Las plantas de fabricaci贸n de cemento est谩n entre las actividades que m谩s contribuyen al calentamiento. La fabricaci贸n de cemento es responsable del 8% de las emisiones de CO2 arrojado a la atm贸sfera, seguido de la producci贸n de energ铆a y el transporte, seg煤n la Agencia Internacional de la 贰苍别谤驳铆补 (AIE). Sin embargo, este es uno de los sectores industriales donde resulta m谩s dif铆cil la descarbonizaci贸n. Mientras tanto, en este contexto est谩n surgiendo las primeras iniciativas para la implantaci贸n de tecnolog铆as destinadas a captar este CO2 para que deje de ser arrojado a la atm贸sfera. Parece ciencia ficci贸n, pero cada vez lo puede ser menos.
El esfuerzo de descarbonizaci贸n (eliminaci贸n de estas emisiones de CO2) deber谩 ser enorme en el sector del cemento en los pr贸ximos a帽os. Las pol铆ticas de protecci贸n del clima y los propios compromisos del sector sit煤an como horizonte la ambiciosa meta de logar un balance de emisiones 0 para mitad de siglo.
Las elevadas emisiones de CO2 en estas f谩bricas se producen en dos focos principales de su proceso productivo. Por una parte, convencionalmente, la fabricaci贸n de cemento utiliza combustibles f贸siles para la fabricaci贸n de cl铆nker (el material听 base para obtener el cemento), que comporta elevadas emisiones de CO2 y otros gases.
Y, por otra parte, se producen emisiones inherentes al proceso de producci贸n cuando la caliza (carbonato c谩lcico) se debe descomponer para extraer el CO2 y producir el cl铆nker.听
Las emisiones en esta parte del proceso suponen el 60% del total que arrojan al aire las cementeras (el resto salen de la combusti贸n)
Dos focos de emisiones
Uno de los graves inconvenientes del proceso de fabricaci贸n del cemento es que los gases procedentes de la combusti贸n entran en contacto con la caliza y liberan el CO2. Y, adem谩s, otro factor negativo es que el horno arroja muchos otros gases altamente contaminantes (贸xidos de nitr贸geno, compuestos vol谩tiles, restos de neum谩ticos, azufre, mon贸xido de carbono, dioxinas y furanos...), que est谩n mezclados, y que muy dif铆cilmente se pueden separar del CO2.
As铆, tanto las emisiones procedentes de la descarbonataci贸n como de la quema del combustible van juntas, lo que complica enormemente la retirada o separaci贸n del CO2.
Llega la captaci贸n de CO2
Para dar respuesta al problema, una de las f贸rmulas que se est谩n abriendo paso son las tecnolog铆as para captar y neutralizar el CO2, con el fin de que evitar que se arroje a la atm贸sfera.
Y una de las que est谩n en liza es la que promueve la empresa Leilac, que ha dise帽ado una tecnolog铆a para la fase de calcinaci贸n con captura de emisiones de CO2 como flujo puro y recuperable.
En este procedimiento, uos tubos calcinadores transmiten calor radiante a la caliza sin ponerla en contacto con los gases de combusti贸n, sino que los mantienen separados.
El resultado es que 鈥渆l proceso de descarbonataci贸n (la extracci贸n del CO2 de la caliza) se realiza en un ambiente limpio, de manera que el CO2 se extrae, de manera pura e incluso se puede manejar posteriormente鈥�, explica Luisa Serrano, ingeniera qu铆mica y de procesos en Leilac, que promueve estas tecnolog铆as para ser acopladas en las cementeras.听
En un proceso posterior, este CO2 se puede capturar, almacenar, utilizar en la industria y o ser enterrado en el subsuelo (tarea en la que Leilac no interviene directamente)
Fabricaci贸n de cemento
y cal descarbonizados
3
Captura de CO2
CO2 de alta pureza (>95%) es capturado eficientemente
para poder ser almacenado con posterioridad
Materia prima
Crudo de cemento o piedra caliza a帽adida
1
Calentamiento indirecto
El calcinador (horno) se calienta mediante una estructura modular de tubos de aleaci贸n dise帽ados espec铆ficamente, con total flexibilidad sobre las fuentes de energ铆a.
