Reduzca la contaminación tóxica y de carbono, haga que el cemento sea limpio y ecológico

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La descarbonización de las plantas de cemento es una parte fundamental para alcanzar nuestros objetivos climáticos. El cemento es un ingrediente clave en el hormigón, que es el material artificial más utilizado en el planeta y tiene pocas alternativas viables, si es que tiene alguna. El cemento es increíblemente sucio de producir: si bien solo constituye del 10 al 15 % de la masa de concreto en una mezcla típica, representa hasta el 90 % de sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) (Figura 1).

Figura 1. El lado izquierdo muestra el proceso de fabricación de concreto y el lado derecho muestra las emisiones de GEI del concreto, de las cuales el 90 % proviene del cemento y el 10 % de los agregados y otros insumos, así como de la extracción, el transporte y la preparación de materias primas. Fuente: Carbono 180

Si la industria del cemento fuera un país, se ubicaría como el cuarto mayor emisor de GEI del mundo, justo detrás de China, EE. UU. e India, responsables de aproximadamente el 7-8% del CO global.2 contaminación (Figura 2). A menos que tomemos medidas para descarbonizar el cemento, es probable que este número aumente a medida que la demanda de concreto siga creciendo.

Figura 2: Porcentaje de emisiones globales de CO2 que provienen de la producción de cemento (datos de 2017). Fuente: Mc Kinsey

La fabricación de cemento también emite una gran cantidad de sustancias peligrosas. la contaminación del aire que está vinculado a un serie de daños a la salud; La industria del cemento es la tercera fuente más grande de la contaminación atmosférica industrial, como el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno (NOx) y el monóxido de carbono.

En pocas palabras, limpiar la industria del cemento es fundamental para lograr nuestros objetivos climáticos y de salud. Pero a diferencia del motor de combustión interna, el cemento no tiene un reemplazo fácilmente disponible que pueda escalar lo suficientemente rápido para cumplir con los imperativos de la emergencia climática. Por lo tanto, si bien reducir y sustituir el cemento Portland utilizando alternativas existentes y emergentes puede y debe ser una prioridad, nuestra dependencia del material no solo continuará sino que probablemente crecerá en las próximas décadas, el período de tiempo más crítico para la acción climática, a medida que la urbanización y la renovación de la infraestructura rampa arriba. Esto hace que sea esencial que apoyemos la innovación que garantice que los fabricantes de cemento se adapten a un futuro limpio.

La buena noticia es que el impulso está creciendo en los estados y a nivel federal, mientras los legisladores buscan enfoques inteligentes para frenar las emisiones de la producción de cemento y aprovechar el poder adquisitivo del gobierno para hacer crecer los mercados de alternativas más limpias. Compromisos de neutralidad de carbono de la industria y hojas de ruta también están proliferando. Si bien algunas de las estrategias de descarbonización que adoptan algunos fabricantes de cemento son muy problemáticas desde una perspectiva ambiental y/o de salud, sugiere que la industria sabe que debe articular un plan para abordar las emisiones.

A medida que avanzan estos esfuerzos, un principio crítico por el que aboga NRDC es que la reducción de la contaminación por carbono del cemento no debe hacerse a expensas de la contaminación local.

Por qué hacer cemento es tan intensivo en carbono: combustión y emisiones del proceso.

Dos aspectos del proceso de fabricación del cemento Portland representan la gran parte de su huella de carbono. El cemento se produce en su inmensa mayoría quemando combustibles fósiles como el carbón y el coque de petróleo en hornos de cemento (similares a hornos grandes) para calentar la piedra caliza (materia prima) a temperaturas muy altas (~2640 °F/1500oC). El calor induce una reacción química que transforma la piedra caliza en clinker, que luego se muele junto con el yeso para formar cemento. Las emisiones de la quema de combustible son responsables del ~40 % del ciclo de vida del CO2 emisiones en el cemento (a menudo denominadas emisiones incorporadas) (Figura 3). El ~60% restante es el resultado de una reacción química inevitable (calcinación) que ocurre cuando se calienta la piedra caliza, que libera CO2 del carbonato de calcio en la piedra caliza.

Fuente: Inteligencia de eficiencia global

Contaminantes peligrosos, incluidos contaminantes atmosféricos de criterio y el mercurio también se liberan tanto en emisiones relacionadas con el combustible como con el proceso. Estos contaminantes están relacionados con la muerte prematura, problemas neurológicos, asma y otras enfermedades respiratorias.

Algunos combustibles alternativos promovidos por la industria tienen un costo inaceptablemente alto para las comunidades.

Entre las palancas citadas con frecuencia para descarbonizar la industria del cemento se encuentra el cambio a combustibles de desechos sólidos para desplazar los combustibles fósiles en los hornos de cemento. Desafortunadamente, estas alternativas, a menudo denominadas ‘bajas en carbono’ por la industria del cemento, incluyen el plastico y desechos sólidos, como llantas (a veces denominadas “combustible derivado de llantas”), que emiten contaminación tóxica altamente peligrosa.

