La producción de cemento y hormigón contribuye al 7-8% de las emisiones globales de CO₂.
First Movers Coalition los miembros se comprometen a descarbonizar el sector.
Exponemos los avances logrados hasta ahora para cumplir los compromisos de FMC para 2030.
El hormigón es el material de fabricación humana más utilizado y el segundo material más utilizado después del agua. Los seres humanos dependen de él; sin embargo, como la producción de cemento y hormigón contribuye al 7-8% de las emisiones globales de CO₂, se requieren cambios significativos para que la industria sea sostenible.
Descarbonizar el sector es, por tanto, fundamental para mantener el calentamiento global en línea con el objetivo de un aumento de 1,5 °C respecto a los niveles preindustriales. No hay tiempo que perder, ya que 2050, el año objetivo para alcanzar las cero emisiones netas en muchas regiones, está a solo un ciclo de inversión de distancia debido a la larga vida útil de los activos de capital del sector.
La descarbonización del sector del cemento y el hormigón incluye diversas soluciones. Actualmente, alrededor del 90% de las emisiones de la fabricación de cemento proceden de la producción de clínker, que genera emisiones tanto por la reacción química de la calcinación de la caliza como por la quema de combustibles para alcanzar los 1.450 °C necesarios para la clinkerización. El clínker es el elemento central de la producción de cemento Portland y se utiliza como aglutinante en la mayoría de los productos de cemento, que a su vez son el ingrediente principal de las mezclas de hormigón. Reducir las emisiones de estos procesos relacionados con el clínker requerirá el uso de tecnologías de descarbonización profunda, que exploraremos en este blog.
En el último año, siete empresas se han unido al sector del cemento y el hormigón de la First Movers Coalition (FMC), una coalición de empresas que agrupa su poder adquisitivo para demostrar la demanda de tecnologías de casi cero emisiones en siete sectores de difícil descarbonización. Estas corporaciones se han comprometido a comprar el 10% de su cemento y hormigón al año como de casi cero emisiones para 2030. En conjunto, los miembros de FMC del cemento y el hormigón representan una demanda de unos 60 millones de dólares y un potencial de reducción de gases de efecto invernadero de 100.000 toneladas.
Para obtener una visión general de los avances en la descarbonización del sector, preguntamos a los principales proveedores de cemento y hormigón y a los miembros transportistas de FMC, Holcim y Heidelberg Materials, qué tecnologías revolucionarias están utilizando, y también pedimos a los miembros de FMC del cemento y el hormigón que compartieran sus actividades de descarbonización más amplias.
Solución 1: La captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) puede reducir las emisiones de proceso
La tecnología CCUS permite capturar el carbono del proceso de producción de clínker, lo que ayuda a reducir las emisiones de proceso que de otro modo serían difíciles de abatir. El carbono capturado puede almacenarse o utilizarse a largo plazo.
Heidelberg Materials es una empresa multinacional alemana de materiales de construcción que produce 176 millones de toneladas métricas de cemento al año. Utiliza CCUS para capturar las emisiones del proceso de clinkerización.
Nicola Kimm, director de Sostenibilidad de Heidelberg Materials, explicó: “Heidelberg Materials trabaja intensamente en los aspectos técnicos, económicos y sociales de la CCUS. Su instalación de captura y almacenamiento de carbono (CCS) en Brevik, Noruega, es la primera instalación de CCS a escala industrial en la industria del cemento y está previsto que entre en funcionamiento a finales de 2024. Con su cartera de tecnologías de captura y proyectos de CCUS a gran escala, Heidelberg Materials estima que reducirá las emisiones de carbono en 10 millones de toneladas acumuladas para 2030.”
El uso de la tecnología CCUS también está muy extendido entre otros productores de cemento y hormigón. Holcim es una gran empresa internacional de materiales de construcción, con instalaciones de producción de cemento de 260 millones de toneladas métricas. La directora de Sostenibilidad, Nollaig Forrest, añadió que Holcim está trabajando en combinar la CCUS con la producción de cemento y hormigón bajos en carbono para alcanzar las cero emisiones netas: “Holcim ha lanzado la gama más amplia de soluciones de construcción bajas en carbono y circulares de su sector. Entre ellas se incluyen el hormigón bajo en carbono ECOPact y el cemento bajo en carbono ECOPlanet, marcas multimillonarias de rápido crecimiento, junto con una oferta creciente de sistemas avanzados de cubiertas y aislamiento que hacen los edificios más eficientes energéticamente durante su uso.” Explicó que Holcim ha recibido ayudas de la UE para seis proyectos de CCUS, líderes en el sector, y que otros ocho están en desarrollo. Mediante su labor de descarbonización, Holcim se compromete a capturar más de 5 millones de toneladas de CO₂ al año para 2030.
Solución 2: Aumentar el uso de materiales cementicios suplementarios (SCM)
El uso de los SCM es otra herramienta eficaz para descarbonizar la industria del cemento y el hormigón. El uso de SCM, como las cenizas volantes o la escoria granulada de alto horno (GGBS), un subproducto de la producción de acero, puede reducir la cantidad de cemento necesaria en las mezclas de hormigón y, por tanto, reduce las emisiones.