2
Separaci贸n del CO2
La piedra caliza se calienta, y libera emisiones de CO2
en el proceso que ascienden hacia la parte superior.
4
Productos de cemento y cal descarbonizados
Fuente: Leilac
Fabricaci贸n de cemento
y cal descarbonizados
3
Captura de CO2
CO2 de alta pureza (>95%) es capturado eficientemente para poder ser almacenado con posterioridad
Materia prima
Crudo de cemento o piedra caliza a帽adida
1
Calentamiento indirecto
El calcinador (horno) se calienta mediante una estructura modular de tubos de aleaci贸n dise帽ados espec铆ficamente, con total flexibilidad sobre las fuentes de energ铆a.
2
Separaci贸n del CO2
La piedra caliza se calienta, y libera emisiones de CO2
en el proceso que ascienden hacia la parte superior.
4
Productos de cemento y cal descarbonizados
Fuente: Leilac
Fabricaci贸n de cemento y cal descarbonizados
Materia prima
Crudo de cemento o piedra caliza a帽adida
3
Captura de CO
CO2 de alta pureza (>95%) es capturado eficientemente para poder ser almacenado con posterioridad
1
Calentamiento indirecto
2
Separaci贸n del CO2
El calcinador (horno)
se calienta mediante una estructura modular de tubos de aleaci贸n dise帽ados espec铆ficamente, con total flexibilidad sobre las fuentes de energ铆a.
La piedra caliza se calienta, y libera emisiones de CO2 en el proceso que ascienden hacia la parte superior.
4
Productos de cemento y cal descarbonizados
Fuente: Leilac
Soluci贸n preventiva
鈥淔rente a otros tipos de propuestas tecnol贸gicas que captan el CO2 en la fase de posproducci贸n, nosotros proponemos una soluci贸n preventiva para que la industria pase de un proceso intensivo de energ铆a de calcinaci贸n al uso de combustibles alternativos limpios, con un horno de calcinaci贸n f谩cil de acoplar a las plantas normales ya existentes鈥�, dice Serrano.
Otra ventaja de este calcinador es que se trabaja para que pueda utilizar combustible alternativo, como electricidad de origen renovable (e贸lica, solar鈥�). 鈥淎s铆, se evita tener que usar m谩s energ铆a f贸sil para el caso de que (tras completarse todo el proceso) se tenga que separar el CO2 de los dem谩s gases鈥�, a帽ade esta especialista.
Sus promotores se帽alan que la tecnolog铆a de Leilac se puede incorporar a una planta de cemento con una m铆nima p茅rdida de tiempo de actividad, pues puede acoplarse aprovechando el momento en que 茅stas hacen sus paradas regulares. 鈥淓l dise帽o modular permite opci贸n de integraci贸n y adaptaci贸n flexibles鈥�
Instalaci贸n de Leilac, que se acompla a la cementera
Mientras tanto, para completar la soluci贸n global al problema del CO2 las cementeras deber谩n seguir trabajando en lograr el uso de otras fuentes de combustibles (biomasa, hidr贸geno鈥�) para reducir las emisiones de gases en a la salida de sus hornos. 鈥淎spiramos a poder introducir la electrificaci贸n y los combustibles alternativos de bajo contenido de carbono en todo el proceso鈥�, dicen los portavoces de Leilac.
