Repensar el cemento y el hormigón podría preparar el camino hacia las cero emisiones netas

Al tratarse de una de las industrias más contaminantes del mundo, la descarbonización de la producción de cemento y hormigón es fundamental si queremos alcanzar los objetivos de cero emisiones netas para 2050 y limitar el calentamiento global a un aumento de 1,5 °C con respecto a los niveles preindustriales. Los proveedores deben pensar con audacia en términos de escala y tecnología; no sólo para reducir las emisiones de carbono de los procesos existentes, sino para reimaginar cómo se produce el cemento.

Esto incluye alejarse de los métodos y materiales tradicionales de fabricación de cemento Portland, intensivos en carbono, y desarrollar soluciones que reduzcan la cantidad de clínker necesaria. La producción de clínker es, con notable diferencia, la fase más intensiva en carbono de la producción de cemento y hormigón, ya que contribuye en un 88% a las emisiones totales de CO2 del sector debido a la quema de combustibles para permitir que los hornos alcancen los 1450 °C necesarios para la clínkerización y a través de la reacción química natural de la calcinación de la piedra caliza.

Para poner en contacto a los proveedores de cemento y hormigón casi nulos con los agentes de la demanda y ayudar a que afloren y se amplíen tecnologías profundamente descarbonizadoras, la First Movers Coalition (FMC), la mayor plataforma de demanda del sector privado para tecnologías climáticas emergentes, lanzó en enero de 2024 el First Suppliers Hub. Se trata de un repositorio mundial cada vez mayor de proveedores y tecnologías que aspiran a alcanzar los umbrales de compromiso de la FMC en todos los sectores de altas emisiones para 2030, que hasta ahora incluye más de 80 proyectos de descarbonización y e información sobre la tecnología, madurez, geografía, fecha de preparación y nivel actual de preparación tecnológica de los proyectos, de acuerdo con las declaraciones de estas empresas. En el sector del cemento y el hormigón hay actualmente más de 30 proyectos, a los que se añadirán otros en breve.

Algunos proveedores están reimaginando el proceso de producción de cemento y hormigón en términos de procesos, productos químicos y materias primas. Algunas soluciones tienen incluso el potencial de ser carbono-negativas, lo que podría transformar la industria del cemento y el hormigón de contaminante a solución climática. En el futuro, la industria del cemento y el hormigón podría pasar de contaminante a solución climática.

Una de ellas es la planta piloto de Brimstone en Nevada, que utiliza una tecnología que crea tanto cemento Portland ordinario como materiales cementicios suplementarios -que reducen la cantidad de clinker necesaria en el cemento- a partir de roca de silicato libre de carbono. La misma roca también produce residuos de magnesio, que se unen al CO2 y lo eliminan permanentemente de la atmósfera. Por su parte, los proyectos First Suppliers Hub de Sublime, también en Estados Unidos, combinan procesos y materiales alternativos de producción de cemento. Sublime utiliza un proceso electroquímico a temperatura ambiente que puede convertir rocas no carbonatadas y materias primas industriales disponibles en abundancia en cemento hidráulico, que se endurece al mezclarse con agua. La empresa emplea una tecnología de proceso alternativa, que utiliza un electrolizador a temperatura ambiente con energía renovable y materias primas no carbonatadas, reduciendo las emisiones basadas en la energía y la calcinación.

Además de Brimstone y Sublime, CarbonBuilt, Chement y Fortera son fundadores de la Decarbonized Cement & Concrete Alliance, con sede en Estados Unidos, que se dedica a la innovación para reducir las emisiones. Las propuestas del First Suppliers Hub de CarbonBuilt descarbonizan la producción de hormigón mediante la sustitución del cemento y la utilización del CO2. Su proceso sustituye el cemento tradicional por un aglutinante alternativo bajo en carbono y rico en calcio que reacciona químicamente con el CO2 capturado, reforzando el hormigón y almacenando permanentemente el CO2. Este proceso reduce la huella de carbono de los bloques de hormigón en un 70% o más y se ha implantado comercialmente en Estados Unidos. Los bloques cumplen todas las normas de rendimiento existentes y pueden utilizarse como sustitutos similares de los bloques tradicionales.

