Nos últimos 100 anos o concreto revolucionou o ambiente construído global. Em todo o mundo, as estruturas de concreto são fundamentais para habitação, transporte terrestre, marítimo, aéreo, promove e energia e a indústria.
Globalmente, o cimento é responsável por cerca de 7% do total de emissões de gases de efeito de estufa (GEE), uma das maiores pegadas de carbono setoriais do planeta.
Neste artigo, focamos na indústria do cimento, mas é importante ressaltar que existe um vasto conjunto de soluções para a descarbonização da construção civil, e o primeiro passo a considerar seria a redução da necessidade global de materiais – e, portanto, as emissões incorporadas – através de projetos e especificações que exijam menos materiais. Para os produtores de cimento e profissionais que utilizam o material e buscam seu lugar em um futuro com emissões líquidas zero, as ofertas de baixo carbono serão fundamentais nos próximos anos.
A indústria do cimento e do concreto estabeleceu novas metas para reduzir as emissões, estabelecidas pela Global Cement and Concrete Association (GCCA). Estas metas visam uma redução de 20% de CO₂ por tonelada métrica de cimento e uma redução de 25% de CO₂ por metro cúbico de concreto até 2030, em comparação com os níveis de 2020. A GCCA tem metas de descarbonização completa até 2050, conforme o gráfico abaixo.
De acordo com o relatório Concrete Future da GCCA, as emissões globais totais de CO₂ provenientes do setor hoje ultrapassam 2,5 Gt. São principalmente emissões diretas de calcário aquecido (aprox. 60%) e combustão (aprox. 40%).
No processo de descarbonização da indústria existem diferentes ações que devem ser implementadas de acordo com fatores locais de cada fábrica. Abaixo vamos entender melhor algumas das estratégias que o GCCA está planejando para a indústria de modo global.
Clínquer de baixo carbono
O clínquer, um intermediário utilizado como ligante no cimento, é um componente essencial mas o seu processo de produção é altamente emissivo. O clínquer com baixo teor de carbono utiliza a tecnologia CCUS (sigla em inglês que significa "captura, utilização e armazenamento de carbono") para capturar e gerir emissões de carbono antes de serem libertadas. Em teoria, o CCUS poderia até ajudar a produzir clínquer com emissões líquidas nulas. Como a geração de carbono é intrínseca ao processo de fabricação, a indústria do cimento é uma das que, invariavelmente, terão que recorrer ao sequestro de carbono ou à compensação via créditos para se tornar neutra em emissões.
Eletricidade
O setor confia que a descarbonização da eletricidade em todo o mundo está próxima e deverá se beneficiar disso. Dados da Agência Internacional de Energia (AIE) foram usados considerando os anos de 2020 e 2030 para prever o impacto da descarbonização da rede e estima-se que as reduções nas emissões de CO₂ até 2030 são de 54% em comparação com 2020, com redução de 100% até 2050.
Aditivos alternativos
Aditivos são substâncias adicionadas ao concreto para melhorar seu desempenho, podem também reduzir a quantidade de cimento necessária, o que reduz os custos e a pegada de carbono do concreto. De acordo com estudos recentes, os aditivos têm o potencial de reduzir as emissões de CO₂ no concreto em até 30% de acordo com as normas atuais. Ao reduzir o volume de cimento necessário, os aditivos adicionais permitem que o custo do concreto permaneça estável. Os aditivos também permitem maiores níveis de reciclagem do concreto e o uso de reforço de fibra.
No entanto, alguns obstáculos ainda impedem a adopção generalizada de aditivos. Diferentes aplicações de concreto requerem diferentes tipos de aditivos, e a incorporação de diferentes misturas de concreto pode tornar a construção mais complexa. Além disso, ainda há pouca informação sobre o potencial de descarbonização dos aditivos. Nos mercados em que os ativos de cimento oferecem retornos significativos, existe também o desafio de transição econômica, onde as indústrias devem aprimorar seus modelos de negócio.
Materiais cimentícios inovadores
Materiais alternativos como cimento de baixo carbono ou concreto geopolimérico, têm historicamente lutado para ganhar escala. No entanto, as atuais tendências de investimento e os rápidos avanços tecnológicos permitiram que as startups revolucionassem o mercado do cimento de baixo carbono. Por exemplo, a Brimstone substitui o calcário na produção tradicional de cimento por rocha de silicato de cálcio e anunciou uma rodada de financiamento de US$ 55 milhões em 2022.
A Sublime Systems está comercializando um processo inovador para produzir cimento com baixo teor de carbono e com desempenho semelhante ao do cimento tradicional. O método dessa startup consiste em um sistema para fabricar cimento que não requer muito calor (sem emissões de combustão) e utiliza insumos que não contêm carbono incorporado (sem emissões químicas). Isso torna o cimento, pelo menos potencialmente, não apenas com baixo teor de carbono, mas também com zero carbono. Além disso, a empresa afirma que, em forma e desempenho, o seu produto é o substituto do futuro para o cimento Portland tradicional.
