La fabricación mundial de cemento es responsable de alrededor del 8% de las emisiones totales de CO2 del mundo.
Y la trayectoria actual haría que las emisiones del sector se disparasen hasta 3.800 millones de toneladas al año.
Un nuevo informe del Foro Económico Mundial describe cuatro vías principales de descarbonización para la industria del cemento y el hormigón.
Se ha dicho que, si la industria del cemento fuera un país, sería el tercer o cuarto-mayor emisor de dióxido de carbono (CO2). La fabricación mundial de cemento produjo 1.600 millones de toneladas métricas de CO2 en 2022, el año más reciente con cifras disponibles – es decir, alrededor del 8% de las emisiones totales de CO2 del mundo.
Reducir la cantidad de carbono emitida por la producción de cemento es fundamental para alcanzar los objetivos climáticos mundiales.
El cemento es, por supuesto, un ingrediente clave del hormigón; por tanto, una solución obvia sería reducir la cantidad de hormigón que necesita el mundo. Pero el hormigón es el segundo material más utilizado después del agua, y se prevé que su producción anual mundial pase de los 14.000 millones de m³ actuales a 20.000 millones de m³ hacia mediados de siglo, a medida que las sociedades humanas se urbanizan y crece la demanda de infraestructuras.
Esta trayectoria haría que las emisiones de CO2 del sector se disparasen hasta 3.800 millones de toneladas al año, según la práctica actual.
A diferencia de otros sectores, donde la mayor parte de las emisiones está relacionada con la energía, en la producción de cemento y hormigón más de la mitad son emisiones de proceso, según expone un informe de perspectivas recién publicado del Foro Económico Mundial, de la First Movers Coalition, en colaboración con Deloitte. Por tanto, la industria necesita soluciones novedosas para un sector milenario o depender en gran medida de la captura de carbono.
Estas son cuatro vías principales de descarbonización en la industria del cemento y el hormigón, así como las soluciones innovadoras que contribuyen a cada una de ellas:
1. Reducir el clínker
El clínker es el componente principal del cemento y tiene una intensidad de carbono extremadamente alta, ya que representa el 90% de las emisiones totales del cemento.
Sustituir el clínker por materiales cementantes suplementarios (SCM, por sus siglas en inglés) de menor intensidad de carbono aborda directamente las emisiones relacionadas con el proceso, pero no existen soluciones comercializadas que puedan reemplazar por completo el clínker a escala.
Sin embargo, existen varias formas probadas de reducir significativamente la cantidad de clínker necesaria para fabricar cemento y hormigón, y una de las soluciones más prometedoras se denomina LC3 – Cemento de arcilla calcinada y caliza – que puede reducir las emisiones de CO2 alrededor de un 40% en comparación con el cemento convencional.
LC3 aborda ambas fuentes de emisiones de carbono de la fabricación de clínker. En primer lugar, sustituye la mitad del clínker por arcilla calcinada y caliza molida, ninguna de las cuales libera carbono al calentarse como lo hace la caliza. En segundo lugar, la arcilla se calienta a una temperatura mucho más baja, lo que reduce la cantidad de combustible necesaria y permite utilizar electricidad en lugar de combustibles fósiles.
En otro ámbito, científicos de la Universidad de Cambridge han desarrollado una técnica de «cero emisiones» para producir clínker más limpio.
Su proceso alternativo consiste en reutilizar la pasta de cemento (de composición química idéntica a la de la caliza) procedente de edificios demolidos, y los científicos afirman que podría ahorrar hasta tres gigatoneladas de CO2 al año.
«Salvaguardar el planeta» en Davos 2025
2. Sustituir la caliza
El calentamiento de la caliza para producir clínker representa el 50% de las emisiones de la producción de cemento.
Por ello, las químicas y los procesos alternativos que sustituyen la caliza en el proceso de producción de clínker constituyen una vía significativa para reducir las emisiones.
La empresa estadounidense Brimstone ha desarrollado un proceso para fabricar cemento a partir de rocas de silicato de calcio libres de carbono – que se encuentran en abundancia en la superficie de todos los continentes del mundo – en lugar de caliza.
La empresa afirma que su proceso también elimina el CO2 del aire, porque sus rocas contienen magnesio, que puede capturar de forma pasiva y permanente el dióxido de carbono atmosférico.
Sublime Systems está utilizando minerales de silicato de calcio o residuos industriales para producir cemento mediante un proceso electroquímico en lugar de calor.
Cemvision ha comenzado a probar la producción de cemento libre de combustibles fósiles fabricado íntegramente con materiales reciclados.
En lugar de utilizar caliza virgen y combustibles fósiles, la empresa sueca recicla subproductos de la minería y la siderurgia, lo que requiere menos energía y no genera residuos.
La empresa ha diseñado su cemento para ser «de sustitución directa» (drop-in), lo que significa que puede integrarse en edificios existentes junto con el cemento convencional, para facilitar una adopción rápida.
3. Cambio de combustible y electrificación
El cambio de combustible y la electrificación son fundamentales para reducir las emisiones relacionadas con la energía.
Calentar parcialmente el horno utilizado para fabricar clínker con una fuente de electricidad descarbonizada, y sustituir los combustibles fósiles por alternativas de combustibles bajos en carbono para la parte restante, puede ayudar a eliminar gradualmente el carbón.
CoolBrook, SaltX y Rondo Energy han desarrollado alternativas eléctricas o térmicas a los hornos y calcinadores de base fósil, una etapa que precalienta la caliza antes de que entre en el horno.
Otro enfoque para alcanzar las temperaturas muy elevadas requeridas es la energía solar concentrada, que han probado empresas emergentes como Synhelion – en colaboración con Cemex – y Heliogen.
Las alternativas de combustibles bajos en carbono también son comunes en otras industrias, y van desde soluciones inmediatas de sustitución directa, como la biomasa y los residuos plásticos, hasta alternativas a más largo plazo, como el hidrógeno verde.
¿Qué está haciendo el Foro Económico Mundial en relación con la transición hacia una energía limpia?
4. Captura de carbono
La captura de carbono en fuentes puntuales, en la que el CO2 de grandes fuentes, como centrales eléctricas e instalaciones industriales, se retiene y almacena para evitar que se libere a la atmósfera, es un método clave para reducir las emisiones en la industria del cemento y el hormigón.
Las proyecciones de la Global Cement and Concrete Association muestran que la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) podría reducir las emisiones de carbono en un 36%, lo que la convierte en la palanca más importante para reducir las emisiones de la industria del cemento.
La localidad portuaria de Brevik, en Noruega, se ha convertido en el primer lugar del mundo que cuenta con una planta de cemento que incluye tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CCS).
La instalación de la planta CCS de 100 metros de altura en la planta de cemento de Heidelberg Materials comenzó en agosto y se prevé que esté terminada a finales de 2024.
Capturará el CO2 del proceso de producción de clínker, evitando que el gas se libere a la atmósfera, y el carbono se almacenará de forma segura bajo tierra en el mar del Norte.
Producción de cemento con cero emisiones netas
En la COP28 del año pasado, celebrada en Dubái, los países acordaron poner en marcha la iniciativa Cement and Concrete Breakthrough, que se esfuerza por consolidar y hacer crecer la producción de cemento con emisiones casi nulas en todas las regiones del mundo para 2030.
Para que este objetivo se haga realidad, será esencial la adopción generalizada de procesos innovadores de producción de cemento y hormigón, como los cuatro enumerados anteriormente.
