El cemento es materia prima del hormigón, así como de morteros, bloques y yesos. Es el pegamento que mantiene unidos los edificios y las estructuras. La mayor parte del cemento que se produce hoy en día es cemento Portland ordinario (OPC), que se fabrica combinando clínker de cemento, yeso y material cementicio suplementario (SCM).

La producción de 1 kg de OPC libera entre 0,7 y 1 kg de dióxido de carbono. La mayor parte de las emisiones se atribuyen a la producción de clinker. El 50-60% de estas emisiones provienen de la calcinación de la piedra caliza y la mayor parte del resto proviene de la quema de combustibles fósiles necesarios para alcanzar las temperaturas de horno requeridas. Como resultado de esta liberación de dióxido de carbono, la producción de cemento es responsable de alrededor del 7-8 % de las emisiones globales de CO2, y la demanda de cemento seguirá aumentando con el crecimiento de la población hasta 2050. Abordar estas emisiones será crucial si el mundo quiere cumplir sus objetivos climáticos.

La política impulsa el cambio

Los gobiernos han introducido políticas que deberían fomentar la reducción de emisiones. Por ejemplo, el sistema de comercio de emisiones de la UE requiere que los fabricantes de cemento compren derechos de emisión si exceden su asignación gratuita. Los emisores pueden vender créditos si están por debajo de su límite de exención. Sin embargo, la emisión gratuita de derechos de emisión se eliminará gradualmente (siempre que el precio del carbono sea lo suficientemente alto) con la implementación del mecanismo de ajuste en frontera de carbono, que tiene como objetivo promover la reducción de emisiones. En los EE. UU., el grupo de trabajo Buy Clean de la administración Biden ahora priorizará el uso de concreto bajo en carbono (entre otros materiales) en casi todos los proyectos de obras públicas. Esto está respaldado por inversiones directas en descarbonización.

La industria también tiene objetivos de reducción. La asociación de la industria Dansk Beton (Dinamarca) se ha fijado el objetivo de reducir las emisiones en un 50 % para 2030, y varios fabricantes de cemento líderes, incluidos Heidelberg, Holcim y Cemex, se han fijado objetivos para reducir sus emisiones y planean realizar cambios con estándares cada vez más estrictos, a saber, el Iniciativa de objetivos basados ​​en la ciencia.

La innovación aborda los retos de reducción de emisiones en la industria del cemento

La industria del cemento enfrenta desafíos difíciles cuando se trata de reducir las emisiones. En general, los nuevos procesos de producción con menores emisiones tienden a tener mayores costos de producción; mientras que los márgenes para los fabricantes son demasiado pequeños para absorber estos costos. Además, la industria ha invertido un capital significativo en el proceso de producción actual y es lento para cambiar.

Los enfoques maduros para la mitigación incluyen la sustitución del clinker y, en menor medida, la captura de carbono. Ambos enfrentan sus propios desafíos. El uso de combustibles alternativos como llantas, desechos domésticos y comerciales es relativamente común. El enfoque desplaza el uso de combustibles fósiles, pero libera carbono en esos desechos.

Innovación de procesos, captura y uso de CO2

La captura de carbono implica la separación del CO2 de otros gases en los gases de combustión, normalmente para que pueda almacenarse bajo tierra. Este enfoque de captura y almacenamiento implica costos adicionales y, a menudo, está limitado por la disponibilidad de infraestructura de transporte y almacenamiento de CO2. El costo de la captura está cayendo a medida que innovadores como Carbon Clean y Svante están implementando tecnologías de manera económica en escalas más pequeñas. Además, las nuevas configuraciones del calcinador pueden permitir la separación de las emisiones del proceso y del combustible al mismo tiempo que permiten la electrificación o el uso de combustibles alternativos. Leilac está trabajando actualmente en el despliegue de tecnología para capturar alrededor de 100.000 toneladas de CO2 en Hannover, Alemania, y la construcción comenzará en 2023.