Em particular, os materiais cimentícios suplementares (SCM) oferecem formas promissoras de reduzir significativamente a pegada de carbono do cimento. SCMs tradicionais – como cinzas volantes, escória granulada de alto-forno moída (GGBFS) e sílica ativa – podem ser usados para substituir parcialmente o clínquer usado no cimento ou o conteúdo de cimento usado no concreto. Isto pode trazer benefícios tanto em termos de sustentabilidade como de custos, os SCM normalmente não são totalmente aproveitados. Em muitos mercados, as normas locais limitam o volume de SCMs no cimento com base nas suas propriedades hidráulicas e cimentícias. Por exemplo, a União Europeia limita as cinzas volantes a um máximo de 35%, enquanto os Estados Unidos as limitam a 40%. Novos SCMs, como argila calcinada, calcário e concreto reciclado, podem exigir uma reavaliação desses padrões para maximizar o desempenho e potencial de descarbonização do cimento e do concreto.
Recarbonatação
A recarbonatação é um processo natural de absorção de CO₂ pelo concreto que recentemente foi considerado na contabilização do carbono no 6º Relatório de Avaliação do IPCC publicado em 2021. No planejamento foi utilizado o nível 1 da metodologia IVL01, que permite adotar um valor de 20% para recarbonatação, ou seja, 105kgCO₂/tonelada de clínquer. De 2020 a 2050 a projeção é diminuir os ligantes de clínquer por m³ de concreto, resultando em uma ligeira diminuição da recarbonatação.
A recarbonatação global está prevista em 319, 318 e 242 Mt CO₂ em 2020, 2030 e 2050 respectivamente.
Projetos eficientes
O principal meio é garantir que redução das emissões de CO₂ sejam parâmetros de projeto e normas além dos atuais parâmetros de qualidade, custo, e rapidez de execução. Arquitetos e engenheiros podem diminuir as emissões de CO₂ através da escolha de lajes e sistemas construtivos, espaçamento de pilares, otimização da resistência do concreto/tamanho do elemento/reforços. São questões projetuais que muitas vezes não são levadas em conta. As reduções de emissões de CO₂ através de estratégias arquitetônicas e de dimensionamento devem chegar em 7% até 2030 e 22% até 2050.
Projeções do mercado
Foi feita uma previsão de qual seria a necessidade total de concreto até 2050, utilizando como base as práticas atuais, e estima-se um aumento dos atuais 14,0 mil milhões de m³ de concreto para aproximadamente 20 bilhões de m³ em 2050. As emissões de CO₂ associados a este volume de concreto também foram
calculadas em 3,8 Gt de emissões de CO₂.
Há uma variação regional significativa na demanda até 2050. Após as últimas décadas de investimentos significativos em infraestrutura na China, onde a maior parte do concreto global é consumido atualmente, prevê-se que a procura diminua. O resto do
mundo, em particular África, Índia e América Latina, tem uma previsão de aumento na demanda devido ao crescimento populacional, urbanização e infraestrutura.
O projeto de captura de carbono LEILAC 2 (Low Emissions Intensity Lime And Cement) entrou na fase de implementação, conforme foto abaixo. A HeidelbergCement construiu uma instalação de demonstração integrada da fábrica em Hanover, Alemanha. A instalação é projetada para reduzir 20% das emissões de CO₂ de uma fábrica de cimento, correspondendo a cerca de 100.000 toneladas de CO₂ por ano. Iniciativas de investimentos grandiosos demonstram que o mercado do cimento e concreto está preocupado em manter-se economicamente e ambientalmente relevante.
Resiliência frente as mudanças climáticas
A indústria acredita que a busca por cidades resilientes que garantam que nossas necessidades básicas – segurança, abrigo, alimentação, água potável e saneamento – devem utilizar produtos de cimento e concreto como meios de enfrentar as mudanças climáticas. O ambiente construído resiliente pode resistir ao fogo, vento e água. Não apodrecerá ou deformará. Num mundo em que as catástrofes naturais são cada vez mais comum, construir estruturas que sejam resilientes a inundações e ventos fortes são um componente chave da economia.
Para atingir as emissões líquidas zero, a indústria do cimento terá de empenhar grandes esforços e não há dúvidas que as mudanças significativas só serão possíveis com incentivos financeiros e legislações públicas que priorizem materiais de construção e infra estrutura de baixo carbono.
Será uma verdadeira transformação em relação às formas de fabricação atuais e a transformação já começou e estamos precisando colher os resultados, não há mais tempo a perder! Se as indústrias e as startups investirem em tecnologias e modelos de negócios inovadores, poderão se posicionar para liderar o cenário da construção e da infraestrutura do futuro, que obrigatoriamente deverá ser zero carbono.
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