La industria cementera se encuentra en un momento crucial para abordar la reducción de su huella de carbono. A nivel mundial, el cemento representa aproximadamente el 8% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero, lo que lo convierte en uno de los mayores contribuyentes al cambio climático. Sin embargo, descarbonizarla es un desafío complejo debido a las emisiones directas de CO2 durante los procesos de producción. Si se tratase de un país, ocuparía el tercer puesto como emisor más grande a nivel mundial, detrás de China y Estados Unidos. Sus emisiones superan ampliamente las del combustible de aviación (2,5%) y se acerca a las de la agricultura (12%).
Para lograr la transición hacia las cero emisiones netas es crucial que la industria cementera adopte un enfoque integral. Debe incluir la tecnologías más limpias, la mejora de la eficiencia energética y la expansión del uso de energía renovable. Además, es importante la colaboración entre los actores de la cadena de valor, como proveedores de materias primas y clientes finales.
Alcanzar estos objetivos requiere de una acción rápida y decisiva de las empresas del sector, así como de políticas claras y sólidas de los gobiernos para facilitar esta transición. Si bien el desafío es considerable, también existen oportunidades significativas para innovar y mejorar la sostenibilidad en la industria.
¿Selvas de cemento más verdes?
Las previsiones indican que las zonas edificadas del mundo se duplicarán en los próximos 40 años y los volúmenes de producción mundial de cemento también crecerán en 25%. Los pronósticos obligan a que la industria cementera emprenda esfuerzos para reducir las emisiones, en línea con los objetivos industriales y globales. La meta luce inalcanzable. El cemento es particularmente difícil de descarbonizar.
La obtención de cemento Portland, el más común, no solo implica la extracción de piedra en canteras, lo que contamina el aire por la emisión de polvo, sino también el uso de enormes hornos que consumen grandes cantidades de energía. La industria del cemento y el concreto ha establecido objetivos que persiguen una reducción para 2030 de 20% de CO2 por tonelada métrica de cemento y de 25% por metro cúbico de concreto. Se apunta a la descarbonización total para 2050.
En las últimas décadas se ha trabajado con soluciones tradicionales. Aumentar la eficiencia del combustible y sustituir el clínker y los combustibles tradicionales por opciones sostenibles. No obstante, para alcanzar las cero emisiones netas en 2050, el gasto de capital anual deberá casi duplicarse hasta alcanzar unos 60.000 millones de dólares antes de esa fecha. La industria ha sido cautelosa para adoptar innovaciones y para desarrollar tecnologías y procesos de descarbonización.
Soluciones prometedoras
Sin embargo, están surgiendo soluciones de descarbonización, desde aplicaciones de captura, utilización y almacenamiento de carbono (carbon capture, utilization and storage, o CCUS) en la producción de clínker hasta materiales innovadores con las propiedades del cemento, avances que cambiarán significativamente el valor dentro de la industria.
Hay cuatro vías particularmente prometedoras para el abordaje del cemento que más carbono emite y reducir su uso en el concreto. Aunque algunas requieren un mayor desarrollo para ser escalables, cada una tiene un potencial de significativo. La construcción de megaplantas de clínker e instalaciones de molienda con capacidades de captura, utilización y almacenamiento de carbono podrían producir cemento de cero emisiones netas. Sin embargo, los productos de cemento que utilizan clínker bajo en carbono pueden variar en su nivel de emisiones según la mezcla de materiales y el proceso de producción. El clínker, un intermediario utilizado como aglutinante en el cemento, es un componente básico cuyo proceso de producción tiene altas emisiones de dióxido de carbono.
La tecnología CCUS permite capturar y manejar las emisiones de carbono antes de que sean liberadas. Es la única reduce las emisiones del proceso de producción. En teoría, podría ayudar a producir clínker con cero emisiones netas. Muchos productores de clínker se están centrando en implementarla. Tiene un precio elevado y aún no se han probado a escala industrial.
Las empresas grandes son las que han explorado la técnica. Además, suele ser económicamente viable solo en determinadas zonas con capacidad de almacenamiento o salidas para el carbono capturado (por ejemplo, aplicaciones en las que se utiliza carbono mineralizado), con apoyo gubernamental y energía renovable asequible, lo que es muy importante para la producción de clínker.