El cemento ECOPlanet Zero de Holcim utiliza diversas palancas de descarbonización, entre ellas los SCM. Los SCM utilizados incluyen arcilla calcinada y materiales de construcción y demolición reciclados, según Cédric de Meeûs, responsable de Asuntos Públicos e Impacto Social del Grupo de la empresa. Además, descarboniza aún más su proceso de producción mediante combustibles alternativos. Holcim está ampliando el uso de materiales de baja emisión, como la arcilla calcinada, lo que permite producir cemento con hasta un 50% menos de CO₂. Asimismo, Nollaig Forrest explicó que, combinando medidas como el uso de SCM y la CCUS, “para 2030 ofreceremos al menos 8 millones de toneladas de cemento ECOPlanet Zero totalmente descarbonizado, y ECOPact y ECOPlanet representarán más de la mitad de nuestras ventas netas de hormigón y cemento”, lo que contribuye al compromiso de Holcim de capturar más de 5 millones de toneladas de CO₂ al año para 2030.
El uso de SCM no se limita a los proveedores de cemento. Consolidated Contractors Company (CCC) es la mayor empresa constructora de Oriente Medio. Saji Khoury, responsable de Desarrollo de Negocio de CCC, explicó que su empresa se centra en el uso de SCM en Oriente Medio y el norte de África, donde “se propone integrar un 10% de hormigón verde en sus proyectos civiles y mecánicos para 2030. Este compromiso implica sustituir el cemento tradicional por SCM más ecológicos, como el GGBS y las cenizas volantes.” Destacó que la calidad del hormigón verde no se ve comprometida, ya que, al sustituir hasta un 60% del cemento Portland por GGBS, aún pueden alcanzarse resistencias de 4000-5000 psi.
Reducir el contenido de cemento en el hormigón mediante un diseño eficiente de la mezcla, sin comprometer la calidad del producto final, ayuda a las empresas a mejorar drásticamente la huella de carbono del cemento que utilizan. Vattenfall, una multinacional sueca del sector energético, ha desarrollado un hormigón con clima mejorado y menor contenido de cemento, que reduce las emisiones de dióxido de carbono en aproximadamente un 30%. Annika Ramsköld, director de Sostenibilidad, y Björn Stenecker, director de Compras, nos explicaron que el hormigón se utiliza en la construcción en curso de un nuevo aliviadero en la presa de la central hidroeléctrica de Lilla Edet, en el río Göta, cerca de Gotemburgo (Suecia). Explicaron que reducir el uso de cemento en grandes estructuras de hormigón “da lugar a una temperatura más baja durante el proceso de curado, lo que a su vez reduce el riesgo de grietas. Se han llevado a cabo amplios ensayos y pruebas para garantizar un concepto de hormigón robusto para las obras de construcción y que, sobre todo, cumpla los requisitos de seguridad y durabilidad durante más de 100 años.”
Las alianzas y la colaboración son clave para el éxito
ZGF Architects también se ha centrado en fomentar el uso de mezclas con mayor contenido de SCM. Tim Williams, socio director de ZGF Architects en Washington DC, trabajó recientemente en dos proyectos en los que se pidió a los proveedores locales de hormigón que crearan declaraciones ambientales de producto (EPD) de bajo carbono, lo que a su vez condujo a un mayor uso de SCM. Las EPD son informes verificados de forma independiente sobre el impacto ambiental de un producto a lo largo de su ciclo de vida y se elaboran de acuerdo con un conjunto específico de Reglas de Categoría de Producto (PCR). Las PCR proporcionan normas de cálculo y directrices para que todas las EPD de una misma categoría de producto divulguen el mismo tipo de información.
Esto implicó mezclas con alto contenido de SCM, cemento tipo 1L (también llamado Portland Limestone Cement, un cemento con mayor contenido de caliza), y plantas de dosificación in situ. Este trabajo no solo ha estimulado la producción de cemento con menor huella de carbono, sino que estos dos grandes proyectos han logrado “una reducción del 20-34% en el potencial de calentamiento global respecto a las prácticas regionales medias”. Como explicó Williams, el trabajo “ha preparado a la región de Washington DC para el intercambio de conocimientos y el éxito continuado”.
Compartir las mejores prácticas será clave. Por ejemplo, Eric Bertrand, director de Innovación, y Sergio Sandoval, director de Sostenibilidad del Grupo de Etex, pionera en construcción ligera, destacaron la importancia de las alianzas en diversas áreas de trabajo. Afirmaron: “Etex colabora con sus proveedores y con startups innovadoras para ser más sostenible; trabajando con proveedores para utilizar cemento con mayor contenido de materiales cementicios suplementarios y abordando el reto de reciclar sus productos de fibrocemento. Ya estamos probando un programa de reciclaje, que se pretende lanzar en 2024.” Está claro que abordar el complejo tema de la descarbonización del cemento y el hormigón no puede hacerse por parte de empresas individuales por sí solas.
Perspectivas de futuro
En un sector que contribuye a una proporción significativa de las emisiones globales de CO₂, estas son solo algunas de las actividades de descarbonización en curso. Para descarbonizar aún más el sector, se están desarrollando nuevas químicas alternativas para la producción de cemento, como prescindir del uso del horno para crear clínker, u obtener cal a partir de rocas de silicato de calcio en lugar de caliza, lo que elimina las emisiones de CO₂ producidas por el procesamiento de la caliza y, algo crucial, sin comprometer la calidad del producto final. También se trabaja en el desarrollo y escalado de hornos eléctricos o de base hidrógeno.
Los retos serán escalar estas tecnologías a la escala necesaria, convencer a los agentes de la demanda de que las soluciones descarbonizadas son de calidad adecuada, y lograr que las EPD y las PCR se desarrollen y actualicen para ofrecer orientación sobre las diversas tecnologías nuevas utilizadas para descarbonizar el cemento y el hormigón. Sin embargo, a corto y largo plazo todavía puede lograrse una descarbonización significativa con las soluciones analizadas en este artículo, una arquitectura y un diseño eficientes, y la reducción de la dependencia de la industria de los combustibles fósiles mediante el cambio de combustible.
