Ricevi un riepilogo giornaliero o settimanale degli articoli più importanti direttamente nella tua casella di posta, inserisci la tua email qui sotto.Inserendo il tuo indirizzo email acconsenti al trattamento dei tuoi dati secondo la nostra Privacy Policy.Se l'industria del cemento fosse un paese, sarebbe il terzo produttore mondiale di emissioni.Nel 2015 ha generato circa 2,8 miliardi di tonnellate di CO2, equivalenti all'8% del totale globale, una quota maggiore rispetto a qualsiasi altro paese diverso dalla Cina o dagli Stati Uniti.L'uso del cemento è destinato ad aumentare poiché l'urbanizzazione globale e lo sviluppo economico aumentano la domanda di nuovi edifici e infrastrutture.Insieme ad altre parti dell'economia globale, l'industria del cemento dovrà ridurre drasticamente le proprie emissioni per soddisfare gli obiettivi di temperatura dell'accordo di Parigi.Tuttavia, finora sono stati compiuti solo progressi limitati.Ridurre le emissioni del cemento.Infografica di Rosamund Pearce per Carbon Brief.Il cemento viene utilizzato nelle costruzioni per legare insieme altri materiali.Viene miscelato con sabbia, ghiaia e acqua per produrre calcestruzzo, il materiale da costruzione più utilizzato al mondo.Ogni anno vengono utilizzate oltre 10 miliardi di tonnellate di calcestruzzo.Lo standard del settore è un tipo chiamato cemento Portland.Questo fu inventato all'inizio del 1800 e prese il nome da una pietra da costruzione ampiamente utilizzata in Inghilterra all'epoca.Oggi viene utilizzato nel 98% del calcestruzzo a livello globale, con 4 miliardi di tonnellate prodotte ogni anno.La produzione del clinker Portland, che funge da legante, è un passaggio cruciale nella produzione del cemento Portland.Il calcare (CaCO3) viene “calcinato” ad alte temperature in un forno da cemento per produrre calce (CaO), portando al rilascio di CO2 di scarto.Nel complesso, si verifica la seguente reazione:Circa la metà delle emissioni del cemento sono emissioni di processo derivanti dalla reazione di cui sopra.Questo è uno dei motivi principali per cui le emissioni di cemento sono spesso considerate difficili da ridurre: poiché questa CO2 viene rilasciata da una reazione chimica, non può essere eliminata cambiando carburante o aumentando l'efficienza.Un ulteriore 40% delle emissioni di cemento proviene dalla combustione di combustibili fossili per riscaldare i forni alle alte temperature necessarie per questo processo di calcinazione.L'ultimo 10% delle emissioni proviene dai combustibili necessari per l'estrazione e il trasporto delle materie prime.Pertanto, le emissioni di cemento dipendono in gran parte dalla proporzione di clinker utilizzata in ogni tonnellata di cemento.Anche il tipo di carburante e l'efficienza delle apparecchiature utilizzate durante la produzione di clinker hanno un impatto.Nel frattempo, si prevede che la superficie degli edifici del mondo raddoppierà nei prossimi 40 anni.Ciò significa che la produzione di cemento è destinata a crescere a circa 5 miliardi di tonnellate entro il 2030, con un aumento del 25% rispetto a oggi, raggiungendo oltre quattro volte i livelli del 1990.Pertanto, i soli guadagni in termini di efficienza non saranno sufficienti per ridurre significativamente le emissioni del settore.La Cina è di gran lunga il più grande produttore di cemento, seguita da India e dai paesi dell'UE messi insieme, come mostra il grafico sottostante di un recente rapporto di Chatham House.Tre quarti della produzione di cemento dal 1990 si è verificata in Cina, che ha utilizzato più cemento tra il 2011 e il 2013 rispetto agli Stati Uniti nell'intero XX secolo.Produzione ed emissioni di cemento dal 2010 al 2015. Fonte: Analisi di Olivier et al.