Los proyectos First Suppliers Hub de Fortera producen su novedoso cemento con un 70% menos de CO2 utilizando fuentes de combustible tradicionales, e incluso con menos emisiones cuando se alimentan con residuos municipales y biomasa utilizando su proceso de mineralización de CO2 ReCarb. Su proceso también permite un uso más eficiente de los hornos eléctricos debido a los menores requisitos de temperatura de procesamiento, abriendo un camino hacia el cemento neutro en carbono cuando se combina con energía verde. Además, la solución de Chement en el First Suppliers Hub utiliza energía eléctrica renovable en lugar de hornos de carbón, al tiempo que utiliza las mismas materias primas que la producción tradicional de cemento. Esto reduce la energía utilizada y permite soluciones de captura de carbono más sencillas que los métodos de producción tradicionales.

Varios proveedores quieren incorporar materiales reciclados a la producción de cemento. La empresa noruega Saferock ha presentado proyectos de química alternativa del cemento con bajas emisiones de CO2 al First Suppliers Hub. Su producto reduce las emisiones de carbono relacionadas con el hormigón y la acumulación de residuos de la industria minera al utilizar estériles de mina, áridos y activadores para fabricar hormigón sostenible en lugar del método tradicional de mezclar cemento, áridos y agua, que emite muchas emisiones de carbono. El hormigón de Saferock reduce las emisiones de carbono en más de un 80% en comparación con los estándares del sector. Además, el producto Re-ment de la empresa sueca Cemvision es un cemento de carbono casi nulo fabricado con materiales ricos en óxido de calcio procedentes de otras industrias, con un carbono incorporado ya muy por debajo del umbral FMC.

Ecocem es un proveedor europeo de materiales de construcción que se está replanteando la producción de cemento. Sus proyectos del First Suppliers Hub utilizan su innovadora tecnología ACT, que emplea el uso eficiente de clinker y materiales cementicios suplementarios en el cemento y el hormigón, lo que se traduce en una reducción del 70% de la huella de carbono a niveles escalables, algo que suele ser muy difícil de conseguir para los cementos bajos en carbono.

La tecnología de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) permite capturar el carbono procedente de la producción de clínker, lo que contribuye a reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera. Puede ser almacenado o utilizado por múltiples industrias, contribuyendo a la circularidad de los procesos de producción. Un elemento central de la hoja de ruta de la Asociación Mundial del Cemento y el Hormigón (GCCA) es la "reevaluación del CO2 como una materia prima utilizable en lugar de un producto de desecho", sobre todo porque calcula que el CCUS contribuirá en un 36% a reducir las emisiones de CO2 de aquí a 2050. Se trata del mayor contribuyente individual a la reducción de emisiones del sector, debido al desarrollo y la ampliación relativamente incipientes de procesos y materiales alternativos. El First Suppliers Hub incluye seis proyectos de CCUS en Norteamérica y Europa.

Los materiales de cemento suplementarios (MCA) son una herramienta importante en el camino de la industria hacia la producción con cero emisiones, ya que su aplicación en el cemento reduce la cantidad de clinker necesaria. Holcim, miembro de FMC Trucking, emplea SCM de origen fósil como las escorias, un subproducto de la producción de acero, en su proyecto de cemento ECOPlanet en el First Suppliers Hub. El proyecto a más largo plazo de ECOPlanet 2.0 pretende sustituir las MEC de origen fósil por alternativas como la arcilla calcinada. A medida que la disponibilidad de MEC de origen fósil se reduzca en los próximos años debido a la evolución de las cadenas de valor industriales, las MEC alternativas cobrarán mayor importancia. La GCCA estima que la reducción de la relación clínker-ligante de la media mundial actual de 0,63 a 0,52 podría aumentar el volumen de MEC utilizadas en un 26% en 2050 y suponer una reducción acumulada de las emisiones de hasta el 18%.

Numerosas soluciones pueden contribuir a la descarbonización de la industria del cemento y el hormigón, y la combinación de soluciones puede ofrecerle la mejor oportunidad de alcanzar sus objetivos de producción neta cero. Comprenden tanto la ampliación de las tecnologías y soluciones descarbonizadoras existentes en diferentes zonas geográficas, como la innovación conducente a la aplicación de nuevos procesos, tecnologías y materiales. El cemento y el hormigón ultrabajos en carbono tienen incluso el potencial de ser carbono-negativos debido a la característica natural del hormigón de recarbonatación, que es una forma de sumidero de carbono que absorbe el CO2 de la atmósfera. Si su empresa aspira a alcanzar los objetivos cercanos a cero emisiones del FMC para 2030, introducir sus proyectos en el First Suppliers Hub es una forma útil de conectar con compradores potenciales de productos altamente descarbonizados.