El uso de carbono en combustibles, productos químicos, materiales de construcción y otros productos puede abordar algunos de los desafíos de captura y almacenamiento. Por ejemplo, CarbonCure y Carbicrete utilizan CO2 en el proceso de curado del hormigón. El CO2 inyectado reacciona con la mezcla de hormigón y se convierte en carbonato de calcio, lo que aumenta la resistencia a la compresión del hormigón y mejora su rendimiento. Concrete4Change utiliza el mismo principio pero mediante la aplicación de aditivos carbonosos.

Synhelion es una de las muchas empresas que buscan utilizar el carbono capturado en la fabricación de combustibles o productos químicos. Synhelion utiliza energía solar concentrada para convertir CO2 y agua en gas de síntesis. Synhelion recaudó $24 millones de CEMEX y otros en diciembre de 2022 y actualmente está construyendo una planta industrial para producir combustibles sostenibles utilizando calor solar (y carbono capturado). La start-up también ha conectado su receptor solar a un proceso de producción de clinker de CEMEX para producir clinker solar (sin utilizar combustibles fósiles).

Reemplazo de clinker y materiales cementados complementarios

En la sustitución de clinker, se están utilizando cantidades cada vez mayores de SCM en lugar de clinker. Estos cementos ya están siendo producidos a gran escala por empresas como Ecocem y, dependiendo de la tasa de sustitución, pueden reducir significativamente las emisiones. El enfoque puede estar limitado por estándares obligatorios (que requieren proporciones mínimas de clínker) y la disponibilidad futura de materiales cementicios adicionales (los SCM comunes incluyen cenizas volantes de centrales eléctricas alimentadas con carbón o escoria de alto horno de la industria del acero).

Los innovadores están recaudando cada vez más fondos para ampliar el uso de materiales cementicios complementarios alternativos. Terra CO2 recaudó $46 millones en junio de 2022 para acelerar la comercialización de los materiales de cemento OPUS de Terra, que están hechos de una variedad de materias primas y productos de desecho locales. Mientras tanto, Carbon Upcycling está probando una tecnología que utiliza su proceso de reciclaje de carbono para activar finos de vidrio coloreado de la industria de uso final, capturando las emisiones de CO2 y produciendo SCM de alto rendimiento.

Cementos alternativos, materias primas y procesos integrados

Se puede lograr una reducción significativa de las emisiones mediante el uso de materias primas o procesos alternativos que eviten la necesidad de calcificación de piedra caliza en la producción de clínker. En muchos casos, los materiales usados ​​como SCM también se pueden usar como materiales aglutinantes (cuando están activados). Este es un enfoque de muchos fabricantes de SCM y otros innovadores, incluidos CemVision y Betolar. Otro innovador, Brimstone Energy, planea fabricar cemento Portland a partir de roca de silicato de calcio. El proceso puede ser CO2 negativo ya que produce compuestos de magnesio como producto de desecho que puede usarse para absorber dióxido de carbono.

También se pueden lograr reducciones significativas mediante la aplicación de ‘biocemento’, en el que los organismos descomponen la piedra caliza, que se utiliza en un producto final, p. B. biohormigón, se restaura. Varios innovadores han recaudado fondos para desarrollar biocementos (o biohormigón) durante el año pasado. BioMason recaudó $ 65 millones, Prometheus Materials $ 8 millones y el recién formado BioZeroc recaudó $ 450,000 en una ronda previa a la semilla.

Innovación en toda la cadena de valor

En última instancia, la innovación puede ayudar a reducir significativamente las emisiones de la industria del cemento, pero requiere financiamiento para escalar y reducir los costos, y un enfoque en los estándares basados ​​en el desempeño puede ayudar a permitir el acceso al mercado de cementos alternativos. También podemos esperar más innovaciones en toda la cadena de valor: la mineralización de CO2 en agregados puede atrapar grandes cantidades de CO2, las plantas de producción pueden beneficiarse de soluciones de software que optimizan los procesos de producción y las mezclas, y la impresión 3D de concreto puede ayudar a optimizar la pavimentación.

CFNA Banner

Saber más

DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí