ICR (International Cement Review) ha analizado constantemente el papel de la captura de carbono en los esfuerzos de la industria del cemento de la India por descarbonizarse. Nathan Ashcroft, director de Soluciones de Bajo Carbono de Stantec, contó los desafíos y las oportunidades de integrar la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) en la fabricación de cemento.

Por otra parte, el directivo destacó los avances tecnológicos, las consideraciones regulatorias y las estrategias financieras, y hace hincapié en la colaboración global como clave para lograr la descarbonización a gran escala.

- ¿Cuáles son los principales desafíos para integrar la CCUS en las plantas de fabricación de cemento existentes?

- El mayor desafío al que nos enfrentamos repetidamente es que la mayoría de las plantas de cemento fueron construidas hace décadas, sin tener en cuenta los sistemas de captura de carbono. Esto significa que las limitaciones de espacio en estos sitios representan uno de los principales obstáculos.

Las plantas de cemento suelen tener un espacio limitado, y su modernización para integrar sistemas de captura de carbono puede ser extremadamente difícil. Más allá de los problemas de espacio, hay otras consideraciones, como el acceso y las modificaciones a la infraestructura, que complican aún más la integración. Sin embargo, las limitaciones de espacio siguen siendo el desafío más destacado.

- ¿Cómo cree que las tecnologías de captura de carbono pueden alinearse con los objetivos de cero emisiones netas de los fabricantes de cemento?

- Las tecnologías de captura de carbono pueden desempeñar un papel crucial para que los fabricantes de cemento alcancen sus objetivos de cero emisiones netas. La fabricación de cemento tiene un camino único para la descarbonización, en comparación con otras industrias. Por ejemplo, cuando aplicamos la captura de carbono en las instalaciones de petróleo y gas, podemos capturar gases de efecto invernadero, pero el combustible producido sigue generando emisiones cuando se quema. En cambio, la captura de carbono en la industria del cemento reduce directamente la intensidad de carbono del propio cemento. El cemento, al ser utilizado en el hormigón, actúa como un sumidero de carbono, lo que contribuye aún más a reducir las emisiones generales.

La instalación de un sistema de captura de carbono altamente eficiente en una planta de cemento permite a los fabricantes producir productos con menos emisiones de carbono, convirtiendo la captura de carbono en una parte integral de los esfuerzos de descarbonización de la industria. Aunque la implementación de estos sistemas es compleja y requiere muchos recursos, representa un paso importante hacia el logro de emisiones netas cero. Una vez alcanzado este objetivo, los fabricantes estarán mucho más cerca de sus metas ambientales, y luego podrán hacer mejoras para optimizar aún más los procesos. La captura de carbono es el salto más importante en el camino hacia la descarbonización para la industria del cemento.

- ¿Qué papel desempeña la recuperación de calor residual en la mejora de la rentabilidad de la captura y almacenamiento de carbono en las plantas de cemento?

- La recuperación de calor residual es fundamental para mejorar la rentabilidad de los sistemas de captura de carbono en las plantas de cemento. La producción de cemento involucra procesos de alta temperatura, lo que presenta oportunidades para aprovechar el calor residual. Este calor se puede recuperar y convertir en energía, lo que ayuda a compensar algunos de los costos operativos y de capital asociados con los sistemas de captura de carbono.

Además, al tratar los gases de combustión para eliminar el CO2, es necesario purificar el gas, eliminando partículas y otras impurezas. Esto genera beneficios adicionales, más allá de la simple reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero; también mejora la calidad del gas, eliminando tanto contaminantes visibles como invisibles.

La recuperación de calor residual contribuye a equilibrar los requisitos energéticos del proceso de captura de carbono, aprovechando la energía generada previamente, lo que hace que todo el sistema sea más eficiente. Sin embargo, la implementación de soluciones de recuperación de calor residual varía según el sitio, ya que cada instalación tiene características y limitaciones únicas. A pesar de los desafíos, la recuperación de calor residual sigue siendo esencial para la integración eficiente del sistema en la industria del cemento.

- ¿Cuáles son las oportunidades más prometedoras para utilizar el CO2 capturado en la industria del cemento?

- El uso del CO2 capturado en la industria del cemento tiene un gran potencial, pero las opciones siguen siendo limitadas por el momento. En un escenario ideal, el CO2 capturado podría usarse para aplicaciones de mayor valor, pero las plantas de cemento de gran escala producen cantidades enormes de CO2, a menudo del orden de cientos de miles a millones de toneladas al año.

- Encontrar aplicaciones que puedan absorber tales volúmenes es un desafío.

- Uno de los usos más establecidos del CO2 capturado es la recuperación mejorada de petróleo (EOR). En regiones con productores de energía cercanos, como el oeste de Canadá y California, el CO2 puede utilizarse como disolvente para inyectarlo en los yacimientos de petróleo, ayudando a extraer más petróleo del suelo. Sin embargo, esta opción depende de la ubicación geográfica de la planta de cemento y de la proximidad a industrias que puedan utilizar el CO2.

Otra vía potencial es en centros industriales donde varias industrias están ubicadas cerca unas de otras. La colaboración con industrias adyacentes que requieren CO2 (como la producción de urea o tecnologías emergentes) podría ofrecer opciones viables.

Dicho esto, los aspectos económicos y logísticos del uso del CO2 deben ser evaluados cuidadosamente, ya que estos factores influirán significativamente en la viabilidad de estos proyectos. Aunque las opciones actuales son limitadas, la investigación en curso podría abrir nuevas oportunidades en el futuro.

- ¿Qué consideraciones estratégicas deberían priorizar los fabricantes de cemento al planificar proyectos de CCUS a gran escala?