Superada la fase de demostraci贸n
La tecnolog铆a de descarbonataci贸n de la caliza ha superado con 茅xito la fase de proyectos piloto Leilac I y Leilac, y se siguen haciendo pruebas t茅cnicas en la planta de Lixhe, en B茅lgica.听El siguiente paso ser谩 construir una instalaci贸n de demostraci贸n ubicada en la planta de cemento de Ennigerloh, en Heidelberg, cuyo objetivo es validar un modulo que ya sea replicable y ser adaptable para ser compatible con energ铆a renovable y combustibles alternativos para plantas de cualquier escala. Todos estos proyectos cuentan con el apoyo financiero del programa Horizonte Europa 2020 de la Uni贸n Europea y un consorcio industrial. 鈥淓n la planta de Ennigerloh tendremos una planta capaz de manejar 40 toneladas por hora de material鈥�, dice Serrano.
Motivaciones para actuar
Uno de los factores que puede 鈥渕otivar鈥� a las empresas cementeras a reducir sus emisiones de CO2 es el encarecimiento progresivo que se espera de los derechos de emisi贸n de CO2, sujetos al mercado de compra venta de estos cupos.
Esta es una tendencia fruto de las pol铆ticas de acci贸n clim谩tica. Las plantas cementeras deben adquirir en subasta unos derechos de emisi贸n que van siendo menguantes (los adjudica la Comisi贸n Europea con un criterio crecientemente restrictivo, para activar la descarbonizaci贸n); y la previsi贸n es que su costes puede elevarse hasta 150 y 200 euros euros la tonelada. 鈥淪i al coste de producir el cl铆nker, le tienes que a帽adir este coste de las emisiones, sus procesos pueden ser inviables si no se aborda la reducci贸n de emisiones鈥�, alerta Serrano.
听鈥淟eilac espera que su costo de captura de CO2 sea significativamente inferior al costo de emitir CO2 bajo el sistema de comercio de emisiones de la UE, lo que lo convierte en una opci贸n econ贸micamente atractiva para la industria鈥�, dicen los directivos de la empresa.
鈥淐ada planta tiene caracter铆sticas 煤nicas , aunque siempre el objetivo es el mismo: captura el CO2. El gran reto que tenemos es qu茅 hacer con estas fuentes con muchos componentes, c贸mo los manejas, c贸mo los separas, c贸mo los comprimes鈥︹��, a帽ade Serrano.
Para la ingeniera de Leilac, otra de las grandes ventajas de esta soluci贸n es que act煤a preventivamente, de manera que si la cementera decide instalar sistemas para separar los gases a la salida del horno, la inversi贸n es menor por cuanto ya se ha actuado en la fase de descarbonataci贸n.
El consumo de cemento se redujo un 9% en el a帽o 2022 en Catalunya, sobre todo al disminuir la obra p煤blica
Un papel destacado en el futuro
Ante un escenario de nuevos incrementos en el precio de las emisiones, el sector del cemento ha iniciado un proceso para reducir las emisiones, lo que incluye el uso de combustibles alternativos a los f贸siles, como residuos y biomasa para generar la energ铆a t茅rmica del horno, as铆 como cl铆nkeres bajos en carbono o la utilizaci贸n de cementos con menos contenido en cl铆nker (y uso de adiciones activas).
Sin embargo, se estima que deber谩n reducir sus emisiones en 1.400 millones de toneladas de CO2 al a帽o, lo que hace augurar que las soluciones basadas en la captura de carbono pueden desempe帽ar un importante papel en el futuro.
En este punto tambi茅n ser谩 fundamental comprobar c贸mo se evolucionan las pol铆ticas de impulso del almacenamiento de carbono.
En Estados Unidos, la Ley de la Reducci贸n de la Inflaci贸n incluy贸 incentivos a esta tarea, como una subvenci贸n de 85 d贸lares por tonelada para capturar y almacenar permanentemente el CO2 de origen industrial.x
Las emisiones se reducen en Catalunya
Mientras tanto, las emisiones de CO2 en las cementeras de Catalunya disminuyeron el a帽o pasado un 12%, lo que se ha debido a un descenso del consumo de cemento y a la progresiva sustituci贸n del combustible f贸sil (coque de petr贸leo) por otras fuentes energ茅ticas alternativas (lodos de depuradora, biomasa vegetal, madera, combustibles derivados de residuos industriales y harinas c谩rnicas). El resultado es que en Catalunya el 45% del combustible utilizado ya no es f贸sil, seg煤n explica Salvador Fern谩ndez, presidente de Ciment Catal脿, que re煤ne a las empresas del sector. En Catalunya, el 70% de las emisiones proceden de la descarbonataci贸n de la caliza y el resto de la combusti贸n.
