El hormigón derivado del CO2 puede construir un futuro neto negativo

En un mundo con una población en crecimiento y un sector de la construcción en rápida expansión, ¿cómo podemos evitar que la construcción de viviendas dañe nuestro clima? El hormigón es el segundo material más consumido en la Tierra, pero su ingrediente clave, el cemento, es responsable del 7% de las emisiones antropogénicas globales de CO2. La respuesta podría venir de la nada: materiales de construcción derivados del CO2, escribe Eve Pope, analista de tecnología en IDTechEx

El nuevo informe de IDTechEx “Utilización del dióxido de carbono 2024-2044: tecnologías, pronósticos de mercado y actores” explora muchas formas de valorizar el dióxido de carbono capturado para crear productos útiles. Entre ellos, los materiales de construcción derivados del CO2 se mostraron especialmente prometedores debido a las mejoras en el rendimiento y la competitividad de costes, así como a los beneficios de sostenibilidad. IDTechEx pronostica que para 170 se utilizarán más de 2 millones de toneladas de CO2044 capturado en materiales de construcción.

El dióxido de carbono se puede utilizar en la producción de hormigón de tres maneras diferentes: inyección de CO2 durante el curado del hormigón prefabricado, inyección de CO2 durante el mezclado del hormigón premezclado y formación de agregados/aditivos de carbonato.

Etapas de producción de hormigón con oportunidades de utilización (CO2U) y captura de carbono (CC) etiquetadas. Fuente: IDTechEx

A diferencia de otras vías de utilización del dióxido de carbono, como la conversión a combustibles electrónicos, que requiere grandes cantidades de energía e hidrógeno verde (a menudo prohibitivamente caro), la química de mineralización básica que sustenta la absorción de CO2 durante la fabricación del hormigón se ve favorecida termodinámicamente y consume menos energía. -intensivo porque se forman carbonatos metálicos estables. Estos carbonatos representan efectivamente un secuestro permanente de CO2, por lo que los materiales de construcción derivados de CO2 sirven simultáneamente para la utilización y el almacenamiento de dióxido de carbono. El proceso es compatible con muchas fuentes diferentes de CO2.

Valorizando los residuos

Además del CO2 residual, los flujos de desechos sólidos también se pueden reutilizar en concreto nuevo utilizando la química de mineralización del CO2 para formar carbonatos. Por ejemplo, entre los actores del hormigón derivado del CO2 se encuentra la empresa suiza Neustark, que utiliza la reacción del CO2 con el hormigón demolido para almacenar dióxido de carbono y producir áridos de hormigón. Otro productor de áridos, OCO Technology, con sede en el Reino Unido, utiliza en cambio CO2 y materiales de desecho de procesos térmicos industriales. Mientras tanto, el gigante de materiales de construcción Heidelberg Materials continúa realizando actividades de investigación y desarrollo para reciclar hormigón utilizando CO2 para formar un sustituto del cemento. Empresas como Carbonaide y CarbiCrete están explorando la escoria de acero como sustituto del cemento durante el curado asistido por CO2. Se pueden generar ingresos adicionales a través de tarifas de eliminación de residuos, y algunos actores del hormigón derivado de CO2 informan que ya han logrado la paridad de precios con los operadores tradicionales.

Acelerar la adopción

La producción de hormigón suele tener márgenes bajos y la disposición a pagar una prima ecológica es baja. Por lo tanto, el despliegue generalizado de hormigón derivado de CO2 dependerá de los actores tecnológicos de utilización de CO2, creando soluciones fáciles de adoptar que sean mínimamente disruptivas para los procesos de fabricación existentes. En el caso del curado asistido por CO2, algunos actores se han centrado en cámaras de curado modernizables. En otros lugares también se están comercializando soluciones de unidades móviles y plug-and-play.

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En 2023 se publicaron varias normas ASTM sobre el curado asistido por CO2, lo que mejoró la confianza en la seguridad y la calidad del hormigón prefabricado derivado de CO2. Si bien muchos materiales de construcción derivados del CO2 aún no han logrado la paridad de precios con el concreto convencional, algunos clientes están dispuestos a pagar una prima debido a un rendimiento mejorado (como una mayor resistencia y una estética mejorada).

Más allá del cero neto

La absorción directa de CO2 en el hormigón puede ser un proceso neto cero si el dióxido de carbono proviene de una fuente puntual fósil (como una central eléctrica de carbón) o un proceso neto negativo si se utiliza CO2 biogénico o directamente capturado en el aire. En 2023, una colaboración entre la empresa de captura directa de aire (DAC) Heirloom y el fabricante de hormigón derivado de CO2 CarbonCure almacenó el CO2 capturado del aire ambiente en hormigón por primera vez.

Pero, ¿el hormigón derivado del CO2 sigue siendo neto negativo si se tiene en cuenta el CO2 liberado durante la producción de cemento? La formación de carbonatos metálicos durante la mineralización de CO2 puede aumentar la resistencia del hormigón y reducir la cantidad de cemento necesaria. Alternativamente, algunos aditivos de carbonato pueden actuar como materiales cementosos suplementarios y reemplazar al cemento. Por lo tanto, según el análisis de los jugadores de IDTechEx, varios pueden producir productos de hormigón con carbono negativo. El almacenamiento permanente de CO2 en hormigón permite a los jugadores vender créditos de eliminación de dióxido de carbono de alto valor en el mercado voluntario de carbono.

Datos de huella de carbono de 12 actores del hormigón derivado del CO2. Fuente: IDTechEx

El camino a seguir

Aunque la producción de hormigón derivado de CO2 es más cara que la del hormigón convencional, se pueden generar ingresos mediante tarifas de eliminación de residuos y ventas de créditos de carbono, y algunos actores ya informan que han logrado la paridad de precios. En el futuro, un apoyo regulatorio más fuerte (por ejemplo, un aumento del precio del carbono) acelerará aún más la adopción, y IDTechEx pronostica que más de 170 millones de toneladas de CO2 capturado se utilizarán en materiales de construcción para 2044. Dado que las soluciones de captura de carbono para hornos de cemento continúan desarrollándose, El CO2 podría obtenerse de la producción de cemento, creando una solución circular.

Para obtener más información sobre el nuevo informe de IDTechEx "Utilización del dióxido de carbono 2024-2044: tecnologías, pronósticos de mercado y actores", incluidas páginas de muestra descargables, visite www.IDTechEx.com/CO2U.

Para obtener más información sobre la cartera de investigación de mercado CCUS (captura, utilización y almacenamiento de carbono) de IDTechEx, consulte los “Mercados de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) 2023-2043” de IDTechEx y los “Mercados de eliminación de dióxido de carbono (CDR) 2023”. -2040: Informes Tecnologías, Actores y Pronósticos.

Sobre IDTechEx

IDTechEx guía sus decisiones comerciales estratégicas a través de sus productos de investigación, suscripción y consultoría, ayudándolo a beneficiarse de las tecnologías emergentes. Para mas informacion contacte GME@dhr-rgv.com o visite www.IDTechEx.com.

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