- Los fabricantes de cemento deben adoptar un enfoque integral al planificar proyectos de CCUS a gran escala, considerando todo el ciclo de vida de la captura y utilización del CO2. La instalación de un sistema de captura de carbono es solo una parte del proceso. Los fabricantes también deben evaluar cómo se transportará, almacenará o utilizará el CO2 capturado, lo que incluye evaluar opciones de secuestro, usos potenciales y asociaciones con industrias cercanas.

La implementación por fases también puede ser una estrategia eficaz. Muchas plantas de cemento tienen múltiples hornos que producen gases de combustión, por lo que los fabricantes pueden optar por implementar sistemas de captura de carbono de manera gradual, comenzando con corrientes o unidades específicas antes de escalar el sistema. Colaborar con instalaciones cercanas o centros industriales podría ayudar a compartir el costo de infraestructuras como tuberías o sistemas de compresión.

Además, las evaluaciones tempranas y la planificación estratégica son fundamentales para identificar las vías más eficientes y rentables. Dado que los proyectos de CCUS son complejos, rara vez una sola entidad maneja todos los aspectos del sistema, desde la captura hasta el secuestro. Involucrar expertos y aprovechar asociaciones puede ayudar a los fabricantes a afrontar los desafíos y aprovechar las oportunidades de manera más eficaz.

- ¿Cómo puede el sector del cemento superar los desafíos regulatorios y financieros para adoptar esta tecnología?

- Superar los desafíos regulatorios y financieros es clave para la adopción exitosa de la tecnología de captura de carbono en el sector del cemento. Desde una perspectiva regulatoria, los fabricantes pueden aprender de las jurisdicciones que ya han implementado proyectos de CCUS, como el oeste de Canadá, la costa del Golfo de los EE.UU. y Noruega, que han establecido marcos regulatorios para el manejo del CO2, incluyendo su compresión, transporte y almacenamiento. Aprovechar el conocimiento y los procedimientos de estas regiones puede ahorrar tiempo y recursos, evitando tener que empezar desde cero.

Financieramente, los sistemas de captura de carbono son costosos, tanto en términos de capital (CAPEX) como operativos (OPEX). Obtener incentivos gubernamentales, subvenciones o créditos fiscales suele ser esencial para hacer que estos proyectos sean financieramente viables. En América del Norte, por ejemplo, los créditos fiscales y las subvenciones de producción han sido cruciales para compensar los costos. Los fabricantes deben explorar oportunidades similares en sus regiones.

Además, hay un creciente interés en vincular la intensidad de carbono de productos como el cemento a su valor de mercado. Los productos con menor intensidad de carbono podrían alcanzar precios más altos en los mercados internacionales, lo que brindaría un incentivo financiero para adoptar tecnologías de captura y almacenamiento de carbono. Sin embargo, la mayoría de los proyectos exitosos hasta la fecha han dependido de algún apoyo gubernamental. Comprender el panorama financiero y aprovechar los recursos disponibles será clave para una adopción generalizada.

- ¿Cómo ve el papel de las colaboraciones globales en la ampliación de la CCUS en sectores como el del cemento?

- Las colaboraciones globales son fundamentales para expandir la escala de las tecnologías de CCUS en la industria del cemento. El sector de la CCUS se caracteriza por su disposición a colaborar y compartir conocimientos. Muchas partes interesadas entienden la magnitud del desafío y reconocen que trabajar juntos es más eficiente que empezar de cero de manera independiente.

Por ejemplo, los gobiernos europeos han visitado el oeste de Canadá para aprender de su Simposio Global de CCS y para interactuar con expertos locales. Estas colaboraciones permiten que las regiones que recién comienzan su viaje hacia la CCUS se beneficien de las experiencias de otros.

Organizaciones como el Carbon Capture Knowledge Centre en Saskatchewan ofrecen programas de capacitación y talleres, proporcionando valiosas oportunidades para que delegaciones internacionales aprendan de los proyectos establecidos. Los fabricantes de cemento y los organismos de la industria podrían invitar a expertos a participar en conferencias y talleres, fomentando el intercambio de conocimientos y la colaboración.

Al interactuar con jurisdicciones y organizaciones que ya han implementado proyectos de CCUS, el sector del cemento puede acelerar su propio progreso. La colaboración entre fronteras, industrias e instituciones de investigación será fundamental para impulsar la adopción de tecnologías de CCUS a nivel mundial.

- ¿Puede explicarnos las tecnologías clave para la captura de CO2 en la industria del cemento y sus posibles avances?

- Existen dos tecnologías principales para la captura de CO2 en la industria del cemento: los sistemas basados en aminas y las soluciones criogénicas. Los sistemas basados en aminas son los más utilizados y dependen de un disolvente (una solución de amoníaco) para capturar el CO2, que luego se libera durante el procesamiento. Aunque son eficaces y están establecidos, los sistemas basados en aminas enfrentan ciertos desafíos, incluidos problemas regulatorios y la introducción de productos químicos en las instalaciones de cemento.

Las soluciones criogénicas, en cambio, representan una alternativa emergente y más eficiente. Estos sistemas enfrían los gases de combustión a temperaturas extremadamente bajas (alrededor de -50 °C), lo que hace que el CO2 se licúe para su captura. A diferencia de los sistemas basados en aminas, las soluciones criogénicas no requieren disolventes, lo que las hace más limpias y potencialmente más adecuadas para las instalaciones de cemento. Además, los sistemas criogénicos son más compatibles con el uso de electricidad renovable, lo que ofrece una vía para su integración en redes verdes.