Por: Kayla Carey y Andrew Primo | 27 de octubre de 2022
El cemento es una sustancia en polvo que se puede mezclar con arena, agua y grava para formar hormigón.
La mayoría de la gente está familiarizada con el cemento, el ingrediente clave del hormigón, pero pocos son conscientes de lo fundamental que es este material para la vida contemporánea. Edificios, carreteras, puentes, canales, aceras, ferrocarriles, puertos, líneas eléctricas, parques eólicos y solares… casi toda la infraestructura requiere cemento y mucho. La Agencia Internacional de Energía estima que casi 4.3 millones de toneladas En 2021 se produjeron miles de millones de toneladas de cemento, suficiente hormigón para construir el equivalente a más de 2,800 presas Hoover.
Y esta cifra no hará más que crecer. Para mediados de siglo, se espera que la población mundial se acerque a los 10 mil millones de personas, de las cuales más de dos tercios vivirán en ciudades, Según el Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de la ONUSi a eso le sumamos el desarrollo masivo de infraestructuras de electricidad, energías renovables, transporte eficiente y captura de carbono necesarias para sustentar una sociedad descarbonizada, la necesidad de un aumento significativo en los niveles de producción de cemento, que ya son récord en la actualidad, se vuelve sumamente evidente.
¿Por qué es tan difícil reducir las emisiones de cemento?
Sin embargo, esta creciente demanda tiene un inconveniente fatal: el cemento, tal como se produce hoy en día, tiene una enorme huella de gases de efecto invernadero. Y la descarbonización no es tan simple como sustituir el carbón por energías renovables o electrificar los vehículos. Al menos la mitad de todas las emisiones generadas por la producción de cemento Portland (el estándar mundial) se liberan durante la producción mediante la creación de clínker, uno de los pasos principales en la fabricación de cemento.
El clínker se produce en hornos gigantes, donde la piedra caliza y otros minerales se sobrecalientan a temperaturas de hasta 2,700 grados Fahrenheit. El subproducto químico de este proceso son enormes cantidades de dióxido de carbono (CO₂).2): en los Estados Unidos, ¡Hola! una tonelada métrica de CO2 Se emiten emisiones por cada tonelada métrica de cemento Portland producida. Debido a la dificultad de evitar las emisiones del proceso en esta etapa crítica de la producción, el cemento se considera una industria "difícil de reducir".
La producción de clínker requiere altas temperaturas y libera dióxido de carbono como residuo. Fuente de la imagen: Asociación del Cemento de Canadá
Con volúmenes tan enormes de cemento producidos cada año y tasas de emisión tan elevadas, la industria cementera se ha convertido en una de las más contaminantes del planeta. contribuyendo con aproximadamente 2.4 millones de toneladas métricas de CO2Eso supone más que todas las emisiones de la aviación y el transporte marítimo combinadas, y estas seguirán aumentando a menos que se tomen medidas rápidas para reducir la intensidad de carbono del cemento.
¿Cómo podemos reducir las emisiones difíciles de mitigar del cemento?
Ante la creciente demanda de infraestructuras y la urgencia de descarbonizar la economía, ¿cómo puede la industria cementera equilibrar esta paradoja? Como era de esperar, no existe una solución única ni sencilla.
La hoja de ruta para lograr emisiones netas cero en 2050 de la Asociación Global de Cemento y Hormigón (GCCA) identifica varias acciones que la industria cementera puede adoptar para reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero y limitar las consecuencias más graves del cambio climático. Estas estrategias incluyen:
- Mejorar la eficiencia operativa;
- Cambiar a fuentes de combustible con menor intensidad de carbono;
- Sustituir el clínker tradicional derivado de la piedra caliza por materiales alternativos; y
- Implementación de tecnologías de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS).
Cada vía puede tener un impacto significativo en la reducción de la intensidad de carbono del cemento; sin embargo, solo un par de tecnologías pueden reducir las problemáticas emisiones liberadas durante la producción de clínker: la sustitución del clínker y la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS).
