-Emissionen von Beton oft vergessen wird: Die Bewehrung zählt auch mit. Eine traditionell bewehrte Bodenplatte oder Gründung enthält schnell 30 bis 60 kg Bewehrungsstahl pro m³ Beton, bei schwer bewehrten (Fertigteil-)Konstruktionen kann das auf deutlich über 100 kg/m³ steigen. Dieser Stahl repräsentiert 10 bis 25% des gesamten CO₂-Fußabdrucks des bewehrten Bauteils — und genau bei diesem Anteil lässt sich mit Faserbewehrung der größte Gewinn holen.

CO₂-Ausstoß von Bewehrungsstahl: der Kennwert pro Kilo

Für den CO₂-Ausstoß von Bewehrungsstahl kursieren in EPDs und der Nationalen Umweltdatenbank (NMD) unterschiedliche Kennwerte, abhängig von der Produktionsroute:

• Primärstahl (Hochofenroute) — indikativ 1,9 bis 2,5 kg CO₂-Äq pro kg Stahl.

• Schrottbasierter Stahl (Elektroofenroute) — indikativ 0,4 bis 0,8 kg CO₂-Äq pro kg.

• Betonstahl, wie in den Niederlanden geliefert (Mix beider Routen) — in der Praxis oft 0,6 bis 1,9 kg CO₂-Äq pro kg, abhängig von der jeweiligen EPD.

Für die Rechenbeispiele in diesem Artikel setzen wir 1,5 kg CO₂-Äq pro kg Stahl als konservativen Mittelwert an, und 2,0 kg CO₂-Äq pro kg für Polypropylen-Makrofaser (Polymer plus Faserproduktion). Wichtig: Das sind indikative Rechenannahmen. Für eine Ausschreibung oder Leiter-Berichterstattung nutzen Sie immer die projektspezifischen EPD-Werte — Kategorie-1-Daten aus der NMD, wo verfügbar.

Warum ersetzen wenige Kilo Faser Dutzende Kilo Stahl?

Der Kern der CO₂-Einsparung liegt im Massenverhältnis. Konstruktive Makrofasern werden in Kilogramm pro Kubikmeter dosiert: für TwistR sind das 2,0 bis 6,0 kg/m³, abhängig von der geforderten Leistung. Eine traditionelle Bewehrungsmatte oder ein Stabpaket im selben Kubikmeter wiegt 30 bis 100+ kg. Das Verhältnis zwischen Faser- und Stahlmasse liegt damit zwischen etwa 1:10 und 1:50.

Das ist möglich, weil Fasern anders arbeiten als Stäbe. Millionen Fasern verteilen sich dreidimensional durch die gesamte Betonmatrix und überbrücken Risse in dem Moment, in dem sie entstehen; die Nachrisszugfestigkeit wird nach EN 14651 geprüft, und die Fasern selbst sind nach EN 14889-2 zertifiziert. Eine Matte Ø8-150 wirkt nur in einer Ebene, muss geflochten und auf Abstandhalter gestellt werden — und wiegt deshalb ein Vielfaches. Wie sich das konstruktiv bei Gründungen auswirkt, lesen Sie in unserem Artikel über faserverstärkten Beton für Gründungen.

Eine Anmerkung gehört dazu: Fasern ersetzen die traditionelle Bewehrung nicht in jeder Situation vollständig. Bei konstruktiven Bauteilen bestimmt der Tragwerksplaner auf Basis einer Berechnung, ob und mit welcher Dosierung Faserbewehrung den Stahl übernehmen kann.

Das Rechenbeispiel: Fundament für Baum- und Blumenkübel

Bei einem Projekt im öffentlichen Raum wurde das Fundament für Baum- und Blumenkübel von traditioneller Stahlbewehrung auf Faserbewehrung umgeplant. Die Fakten aus diesem Projekt:

• Netto 1.500 kg Bewehrungsstahl eingespart durch den Umstieg auf Faserbewehrung.

• 98% CO₂-Reduktion gegenüber der ursprünglichen Stahllösung.

