Bei der Herstellung von Zement werden große Mengen an Roh- und Brennstoffen eingesetzt, die Optimierung des Stoffeinsatzes stellt deshalb in den Werken eine kontinuierliche Aufgabe dar. Einerseits werden Rohstoffe als Ausgangsstoffe zur Herstellung des Produktes Zement verwendet; hierbei handelt es sich vor allem um Kalkstein und Ton (oder deren natürlich vorkommendes Gemisch Kalkmergel) sowie um Kreide. Andererseits kommen fossile Brennstoffe zum Einsatz (insbesondere Braunkohle und Steinkohle), um die benötigte thermische Energie im Drehrohrofen zum Brennen des Zementklinkers bereitzustellen.

Im Jahr 2013 wurden in Deutschland etwa 23 Millionen Tonnen Zementklinker produziert; hierfür wurden rund 40 Millionen Tonnen Kalkstein, Kalkmergel, Kreide und Ton genutzt. Um die natürlichen Rohstoffvorkommen zu schonen, die Wirtschaftlichkeit zu verbessern und gleichzeitig den Qualitätsanforderungen gerecht zu werden, setzen die deutschen Zementhersteller heutzutage bereits signifikante Mengen von alternativen Rohstoffen ein. Dies sind beispielsweise Kalkschlämme, Gießereialtsande, Flugaschen oder Hüttensand (granulierte Hochofenschlacke = ein Nebenprodukt aus der Roheisenerzeugung). Hierdurch wurde der CO₂- und rohstoffintensive Klinkeranteil im Zement in den vergangenen Jahren deutlich reduziert. Allein durch diese Entwicklung werden jährlich rund 10 Millionen Tonnen des Primärrohstoffs Kalkstein eingespart, bei dessen Brennen zu Zementklinker rund 5,5 Millionen Tonnen CO₂ emitiert worden wären.

Bei der Betonproduktion werden ebenfalls signifikante Mengen rezyclierter mineralischer Bauabfälle als Zuschläge verwendet. Rezyclierte Gesteinskörnungen werden darüber hinaus in großem Umfang im Straßen- und Erdbau wiederverwertet, um den Bedarf an Primärstoffen zu reduzieren.

Fossile Brennstoffe, die beim Klinkerbrennprozess zum Einsatz kommen, werden heutzutage überwiegend durch alternative Brennstoffe wie Altöl, Altreifen, Klärschlämme oder Fraktionen aus Siedlungs-, Industrie- und Gewerbeabfällen ersetzt. Dadurch werden die CO₂-Emissionen der Klinkerherstellung maßgeblich gemindert. Im Jahr 2013 betrug der Anteil alternativer Brennstoffe am gesamten Brennstoffenergieeinsatz der deutschen Zementindustrie mehr als 62 Prozent. Die hohen Gastemperaturen von ca. 2.000 °C sorgen bei der Zementklinkerherstellung für die rückstandslose Zerstörung aller enthaltenen organischen Schadstoffe (Dioxine und Furane). Die dabei entstehenden Aschen werden wiederum zu wichtigen Bestandteilen des Zements. Die Ersatzbrennstoffe werden deshalb bei der Zementproduktion nicht nur thermisch, sondern auch stofflich verwertet.

Auch nachwachsende Rohstoffe können zukünftig möglicherweise eine Rolle im Zusammenhang mit der Produktion und Verwendung von Zement spielen. Von Interesse sind nachwachsende Rohstoffe vor allem in zweierlei Hinsicht:

• als Energieträger zur Erzeugung von Zementklinker
• als Zuschlagstoff für zementgebundene Baustoffe