(2016) di Chatham House.La Cina ha anche alti livelli di produzione di cemento in termini pro capite, poiché sperimenta una rapida urbanizzazione, con molte persone che si trasferiscono in edifici alti o bassi in cemento.Tuttavia, il consumo cinese potrebbe essere vicino a stabilizzarsi.Al contrario, il consumo dell'India è destinato ad aumentare in modo significativo poiché a sua volta si urbanizza rapidamente e costruisce infrastrutture.La maggior parte della crescita futura dovrebbe avvenire in India e in altri mercati emergenti.Uomo piatto di sollevamento con cemento su un'impalcatura, Punjab, 2011. Credito: imageBROKER/Alamy Stock Photo.In Europa, secondo Chatham House, i forni esistenti sono in grado di soddisfare la futura domanda di cemento.I produttori europei di cemento sono anche tra i più avanzati in termini di utilizzo di combustibili alternativi, aggiunge.Tuttavia, le apparecchiature più vecchie li collocano dietro l'India e la Cina sull'efficienza energetica.Allo stesso modo, gli Stati Uniti, il quarto consumatore di cemento, sono in ritardo rispetto ad altri grandi produttori in termini di efficienza energetica e clinker ratio.L'intensità media di CO2 della produzione di cemento - le emissioni per tonnellata di prodotto - è diminuita del 18% a livello globale negli ultimi decenni, secondo Chatham House.Tuttavia, le emissioni del settore nel suo insieme sono aumentate in modo significativo, con la domanda triplicata dal 1990.Finora sono stati compiuti progressi in tre aree principali.In primo luogo, forni per cemento più efficienti hanno reso la produzione meno dispendiosa dal punto di vista energetico.Ciò può migliorare ulteriormente: il consumo energetico medio globale per tonnellata di cemento è ancora di circa il 20% superiore alla produzione con le attuali migliori tecnologie e pratiche disponibili.In secondo luogo, l'uso di combustibili alternativi ha anche ridotto le emissioni, ad esempio utilizzando biomassa o rifiuti al posto del carbone.Questo è particolarmente vero in Europa, dove circa il 43% del consumo di carburante ora proviene da alternative, afferma Chatham House.In terzo luogo, anche la riduzione della percentuale di clinker Portland nel cemento ha ridotto le emissioni.Secondo Chatham House, i cementi "ad alta miscela" possono ridurre le emissioni per chilogrammo fino a quattro volte.Il clinker può essere sostituito con altri materiali simili al cemento, compresi i rifiuti della combustione del carbone e della produzione dell'acciaio.Tuttavia, ciò può influire sulle proprietà del cemento, quindi è adatto solo per alcuni usi finali.Il rapporto medio mondiale di clinker (clinker:cemento) è sceso a 0,65 nel 2014, con un ampio intervallo da 0,57 in Cina a 0,87 in Eurasia.Dopo diversi decenni di progressi, l'intensità di CO2 del cemento è cambiata poco dal 2014 al 2016, secondo l'Agenzia internazionale per l'energia (IEA).Questo perché i miglioramenti dell'efficienza energetica sono stati compensati da un leggero aumento del rapporto di clinker, afferma.Tuttavia, negli ultimi anni le emissioni complessive di cemento sono rimaste invariate o in calo, poiché la domanda in Cina si è stabilizzata.BioMason utilizza i batteri per far crescere mattoni di cemento che, a suo avviso, possono sequestrare il carbonio.Credito: bioMASON, Inc.L'IEA e la Cement Sustainability Initiative (CSI) guidata dal settore hanno recentemente pubblicato una nuova tabella di marcia a basse emissioni di carbonio, che mostra come ritiene che le emissioni possano essere ridotte in linea con uno scenario "2C" e uno scenario "sotto i 2C".La tabella di marcia presuppone che la domanda di cemento aumenterà del 12-23% entro il 2050.Per uno scenario di 2°C – in linea con il 50% di possibilità di limitare l'aumento della temperatura globale a 2°C al di sopra dei livelli preindustriali entro il 2100 – la tabella di marcia afferma che è necessario un taglio del 24% delle emissioni di cemento.