Independientemente de lo que se queme, la incineración de desechos crea y/o libera productos químicos nocivos y contaminantes, incluidos los contaminantes del aire, como el benceno, los PFA, las dioxinas y los materia particulary metales pesados, como dirigir y mercurio, que causan enfermedades neurológicas, como comentan nuestros colegas aquí. Estos químicos y contaminantes ingresan al suministro de aire, agua y alimentos cerca de los incineradores y entran en los cuerpos de las personas cuando respiran, beben y comen contaminantes.

Las comunidades tienen luchó contra la contaminación tóxica de plantas de cemento durante décadas, y NRDC ha mantenido que la reducción de las emisiones de carbono puede y debe lograrse sin aumentar la contaminación tóxica. Por estas razones, NRDC se opone a alimentar los hornos de cemento con combustibles que liberan contaminación tóxica, incluidos plásticos y otros desechos, como una solución de descarbonización.

Una solución clave para descarbonizar el cemento es quemar menos cualquier cosa.

Además de rechazar un cambio a otros combustibles tóxicos, el statu quo de quemar gas y carbón también es tóxico. Es por eso que NRDC aboga por:

  1. Usar menos cemento, por ejemplo, al reducir la sobreespecificación del cemento en las mezclas de concreto y alentar el uso de materiales cementicios complementarios como puzolanas de vidrio esmerilado para reemplazar parcialmente el cemento en las mezclas de concreto;
  2. Hacer que los hornos de cemento sean más eficientes para que requieran menos combustible; y
  3. En última instancia, la transición a combustibles verdaderamente más limpios, por ejemplo, electrificación de fuentes renovables siempre y cuando sea posible, así como hidrogeno verde.

Además, NRDC respalda políticas para garantizar que las plantas de cemento puedan acceder a un conjunto de tecnologías avanzadas para reducir a cero sus emisiones, incluidas las opciones de captura, utilización y almacenamiento de carbono, como discutimos aquí. La captura de carbono en el cemento no es una forma de prolongar la combustión de combustibles fósiles sucios que se pueden reemplazar, sino una forma de abordar la mayor parte de las emisiones del proceso que no se pueden reducir de otro modo para un material del que dependemos.

La incineración de residuos es ni una buena manera de reducir la contaminación climática del cemento, ni de lidiar con los flujos de desechos plásticos.

Las soluciones reales para gestionar los residuos plásticos deben centrarse en reducir los residuos en la fuente, fabricar menos plástico y utilizar métodos eficaces y probados de reciclaje mecánico y orgánico, sin incentivar la incineración de estos materiales.

NRDC aboga por cuatro áreas de enfoque para reducir la contaminación por plásticos:

  1. Eliminar los plásticos problemáticos e innecesarios, como los plásticos de un solo uso;
  2. Innovar y ampliar los modelos de reutilización y recarga;
  3. Crear materiales no tóxicos para reemplazar los plásticos derivados de combustibles fósiles; y
  4. Amplíe las soluciones probadas de reciclaje mecánico o compostaje.

Las políticas modelo de descarbonización del cemento y el hormigón deberían reducir los GEI y contaminación tóxica.

Debido a que los gobiernos estatales y federales son grandes compradores de concreto, las políticas de contratación pública son una forma poderosa de generar demanda de concreto con bajo contenido de carbono y, por extensión, de incentivar el uso de cemento cada vez menos intensivo en carbono. Varias legislaturas estatales han aprobado o están debatiendo activamente leyes de adquisición de concreto bajo en carbono para proyectos de construcción financiados por el estado, incluidos California, Nueva York, Nueva Jersey, Colorado y Virginia. Un principio clave en este trabajo debería ser prohibir que el cemento producido con combustibles sucios se incluya en especificaciones estatales de hormigón bajo en carbono — en otras palabras, de recibir crédito “verde” por cambios que pueden reducir las emisiones de GEI pero aumentan la contaminación del aire local.

Pero las políticas de adquisición del lado de la demanda no son la única palanca disponible para los formuladores de políticas comprometidos con abordar los impactos climáticos y de salud pública de la industria del cemento. NRDC continuará abogando por un paquete de políticas que incluya incentivos para reducir las emisiones de carbono incorporadas en las mezclas finales de concreto; estándares para descarbonizar directamente la industria del cemento en una trayectoria consistente con los objetivos climáticos estatales y nacionales; y mandatos para prevenir aumentos en la contaminación nociva.

Por ejemplo, en 2021, California promulgó una nueva ley que no solo se enfoca en lograr cero emisiones netas de GEI asociadas con el cemento utilizado en California a más tardar en 2045, sino que también requiere mejorar la calidad del aire y apoyar el desarrollo económico y laboral de las comunidades cercanas a las plantas de cemento. Otros estados de liderazgo climático como Nueva York deberían hacer lo mismo este año, demostrando el beneficio mutuo de los beneficios climáticos y de salud pública.

Cortesía de NRDC.

foto destacada por CHUTTERSNAP sobre Unsplash

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