Fuente: Revista FICEM

Por: Martin Schneider, Academia de Investigación de Cemento de Europa (ECRA), Duesseldorf, Alemania

El cemento es el material más utilizado a nivel mundial y es indispensable para la construcción de una amplia gama de edificios, infraestructura y sistemas de transporte. En el futuro, el cemento también jugará, en muchos aspectos, un papel importante para las sociedades modernas y para su desarrollo sostenible. La producción de cemento está inevitablemente acompañada por una importante demanda de energía y por altas emisiones de CO2.

Esto se debe en gran medida a los procesos físicos y químicos al convertir las materias primas a base de piedra caliza en clinker de cemento Portland; procesos que no se pueden evitar incluso si el proceso de producción general se optimiza tanto como sea posible. Hoy en día, la industria del cemento es el tercer mayor consumidor industrial de y su producción representa hasta el 6–7% de las emisiones antropogénicas de CO2 a nivel mundial.

El desafío global en la mitigación del CO2, así como la necesidad de definir los objetivos y el seguimiento de su grado de implementación, requirieron de la elaboración de una hoja de ruta de tecnología baja en carbono para la industria del cemento, la cual fue presentada por primera vez en 2009 por la Agencia Internacional de Energía (IEA, por sus siglas en inglés) y la Iniciativa para la Sostenibilidad del cemento el (CSI, por sus siglas en inglés). La misma se basa en un conjunto integral de documentos tecnológicos de la industria del cemento, que fueron creados por la Academia Europea de Investigación del Cemento (ECRA, por sus siglas en inglés). Los documentos tecnológicos y, posteriormente, la hoja de ruta tecnológica AICE IEA / CSI se volvieron a redactar y modificar en 2017 y 2018.

La hoja de ruta de la IEA describe un plan de acción detallado hasta el 2050 para lograr la mitigación de las emisiones de CO2 relacionadas con el crecimiento esperado de la producción de cemento, utilizando las siguientes cuatro palancas: mejorar la eficiencia energética, sustitución por combustibles alternativos, reducción de la relación de Clinker-Cemento e implementación de tecnologías emergentes e innovadoras [1] [2], entre los cuales se considera que la captura de carbono juega un papel importante.

Tecnologías de captura de carbono

La captura de carbono se basa en la separación del CO2 de los gases de escape de un horno de cemento, es decir, aislándolo del nitrógeno, que forma la mayor parte del aire de combustión. Los principales enfoques que se pueden aplicar a un horno de cemento son la tecnología de postcombustión y oxicorte. Ambas tecnologías se resumen esquemáticamente en la Figura 1 y la Figura 2.

Actualmente, la tecnología de oxyfuel (combustible de oxígeno) se considera como el proceso más económico para la captura de CO2 en los hornos de cemento, aun así, sigue siendo muy costoso. El uso de oxígeno en lugar de aire en la combustión del horno de cemento da como resultado un flujo de CO2 comparativamente puro que puede suministrarse a la infraestructura de transporte y almacenamiento con menos esfuerzo para la puri­ficación. Hay cierta experiencia operativa en hornos de cemento de los Estados Unidos y Europa, que fueron operados con enriquecimiento de oxígeno para aumentar la capacidad de producción del horno. Además, se ha investigado la tecnología de oxyfuel en las centrales eléctricas, por lo que algunos de los resultados obtenidos pueden transferirse a hornos de cemento.

Costos

Además de los aspectos técnicos, el marco económico será decisivo para futuras aplicaciones de la captura de carbono en la industria del cemento. En este momento, los costos por el límite de CO2 ascienden de 50 a 70 € / t CO2, estas cifras aún están sujetas a incertidumbres como se puede ver en la Figura 4.

Sin embargo, se espera que el costo disminuya a 40 € / t CO2 evitado en el futuro según el progreso técnico y cientí­fico. Esta estimación se ha realizado para una planta de cemento de referencia con una capacidad de producción de clinker de 6.000 t / día o 2 Mio. t / año. Las cifras de costos proporcionadas no incluyen costos adicionales para el transporte y almacenamiento de CO2.

Perspectiva

La captura de dióxido de carbono y su almacenamiento geológico se considera hoy en día como una tecnología emergente capaz de reducir signi­ficativamente las emisiones de CO2.

De acuerdo con los diferentes escenarios de reducción y la hoja de ruta de la Agencia Internacional de Energía, se espera que la industria del cemento contribuya a la mitigación del CO2 a nivel mundial mediante un conjunto de medidas diferentes entre las cuales la CCS juega un papel fundamental.