• Umplanungszeit des Entwurfs: zwei Tage, inklusive Freigabe durch die Kommune.

So sind die 98% nachvollziehbar

Diese 98% sind keine Marketingzahl, sondern folgen direkt aus dem Massenverhältnis und den Kennwerten pro Kilo. Die Rekonstruktion, mit indikativen EPD-Kennwerten:

• Vermiedener Stahl — 1.500 kg × 1,9 kg CO₂-Äq/kg (Primärroute, wie im ursprünglichen Entwurf) ≈ 2.850 kg CO₂-Äq.

• Hinzugefügte Faser — Größenordnung 30 kg Makrofaser (Verhältnis ±1:50 bei diesem schwer bewehrten Fertigteil-Entwurf) × 2,0 kg CO₂-Äq/kg ≈ 60 kg CO₂-Äq.

• Reduktion — 1 − (60 / 2.850) ≈ 98% weniger CO₂ auf die Bewehrung.

Rechnen Sie mit schrottreichem Betonstahl von 0,7 kg CO₂-Äq pro kg, kommt derselbe Entwurf auf etwa 94% Reduktion — immer noch beträchtlich. Die Bandbreite in der Praxis: Je schwerer der ursprüngliche Stahlentwurf und je niedriger die Faserdosierung, desto näher kommen Sie den 98%. Bei leichteren Bewehrungsentwürfen liegt der Gewinn eher bei 85 bis 95%.

CO₂ der Bewehrung pro m³ Beton: vier Varianten im Vergleich

Dieselben Kennwerte (1,5 kg CO₂-Äq pro kg Stahl, 2,0 pro kg Kunststofffaser), angewendet auf einen Kubikmeter Beton, ergeben dieses Bild — der Beton selbst (indikativ 150–300 kg CO₂-Äq/m³) kommt in allen Fällen noch hinzu:

• Unbewehrter Beton — 0 kg CO₂-Äq Bewehrung pro m³.

• Traditionelle Bewehrung (Matten/Stäbe, 30–60 kg/m³) — 45 bis 90 kg CO₂-Äq pro m³.

• Stahlfaserbeton (20–35 kg/m³) — 30 bis 55 kg CO₂-Äq pro m³.

• Kunststoff-Makrofaserbeton (2–6 kg/m³) — 4 bis 12 kg CO₂-Äq pro m³.

Die CO₂-Einsparung beim Beton durch den Wechsel von traditioneller Bewehrung zu Kunststoff-Makrofaser beträgt in diesem Vergleich 41 bis 86 kg CO₂-Äq pro m³ — auf den Bewehrungsanteil eine Reduktion von grob 85 bis 95%, ansteigend bis 98% bei stahlintensiven Entwürfen. Stahlfaserbeton spart gegenüber Matten und Stäben ebenfalls, aber deutlich weniger, weil die Dosierung in derselben Größenordnung bleibt wie das ersetzte Stahlgewicht.

Hochrechnung: Was bringt es auf 1.000 m² Industrieboden?

Der Baumkübel-Fall ist kleinmaßstäblich; der Gewinn skaliert mit dem Stahlgewicht, das Sie ersetzen. Nehmen Sie einen Industrieboden von 1.000 m² bei 180 mm Dicke — 180 m³ Beton:

• Traditionell — 35 kg Stahl pro m³ → 6.300 kg Bewehrungsstahl → ± 9,5 Tonnen CO₂-Äq (à 1,5 kg/kg).

• Makrofaser — 4 kg Faser pro m³ → 720 kg Faser → ± 1,4 Tonnen CO₂-Äq (à 2,0 kg/kg).

• Einsparung — ± 8 Tonnen CO₂-Äq je 1.000 m² Boden, circa 85% weniger auf die Bewehrung.

Zur Einordnung: 8 Tonnen CO₂-Äq entsprechen grob 40.000 Autokilometern (à ±0,2 kg CO₂ pro km). Und dabei zählt der indirekte Gewinn noch nicht mit: kein Transport und keine Kranbewegungen für Matten, keine Flechtarbeiten, kürzere Bauzeit. Mit unserem Kalkulator rechnen Sie Dosierung und ersetztes Stahlgewicht für Ihren eigenen Boden oder Belag durch.

