Industria del cemento: a la captura de CO2

Planta de última generación en la industria del cemento. Planta de última generación en la industria del cemento.

La industria del cemento es una de las que más CO2 emite a la atmósfera. Entre otras cosas porque es un material cuya abundancia sigue a la del agua, y es el material indispensable para la construcción. También consume agua en su fraguado a niveles descomunales. Los hornos que calcinan la piedra caliza y la arcilla para producir el clínker a 1400 grados de temperatura promedio emiten al año del orden de 2.600 millones de toneladas de CO2 en todo el mundo.

Tabla de contenidos

La industria del cemento como problema climático

Emisiones globales de la industria del cemento
Emisiones globales de la industria del cemento

La industria del cemento representa el 6% de las emisiones totales y si se compara este volumen con las emisiones de países podría ser equivalente al cuarto país emisor del globo. Le superarían India, Estados Unidos y China y le seguiría Japón. El nivel de emisiones es una preocupación de los gobiernos, aunque sólo la Comisión Europea (CE) ha incluido a esta industria en un régimen de derechos de emisión. La industrias busca fórmulas para reducir emisiones consciente de que quien logre la piedra filosofal se quedará con el mercado.

La Asociación Global de Cemento y Hormigón (GCCA, por sus siglas en inglés) anunció un acuerdo con el Foro Económico Mundial para una campaña por la descarbonización de la industria del cemento. El plan ahora de la industria es ser neutrales en emisiones en el 2050. Una labor compleja. Desde 1990 este sector sólo ha logrado reducir emisiones en un 20%, y los técnicos consideran que el margen de reducción es de otro 10%. Resta reducir un 70%, y respecto de ese objetivo es virtualmente imposible sin una verdadera revolución tecnológica.

Las Start Up

Gráfico explicando la innovación tecnológica de Solidia, una de las startups más prometedoras de la industria del cemento.
Gráfico explicando la innovación tecnológica de Solidia, una de las startups más prometedoras de la industria del cemento.

Un grupo de empresas que han atraído inversión de los fondos que destinan recursos a inversiones verdes se destacan en la búsqueda de una solución al dilema.

Uno de los casos más mencionados por fuentes de industrias del cemento es el de la estadounidense Solidia. La empresa inició su actividad experimental sobre la base de desarrollos de la Universidasd de Rutgers, cuyos investigadores sustituyeron el carbonato de calcio por el mineral wollastonita.

Esta variante del silicato de calcio utilizado en diversos materiales funciona bien en el laboratorio, porque no emite dióxido de carbono. En lugar de ello cuando un cemento producido con este mineral grisáceo se mezcla con agua captura CO2 de la atmósfera para su fraguado. Mejor imposible. La pega es que no hay suficiente wollastonita en el mundo para alimentar una industria de este tipo.

Varias empresas intentaron sustituir la piedra caliza por otros minerales. Novacem de Reino Unido intentó utilizar óxido de magnesio en su lugar. Pero no logró comercializar el producto y vendió la fórmula a un competidor antes de cerrar.

Solidia siguió en la brecha y tras una larga investigación de opciones químicas creó una fórmula que reduce de forma drástica las emisiones de CO2 al utilizar menos caliza sumando otros aditivos. De acuerdo con sus portavoces la producción de cemento sobre la base de su fórmula emite entre un 30% y un 40% menos de CO2 que el cemento tradicional. El cemento de uso corriente genera una tonelada de CO2 por tonelada de clínker.

La mezcla de cemento para producir hormigón tradicional reacciona con el CO2 de la atmósfera cuya concentración es de 400 partes por millón. En cambio la mezcla de hormigón de Solidia consume mucho menos agua y fragua en una atmósfera 100% de CO2 que se combina en la reacción y queda incluido en la mezcla como nuevo carbonato de calcio. Es decir esa mezcla captura el carbono a una tasa de 240 kilogramos por tonelada de cemento utilizado en la mezcla. De acuerdo con la empresa si su patente se utilizara a escala global se ahorrarían 3 billones de litros de agua al año.

De momento las tres start up más conocidas que han atraido capital de fondos como Breakthrough apoyada por Bill Gates, son Solidia, CarbonCure y Ecocem de Irlanda. Cada uno busca una salida al laberinto de las emisiones de CO2 o la producción de cementos especiales como el caso de Ecocem. Pero la batalla no acaba ahí y la industria del cemento sigue sin un favorito claro.