(Vale la pena notare che ciò non è in linea con l'accordo di Parigi, che richiede che l'aumento della temperatura rimanga "ben al di sotto" dei 2°C almeno.)La tabella di marcia si basa su quattro aree di azione per questi tagli alle emissioni.Tre di queste sono le strategie perseguite in precedenza dall'industria del cemento per limitare le emissioni, vale a dire, una migliore efficienza energetica, combustibili a basse emissioni e rapporti di clinker inferiori.Ad esempio, la tabella di marcia fissa un tasso di clinker globale medio obiettivo di 0,60 entro il 2050, in calo da 0,65.Questa è una sfida significativa: Chatham House osserva che entro il 2050 avrebbe bisogno di circa il 40% in più di sostituti del clinker rispetto a oggi, in un momento in cui la disponibilità di sostituti tradizionali – ceneri volanti e scorie d'altoforno – probabilmente inizierà a diminuire.La quarta area è "tecnologie innovative", che è essenzialmente un'abbreviazione per ridurre le emissioni utilizzando la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS).Questo non è stato ancora utilizzato nell'industria del cemento (prove su barre), ma la tabella di marcia presuppone che l'integrazione del CCS nel settore del cemento raggiunga la diffusione su scala commerciale entro il 2030. L'incertezza sul potenziale di espansione rapida del CCS e il suo costo elevato sono importanti ostacoli al suo utilizzo nella riduzione delle emissioni di calcestruzzo.Il grafico seguente mostra l'analisi di Chatham House della roadmap del cemento IEA e CSI.La linea tratteggiata rossa mostra la riduzione del 24% delle emissioni in linea con lo scenario 2C (2DS) entro il 2050.Modi per ridurre le emissioni di cemento che portano a un percorso “compatibile con Parigi”.Vengono mostrati tre scenari: "scenario tecnologico di riferimento" (RTS), "scenario 2C" (2DS) e "scenario oltre 2C" (B2DS).Fonte: analisi Chatham House di IEA e CSI Technology Roadmap (2018).La tabella di marcia definisce anche uno scenario "oltre 2C" (B2DS; linea tratteggiata viola sopra), per cui sarebbe necessaria una riduzione delle emissioni del 60% molto più elevata.Qui, la proporzione delle emissioni totali di CO2 del cemento catturate da CCS dovrebbe più che raddoppiare rispetto allo scenario 2C, fino al 63% nel 2050, afferma la tabella di marcia.Rileva che questo "sarà difficile da raggiungere".Chatham House osserva inoltre che saranno necessarie riduzioni più drastiche "se le ipotesi sul contributo delle tecnologie CCS si dimostreranno ottimistiche".Dice:“Il passaggio oltre il 2DS richiederà un'azione trasformativa sulla sostituzione del clinker, nuovi cementi e CCS, nonché l'implementazione di una serie di approcci dal lato della domanda al di là del settore per ridurre il consumo complessivo.Questi diventano anche più critici se CCS si rivela troppo difficile da scalare".Alcune aziende hanno ricercato cementi "nuovi", che eliminano del tutto la necessità del clinker Portland.Se questi potessero competere con il costo e le prestazioni del cemento Portland, offrirebbero un modo per ridurre significativamente le emissioni.Tuttavia, nessuno ha ancora raggiunto un uso commerciale su larga scala e attualmente viene utilizzato solo in applicazioni di nicchia.Inoltre, l'innovazione nel settore tende a concentrarsi su cambiamenti incrementali, mostra una ricerca di brevetti globale di Chatham House, con un focus limitato sui nuovi cementi.I cementi a base di geopolimeri, ad esempio, sono stati oggetto di ricerca sin dagli anni '70.Questi non utilizzano il carbonato di calcio come ingrediente chiave, si induriscono a temperatura ambiente e rilasciano solo acqua.Zeobond e banahUK sono tra le aziende che li producono, ed entrambe dichiarano una riduzione delle emissioni di circa l'80-90% rispetto al cemento Portland.Ci sono anche diverse aziende che sviluppano cementi "carbon-cured", che assorbono CO2, anziché acqua, mentre si induriscono.Se questo assorbimento di CO2 può essere reso superiore al CO2 rilasciato durante la loro produzione, i cementi potrebbero essere potenzialmente utilizzati come pozzi di carbonio.Blocco di calcestruzzo Solidia Concrete™.Credito: SolidiaL'azienda statunitense Solidia, ad esempio, afferma che il suo calcestruzzo emette fino al 70% in meno di CO2 rispetto al cemento Portland, inclusa questa fase di sequestro.L'azienda è ora in partnership con il principale produttore di cemento LafargeHolcim.Allo stesso modo, la start-up britannica Novacem - una spin-out dell'Imperial College London - ha affermato nel 2008 che la sostituzione del cemento Portland con il suo prodotto "carbon negativo" consentirebbe all'industria di diventare un pozzo netto di