Und der CO₂-Ausstoß von Asphalt?

Beim Asphalt liegt der Schwerpunkt des CO₂-Ausstoßes anders: nicht bei der Bewehrung, sondern bei der Produktion des heißen Mischguts (Erhitzen von Mineral und Bitumen) und beim Transport. Fasern sparen hier vor allem indirekt: Aramidfasern erhöhen den Widerstand gegen Spurrinnen- und Rissbildung, wodurch eine Deckschicht länger hält und über die Lebensdauer der Straße weniger Instandhaltungs- und Erneuerungszyklen — und damit weniger Produktionsemissionen — nötig sind. Wie Lebensdauerverlängerung und Materialeinsparung zusammen aufaddieren, lesen Sie in kreislauffähiges Bauen mit faserverstärktem Beton und Asphalt.

Diese Zahlen in CO₂-Leistungsleiter, MKI und EMVI nutzen

Ein durchgerechneter Fall ist erst dann etwas wert, wenn er in den Instrumenten landet, mit denen Auftraggeber steuern. Drei Routen:

• CO₂-Leistungsleiter — die offiziellen Konversionsfaktoren der Leiter (co2emissiefactoren.nl) decken vor allem Kraftstoffe, Energie und Transport ab. Materialgebundenen Gewinn wie Faserbewehrung führen Sie in Scope 3 auf, belegt mit einer Kettenanalyse auf Basis von EPD-Daten. Wie Sie das angehen, steht in Faserverstärkung und die CO₂-Leistungsleiter.

• MKI und DuboCalc — bei Infrastrukturprojekten rechnen Sie den Umweltgewinn in einen niedrigeren Umweltkostenindikator um; das CO₂-Modul ist darin der schwerste Posten. Siehe MKI und DuboCalc bei Faserbewehrung für die Rechensystematik.

• EMVI — ein projektspezifisches, nachvollziehbares Rechenbeispiel wie oben punktet in einem Qualitätskonzept deutlich besser als ein generischer Nachhaltigkeitsclaim. Was Bewerter erwarten, lesen Sie in EMVI-Ausschreibungen: Bedeutung und Kriterien.

Wichtig für die Beweisführung: Nutzen Sie Fasern mit einer verifizierten Umweltdeklaration. TwistR ist EPD-dokumentierte Faserbewehrung (EN 15804+A2, ISO 14025/21930) mit niedrigem MKI, sodass Ihre Berechnung direkt an die NMD- und DuboCalc-Systematik anschließt. Mehr Hintergrund zu Normen und Nachhaltigkeitsinstrumenten finden Sie in unserer Übersicht Nachhaltigkeit, Normen und Innovation.

Selbst rechnen für Ihr Projekt

Die Rechenmethode aus diesem Artikel lässt sich in vier Schritten auf jeden Entwurf anwenden:

• Schritt 1 — bestimmen Sie das Stahlgewicht (kg) im traditionellen Entwurf, aus dem Bewehrungsplan oder dem Leistungsverzeichnis.

• Schritt 2 — multiplizieren Sie mit dem EPD-Kennwert des Betonstahls (indikativ 0,6–1,9 kg CO₂-Äq pro kg).

• Schritt 3 — berechnen Sie die Faservariante: Dosierung (kg/m³) × Betonvolumen × EPD-Kennwert der Faser.

• Schritt 4 — die Differenz ist Ihre Einsparung; lassen Sie die konstruktive Gleichwertigkeit parallel vom Tragwerksplaner prüfen.

Möchten Sie das für ein konkretes Projekt durchgerechnet haben, inklusive EPD-Nachweis für Ihr Leiter- oder EMVI-Dossier? Starten Sie mit dem Kalkulator oder fordern Sie eine projektspezifische Berechnung an — wir rechnen den CO₂-Vergleich kostenlos für Sie durch.