Sustitución del clínker: En ciertas aplicaciones, el clínker puede sustituirse, al menos parcialmente, por productos alternativos denominados materiales cementicios suplementarios (MCS). Los MCS típicos son subproductos de procesos industriales, como la producción de carbón y acero; sin embargo, las transiciones en estas industrias, como el cierre de centrales termoeléctricas de carbón y el cambio a hornos de producción de acero más eficientes, han limitado la disponibilidad de estos MCS de uso común, creando una brecha entre la oferta y la demanda. Algunas empresas han puesto en marcha proyectos piloto para producir sustitutos adicionales del clínker, como cenizas volantes procedentes de vertederos y sustancias naturales —conocidas como «puzolanas naturales»— como la ceniza volcánica. Pero producir y tratar estos materiales para su uso en cemento es complejo y costoso, y aún no se ha alcanzado la escala necesaria para cubrir el creciente déficit de suministro de MCS.
Captura, utilización y almacenamiento de carbono: CCUS—en el que el CO2 La captura y el almacenamiento de las emisiones liberadas durante la producción de clínker, o su reutilización en otras aplicaciones, constituyen otro enfoque clave para reducir las emisiones del proceso cementero. Actualmente existen muy pocos proyectos de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS), especialmente en plantas cementeras. Casi todos los proyectos CCUS a nivel mundial se encuentran aún en fase piloto, ya que la tecnología presenta importantes desafíos de implementación y su costo es extremadamente elevado.
En 2021 se produjeron casi 4.3 millones de toneladas de cemento, cantidad suficiente para construir el equivalente a más de 2,800 presas Hoover.
Aprovechamiento del mercado voluntario de carbono
Para que los sectores más difíciles de descarbonizar alcancen sus objetivos de cero emisiones netas a tiempo, deben colaborar para emplear una combinación de tecnologías probadas y emergentes, como la sustitución del clínker y la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). Pero, ¿cómo puede la industria superar los desafíos económicos y técnicos actuales para la ampliación de estas tecnologías? El mercado voluntario de carbono podría ser una palanca importante para introducir nuevos materiales de carbono sostenibles en el mercado y hacer que la CCUS sea más viable económicamente.
Actualmente, la industria cementera cuenta con un número creciente de oportunidades para generar créditos de carbono voluntarios. Climate Action Reserve , uno de los registros de compensación de carbono más fiables, anunció recientemente el desarrollo de un Protocolo de Cemento Bajo en Carbono que incentivará la producción de materiales cementicios suplementarios innovadores para paliar la actual escasez de suministro. Además de los incentivos fiscales, también están surgiendo nuevas oportunidades para generar créditos de carbono a partir de proyectos de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS). La industria cementera puede aprovechar el mercado voluntario de carbono para canalizar la financiación que tanto necesita el sector y acelerar la descarbonización.
Acerca de los autores
Kayla Carey es gerente de desarrollo de programas y se especializa en la descarbonización de sectores de difícil acceso. Con experiencia en gestión de la sostenibilidad y política energética, ayuda a clientes de los sectores energético e industrial a desenvolverse en los mercados ambientales y a desarrollar nuevas metodologías cuantitativas. Posee una maestría en Política Ambiental y de Recursos Naturales y una licenciatura en Ecología y Biología Evolutiva, ambas por la Universidad de Colorado Boulder.
Andrew Primo tiene una maestría en Política Ambiental y de Recursos Naturales de la Universidad de Colorado Boulder y una licenciatura en Inglés y Lingüística de la Universidad Estatal Metropolitana de Denver. Residente en Denver, Andrew dirige en su tiempo libre equipos de voluntarios que realizan labores de mantenimiento de senderos y restauración de hábitats en todo Colorado. También disfruta de la lectura, la jardinería y explorar las montañas con su perro.