emissioni di CO2.Tuttavia, l'azienda non è riuscita a raccogliere fondi sufficienti per continuare la ricerca e la produzione.Altre aziende utilizzano materiali completamente diversi per produrre cemento.La startup Biomason, con sede nella Carolina del Nord, ad esempio, utilizza i batteri per far crescere mattoni di cemento che, a suo avviso, sono entrambi resistenti in modo simile alla muratura tradizionale e al sequestro del carbonio.La tabella seguente, tratta da Chatham House, riassume le fasi di sviluppo di diverse tecnologie alternative per il cemento.Cementi a basse emissioni di carbonio nelle diverse fasi del ciclo di innovazione.Fonte: Chatham House (2018).Ci sono diverse ragioni per cui i cementi a basso clinker oi nuovi cementi finora non sono riusciti a raggiungere un uso diffuso.Queste tecnologie sono meno collaudate del cemento Portland, che è stato utilizzato nelle costruzioni per secoli.Ne derivano resistenze da parte dei consumatori di cemento, in particolare in un settore che – per ovvi motivi – tende a porre la sicurezza come una priorità assoluta.Inoltre, molte di queste nuove tecnologie non sono sufficientemente mature per raggiungere un uso su larga scala.Le alternative tendono anche ad avere applicazioni più limitate, il che significa che potrebbe non esserci un'unica sostituzione per il cemento Portland.Il loro uso, quindi, significherebbe un allontanamento dagli standard prescrittivi.Attualmente, quasi tutti gli standard, i codici di progettazione e i protocolli per testare i leganti cementizi e il calcestruzzo si basano sull'uso del cemento Portland, osserva Chatham House.Aggiunge:“Nuovi approcci e soprattutto nuovi standard di settore richiedono molte discussioni e test.Ad esempio, possono essere necessari decenni prima che un nuovo standard venga approvato e implementato nell'UE".Tuttavia, i recenti progressi nelle prove sui materiali del calcestruzzo potrebbero consentire di comprenderne meglio la chimica, dando maggiore fiducia all'adeguamento degli standard del settore.I cementi alternativi devono anche essere in grado di competere con il cemento Portland in termini di costi, in particolare in assenza di forti pressioni normative o politiche come i prezzi del carbonio.Ma il passaggio potrebbe richiedere investimenti in nuove apparecchiature o materiali più costosi, il cui recupero potrebbe richiedere diversi anni, afferma Chatham House.Anche l'accesso a una quantità sufficiente di materie prime necessarie per alcuni cementi è una considerazione importante.Ad esempio, la disponibilità locale di ceneri volanti, un sottoprodotto della combustione del carbone e uno dei sostituti del clinker più utilizzati, sta diminuendo con la chiusura delle centrali elettriche a carbone.La riduzione della domanda di cemento potrebbe anche aiutare a limitare le emissioni, in particolare nei paesi in via di sviluppo.Ad esempio, Chatham House mette in evidenza come i progetti urbani basati su un sistema di "rete capillare" e il camminare piuttosto che le auto possano utilizzare un terzo in meno di cemento.Allo stesso modo, i principi delle cattedrali gotiche sono stati utilizzati per progettare moderni pavimenti in cemento che sono il 70% più leggeri delle controparti convenzionali.Anche l'uso dei concetti di "economia circolare" per consentire il riutilizzo di parti modulari degli edifici può svolgere un ruolo, così come la massimizzazione della vita delle infrastrutture.La Cina, ad esempio, è stata oggetto di critiche per la costruzione di nuovi edifici scadenti che potrebbero resistere solo da 25 a 30 anni prima di essere demoliti.Gradini in cemento che fanno parte della diga e delle difese marittime sulla spiaggia di Blackpool.Credito: Manor Fotografia/Alamy Foto.Il calcestruzzo negli edifici potrebbe anche essere sostituito con legno, consentendo potenzialmente di catturare e immagazzinare CO2.Alcuni nuovi tipi di legno multistrato, come il legno lamellare a strati incrociati, stanno creando maggiori opportunità di costruzione.Tuttavia, i risparmi di carbonio derivanti dall'uso del legno anziché dell'acciaio e del cemento negli