Grupo SPRI, a través de su iniciativa Net-Zero Basque Industrial SuperCluster, ha presentado la hoja de ruta para la descarbonización del sector del cemento vasco para 2050. Junto con la siderurgia, la fundición, el refino y el papel, estas 5 industrias acumulan el 68% de las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) en Euskadi.
Del análisis publicado se extrae la necesidad de incorporar soluciones tecnológicas destinadas a fomentar la electrificación del proceso, la sustitución de combustibles fósiles como el coque por otros más limpios como el hidrógeno, el empleo de materias primas alternativas, así como la potenciación de la captura de emisiones.
Para ello, propone la implantación de una serie de medidas -tanto preexistentes como a desarrollar tecnológicamente- enmarcadas dentro de las 4 líneas estratégicas del World Economic Forum: la eficiencia energética y circularidad, electrificación y empleo de fuentes alternativas de energía, implantación del hidrógeno verde y captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS).
de energía térmica
Tras el estudio inicial de la actividad cementera en Euskadi, la hoja de ruta establece que las 3 plantas de producción existentes en la CAV efectuaron un consumo energético de unos 1.372 GWh, repartidos entre energía térmica (89%) y electricidad (11%).
Entre los procesos productivos con mayor requerimiento de energía, el análisis determinó que tanto el precalcinador como el horno de cocción de las materias primas son las fases de mayor demanda, por encima de los 400 kWh/t. Precisamente esta fase del proceso es la principal responsable de las emisiones cementeras, que en 2019 alcanzaron un total de 1.002 kilotoneladas de CO2 equivalentes, entre eléctricas (3%), de combustión (33%) y de proceso (64%). Esta cifra supone el 14% del total emitido por la industria en Euskadi.
En lo relativo a los combustibles empleados, destacan por encima de todo el coque de petróleo (60%), seguidos por el uso de neumáticos usados (17%) y la electricidad (11%). En porcentajes inferiores se sitúa el empleo de harinas cárnicas, plásticos, coque metálico, residuos industriales y fuelóleo.
Electrificando la producción de clínker
En esta línea, y como parte del eje estratégico de la electrificación y fuentes alternativas, el desarrollo de un electrolizador para la descarbonatación del carbonato cálcico antes de la producción de clínker en el horno permitiría la reducción de emisiones resultantes del calentamiento requerido para este proceso por el método tradicional. Como resultado adicional, también se podría capturar el CO2 generado por los vapores concentrados del electrolizador para la generación de combustibles sintéticos u otros usos.
La hoja de ruta propone también la electrificación del proceso de clinkerización mediante fuerzas eléctricas y calentamiento por microondas, lo que contribuiría a la rapidez del proceso, al 5-10% de la descarbonización y a integrar energías renovables en el proceso mediante la red eléctrica.
Avances para un proceso más verde
Para la reducción del empleo de combustibles de origen fósil, el análisis de Net-Zero Basque Industrial SuperCluster sugiere la posibilidad de actuar en el eje del hidrógeno verde mediante su reemplazo parcial por hidrógeno como combustible en el horno. De esta manera, pese a no ser posible un abatimiento total, sí podría apreciarse una reducción de un 22% de las emisiones directas gracias a este despliegue.
En la línea estratégica de la captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS), la captura de carbono se fija como una tecnología indispensable para conseguir la neutralidad de la industria cementera. Pese a suponer un incremento de consumo, la aplicación de tecnologías como la absorción química, el bucle de carbonato cálcico, la oxicombustión, adsorción física y separación directa se posicionan como soluciones necesarias para recuperar el dióxido de carbono resultante de la fabricación actual del clínker.
Asimismo, el calentamiento indirecto (horno de corrientes separadas) con captura de carbono posibilita la obtención del dióxido de carbono puto liberado a partir de la descarbonatación de la caliza. Este sistema podría suponer, en virtud de un piloto existente, la captación de un 5% de las emisiones de CO2 de una fábrica cementera, pudiendo retener el 95% de las mismas sin incrementar el gasto energético o económico y con cambios mínimos en los procesos convencionales del cemento.
Empleo de materiales más eficientes
Dentro de las medidas a desarrollar en el eje de la eficiencia energética y circularidad, destaca la incorporación de más fuentes de caliza no carbonatadas para la producción de cemento portland ordinario. Su implantación supondría un ahorro muy alto de emisiones tanto de proceso como de consumo de combustible gracias a que se evita el proceso de descarbonatación, con alto requerimiento para alcanzar la temperatura necesaria. Otra ventaja adicional es que, al mismo tiempo, este proceso puede generar productos de desecho con potencial para capturar CO2.
De la misma manera, la intensificación del empleo de materiales cementantes alternativos al clínker procedente de la calcinación de piedra caliza – como la arcilla calcinada- y su activación contribuiría a la reducción tanto de emisiones como de intensidad energética del producto final.
Abatimiento por eje de descarbonización
Net-Zero Basque Industrial SuperCluster concluye que, la aplicación de estas medidas contribuirá a una disminución de las emisiones de la industria cementera a 2050 de:
- un 17% mediante estrategias de eficiencia energética y circularidad,
- un 11% con la electrificación y el uso de combustibles alterativos,
- un 4% gracias al hidrógeno verde,
- un 64% debido a la captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS),
- y un 4% relativo al incremento de las energías renovables en el mix energético.
La hoja de ruta hacia las cero emisiones netas en la industria del cemento a 2050 se presentó en noviembre de 2023 durante el primer encuentro del Nuevo Foro de Descarbonización de la Industria, coordinado por SPRI y organizado en colaboración por las asociaciones CLÚSTER DE ENERGÍA, SIDEREX, AFV, CLUSTERPAPEL y ACLIMA, en representación del sector cementero. Un foro creado con el objetivo de crear un nexo entre la demanda y la oferta de soluciones de descarbonización y eficiencia energética para así generar sinergias. Puedes leer el informe completo pulsando en el siguiente enlace.
Descubre todas las hojas de ruta Net-Zero Basque Industrial SuperCluster