Aditivos para el futuro
Se están desarrollando materiales alternativos que pueden reemplazar parcial o totalmente el clínker tradicional. Estos materiales, como geopolímeros y cenizas volantes, tienen propiedades que pueden disminuir la cantidad de cemento necesaria en el concreto, lo que disminuye costos y la huella de carbono. Los aditivos tienen el potencial de reducir las emisiones de CO2 en el concreto hasta en un 30% o el 50%. Los aditivos también permiten mayores niveles de reciclaje del concreto y el uso de refuerzo de fibra.
Sin embargo, algunos obstáculos dificultan su adopción generalizada. Las diferentes aplicaciones del concreto requieren aditivos específicos. Y la incorporación de multiplicidad de mezclas de concreto puede hacer que la construcción sea más compleja de planear y ejecutar. Los materiales cementantes alternativos, como el cemento con bajas emisiones de carbono o el concreto geopolímero, han tenido dificultades para escalar.
Las tendencias de inversión actuales y los rápidos avances tecnológicos han permitido que empresas emergentes irrumpan con ofertas bajas en carbono. Los materiales cementantes suplementarios ofrecen formas novedosas de reducir la huella de carbono del cemento y el concreto tradicionales. Las cenizas volantes, la escoria granulada molida de alto horno y el humo de sílice pueden utilizarse para reemplazar parcialmente el clínker o el contenido de cemento utilizado en el concreto. Pueden ser ventajas en términos de sostenibilidad y de costos.
Circularidad de los materiales
Las economías circulares tienen como objetivo minimizar el impacto ambiental del concreto. El objetivo es usar menos cemento virgen en su producción. Para impulsar la circularidad, se pueden utilizar estrategias como la reutilización de residuos de concreto. También la incorporación de materiales reciclados en la producción de concreto nuevo.
La mayor circularidad de los materiales hará menos importante tener un horno que tecnologías de demolición, flujos de desechos y separación. Como resultado, las startups centradas en la gestión del flujo de residuos y las empresas de infraestructura que supervisan los residuos de los proyectos de construcción están entrando al campo de los cementos. Sin embargo, el transporte y el procesamiento de los residuos plantean retos logísticos, lo que limita la escalabilidad y hace que las cadenas de valor de los residuos estén muy localizadas.
Para alcanzar una industria del cemento más ecológica, los productores deben considerar cuidadosamente estas soluciones y desarrollar modelos de negocio que impulsen la adopción de prácticas más sostenibles. La colaboración entre actores del ecosistema del cemento será fundamental para lograr una transición exitosa hacia cero emisiones netas.
Asequible y de rápida aplicación
La startup Fortera, en California, ha desarrollado una tecnología que reduce el dióxido de carbono en la fabricación de cemento. Intercepta el escape de dióxido de carbono de los hornos donde se fabrica el cemento y lo devuelve al interior para producir cemento adicional. En su primer esfuerzo a escala comercial, la tecnología se está agregando a una instalación de CalPortland en Redding, California, una de las plantas de cemento más grandes del oeste de Estados Unidos. «Nuestro objetivo es ser una solución ubicua que pueda funcionar realmente en cualquier planta», dijo Ryan Gilliam, director ejecutivo de Fortera.
Inicialmente, producirá lo suficiente para mezclarlo con aproximadamente una quinta parte del producto de CalPortland. Al final se reduce el carbono en aproximadamente 10%. Gilliam dijo que existe una fuerte demanda de mezclas más altas que bajen el carbono entre 40% y 50%. También solicitan mucho un producto puro que fabrica la empresa, con un 70% menos de carbono. Los primeros sacos saldrán de la planta de Redding en mayo.
Fortera evolucionó a partir de una empresa llamada Calera. Estuvo entre las primeras en convertir dióxido de carbono en cemento en 2007. Vertió unas 100 toneladas de su cemento bajo en carbono en edificios de oficinas y aceras de California. En 2014 debido a problemas financieros. Gilliam asegura que su tecnología es una opción competitiva para evitar rápidamente que las emisiones de carbono sigan calentando el planeta. Destaca que trabaja con plantas existentes y utiliza el mismo material que la industria cementera.
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