edifici non sono garantiti.Il vecchio cemento può anche essere frantumato e riutilizzato in progetti come lavori stradali.Tuttavia, il calcestruzzo perderà le sue proprietà leganti a meno che non venga prodotto nuovo clinker.Il cemento è spesso considerato troppo difficile da decarbonizzare, insieme ad altri settori come l'aviazione e l'acciaio.Come ha osservato un recente rapporto, se le emissioni di cemento sono menzionate nel dibattito pubblico, "è tipicamente da notare che si può fare poco al riguardo".Di conseguenza, l'industria del cemento ha subito una minore pressione politica e commerciale rispetto al settore dell'energia, dice Felix Preston a Carbon Brief.Preston è ricercatore senior presso Chatham House e coautore del suo rapporto sul cemento.Dice che il settore è ancora dominato da una manciata di grandi aziende che controllano gran parte del mercato.Preston aggiunge:“[Queste aziende] sono spesso dominanti o molto influenti in un'area geografica, oltre che sulla scena globale.Penso che ciò abbia reso difficile – ed è tuttora difficile – premere per un cambiamento radicale.Non vedono necessariamente l'incentivo immediato a intraprendere azioni ambiziose".L'UE ritiene che il cemento presenti un rischio significativo di rilocalizzazione delle emissioni di carbonio, il che significa che riceve quote gratuite nel sistema di scambio di quote di emissione dell'UE (EU ETS).In vista delle riforme dell'ETS dell'UE del 2017, la commissione per l'ambiente del Parlamento europeo (ENVI) ha proposto senza successo di porre fine a questa assegnazione gratuita.Secondo Chatham House, l'introduzione dei prezzi minimi del carbonio – considerata in diversi Stati membri – potrebbe ancora influenzare il settore.L'ETS cinese dovrebbe espandersi per includere il cemento, sebbene riguarderà solo il settore energetico nella sua prima fase.Nell'ambito del CSI, i produttori che rappresentano il 30% della produzione mondiale di cemento hanno collaborato per circa due decenni su iniziative di sostenibilità, compresa la riduzione delle emissioni.Alla conferenza sul clima di Parigi, il gruppo ha annunciato l'intenzione di ridurre le proprie emissioni collettive del 20-25% entro il 2030. Questo sarebbe un livello di ambizione simile allo scenario "sotto i 2°C" delineato sopra.La World Cement Association (WCA), nel frattempo, sta sviluppando un "Piano d'azione per il cambiamento climatico", che sarà pubblicato entro la fine del mese.La tecnologia attuale può fornire solo la metà dei risparmi di CO2 necessari per raggiungere l'obiettivo 2C dell'accordo di Parigi, la WCA ha recentemente avvertito i delegati al suo "Forum globale sui cambiamenti climatici" a Parigi.La base associativa WCA rappresenta più di un miliardo di tonnellate di capacità produttiva annua di cemento.La World Cement Association (WCA) sta esortando i membri del settore ad aumentare gli sforzi per adottare nuove tecnologie rapidamente e su larga scala per ridurre le proprie emissioni di CO2 al fine di aiutare efficacemente a combattere il cambiamento climatico.#cemento #sostenibilità #ClimateAction https://t.co/RUgEzIF1DC pic.twitter.com/PQHbl1EBT7— World Cement Assoc.(@WorldCemAssoc) 5 luglio 2018Anche la Global Cement and Concrete Association (GCCA), lanciata di recente, vuole migliorare le credenziali ambientali del settore.È destinato ad assumere il lavoro di sostenibilità svolto dal CSI nel gennaio 2019.Diverse aziende cementiere hanno già introdotto un prezzo interno del carbonio o hanno in programma di introdurne uno.Analisi degli esperti nella tua casella di posta.Ricevi un riepilogo giornaliero o settimanale di tutti gli articoli e i giornali importanti selezionati da Carbon Brief via e-mail.Inserendo il tuo indirizzo email acconsenti al trattamento dei tuoi dati secondo la nostra Privacy Policy.I tuoi dati saranno trattati in conformità con la nostra Privacy Policy.Pubblicato con licenza CC.Siete invitati a riprodurre il materiale non adattato per intero per uso non commerciale, accreditato "Carbon Brief" con un collegamento all'articolo.Vi preghiamo di contattarci per uso commerciale.