La industria del cemento

CEMEX (Cementos de México), uno de los gigantes globales de la industria del cemento.
CEMEX (Cementos de México), uno de los gigantes globales de la industria del cemento.

El consejero delegado de la Asociación Mundial de Cemento, Ian Riley, señala que la industria del cemento ya ha reducido emisiones en más de una quinta parte en los últimos 20 años afinando los métodos tradicionales.

Usando menos caliza, hornos más eficientes y fuentes de energía más limpias para calentar. Considera que la industria del cemento puede reducir las emisiones otro 30% con un mayor control de materiales y combustibles. Pero aun en ese caso queda un 70% por mejorar. Las medidas más baratas y fáciles de adoptar ya se han tomado, señala. El resto deberá provenir de nuevos enfoques al problema de las emisiones que están en la naturaleza misma de esta industria desde que se inició en el siglo XIX.

Este año la petrolera BP y la cementera CEMEX firmaron un acuerdo para reducir la huella de carbono de la industria del cemento en la producción y el transporte, e investigar la descarbonización de las ciudades. BP es uno de los financiadores de Solidia.

Pero la mayor parte de la industria del cemento se ha centrado en la posibilidad del desarrollo de cementos de bajas emisiones. El coloso europeo Lafarge Holcim, una industria franco suiza, pretende reducir las emisiones de CO2 desde los 561 kilogramos por tonelada de 2019 a 550 en 2022 y 475 en el 2030. Pero estos objetivos quedan muy lejos de las emisiones cero. La cementera experimenta con caliza calcinada para reducir emisiones. Pero Lafarge Holcim ha buscado un atajo y pretende producir cemento con Solidia en Estados Unidos.

La salida al laberinto en todos los casos incluye la captura de carbono. CarbonCure es en este sentido una start up pionera. Ha desarrollado un método por el cual inyecta CO2 a presión en el hormigón durante el proceso de fraguado, un sistema que afirma brinda más dureza al material y deja al carbono dentro del sarcófago.

El grupo cementero alemán Heidelberg Cement también está involucrado en la captura de carbono en la producción de hormigón. En realidad este es un proceso lógico para las grandes del sector. El mercado del cemento supone 300.000 millones de dólares anuales de facturación y el que llegue antes tendrá un premio considerable en su cuota de mercado.

Los costes

Aunque el desarrollo de nuevas fórmulas permita la reducción de las emisiones como se vislumbra sobre la base de las experiencias en curso, alcanzar un umbral cero de emisiones en la industria del cemento será muy difícil. Y cualquier reducción sensible de emisiones va a incrementar los costes del material.

El presidente de la Comisión de Transición Energética, un grupo de dirigentes internacionales dedicado fomentar la transición energética, Adair Turner, señala que descarbonizar el cemento es tan complejo como hacerlo con la industria marítima o la aviación. «Con el cemento nuestro cálculo ha sido que lograr emisiones cero podría duplicar el coste del cemento, lo que determinaría un aumento del 30% en el precio del hormigón. Eso elevaría los costes de la construcción un 3%», señala.

Esto genera una incertidumbre… ¿Quién estará dispuesto a soportar un mayor coste de la construcción a cambio de una reducción de las emisiones?

La respuesta a esta pregunta gira en realidad en torno a la política. Europa obliga a la industria del cemento a adquirir derechos de emisión de CO2 para compensar sus emisiones. Esto desde luego es un factor del precio del cemento.

Si se tiene en cuenta que en determinadas condiciones Europa importa cemento de, por ejemplo, Turquía donde no hay derechos de emisión la tasa de carbono en frontera adquiere una mayor relevancia. También porque, como el caso de CEMEX, la implantación en el mercado asiático supone menos costes en materia de emisiones en un ejemplo de lo que se denomina carbon leakage.

Mientras tanto Estados Unidos y China donde la industria de la construcción hincha las velas de forma voluptuosa carece de derechos de emisión de CO2. Esto nos devuelve a la casilla de salida. El desarrollo de un mercado que ponga precios a las emisiones a escala global es el mecanismo de coerción indicado para impulsar el proceso de descarbonización de la industria del cemento.