El consumo de cemento se redujo un 9% en el a帽o 2022 en Catalunya, en donde la exportaci贸n tambi茅n ha bajado hasta el punto de que las plantas funcionan a un 60% de su potencial.
El sector se queja sobre todo de la competencia que supone la producci贸n de cemento en otros pa铆ses (China o Turqu铆a) donde no se asumen los costes ambientales. Para las cementeras rige el sistema de comercio de emisiones que hace que en pocos a帽os todas las plantas deban comprar los derechos de emisi贸n mediante subastas.听
La meta de un balance de emisiones cero a mitad de siglo
En relaci贸n a la aparici贸n de las tecnolog铆as para captar CO2 en las cementeras, Salvador Fern谩ndez sostiene que 鈥渉ay varias t茅cnicas,听 a煤n no est谩n totalmente maduras鈥� pero 鈥渆mpiezan a ver experiencias鈥� que condicionar谩n el sector.
Ante el impulso que la UE quiere dar dar a estas tecnolog铆as, el presidente de Ciment Catal脿 reclama que el Gobierno central fije programas de apoyo espec铆ficos para propiciar su progresiva implantaci贸n. 鈥淟a meta del sector es lograr un balance de cero emisiones netas en el 2050. y en el per铆odo 2030-2050 la mayor parte de las reducciones de CO2 proceder谩n de las captaciones directas de CO2鈥�, declara a este diario.
Es una tecnolog铆a que nos interesa para eliminar emisiones de los procesos
Leo Bejarano, director de la Oficina Catalana de Canvi Clim脿tic, explica que 鈥渆l sector est谩 trabajando mucho鈥� en el campo de la tecnolog铆a de captaci贸n y uso del CO2. 鈥淓st谩n investigando e innovando mucho, se est谩n poniendo las pilas, existen prototipos, pero a煤n no hay iniciativas de mayor escala; falta dar el salto鈥�, explica a este diario.
听鈥淓s una tecnolog铆a que nos interesa para eliminar emisiones de los procesos y que no hay manera de sustituirlas听 cambiando las fuentes energ茅ticas鈥�, a帽ade. Bejarano sostiene que en estos casos 鈥渄eberemos ir a un sistema de captura y uso de CO2鈥�, aunque 鈥渆so no quiere decir almacenamiento鈥�, sino reaprovechamiento de este gas para otros usos y procesos.
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Captaci贸n directa de CO2
Mientras tanto, Leilac ha firmado un acuerdo con la empresa Heirloom, especializada en la captura directa del CO2 del aire (DAC, por sus siglas en ingl茅s), Aqu铆, el objetivo perseguido es desplegar hornos el茅ctricos alimentados con energ铆a renovable en futuras instalaciones.
鈥婬eirloom utiliza esta tecnolog铆a de horno el茅ctrico para calentar piedra caliza y producir CO2 de alta pureza (que es destinada a almacenamiento permanente) y cal descarbonizada (贸xido de calcio), que luego se utilizar谩 en un novedoso proceso de carbonataci贸n para capturar directamente CO2 del aire y formar piedra caliza.
鈥婨sto es as铆 porque la cal descarbonizada tiene una notable capacidad de poder reabsorber f铆sicamente el CO2 directamente del aire, cono una esponja, lo que significa que esta cal libre de carbono puede utilizarse para absorber las emisiones de la atm贸sfera.
鈥婦espu茅s de captura y eliminar el CO2 del aire, la piedra caliza reformada se reintroduce en el horno de Leilac alimentada por energ铆as renovables, donde el CO2 se separa y captura, para comentar el ciclo nuevamente.
