ADOPTION OF LIMESTONE CALCINED CLAY CEMENT AND CONCRETE IN THE U.S. MARKET

ADOPTION OF LIMESTONE CALCINED CLAY CEMENT AND CONCRETE IN THE U.S. MARKET

El documento examina el potencial de adopción del cemento de arcilla calcinada con piedra caliza (LC3) en el mercado estadounidense como una medida para reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) de la industria del cemento. LC3 es un tipo de cemento mezclado que incorpora arcilla calcinada y piedra caliza como materiales cementicios suplementarios, reduciendo la cantidad de clínker requerido. Se proporciona una visión general de la producción de cemento y las emisiones de CO2 en los EE. UU., se discuten materiales cementicios suplementarios como ceniza volante y escoria, y se explica qué es el cemento LC3. Luego, se examina el estado actual y la adopción de LC3 en los EE. UU., resaltando estudios de caso internacionales. El informe estima la reducción potencial de emisiones de CO2 al adoptar LC3 en los EE. UU. y describe otros beneficios como la electrificación de plantas de cemento, mejoras en el caso empresarial para los fabricantes, alineación con regulaciones y beneficios de justicia ambiental. También se discuten las barreras para la adopción de LC3. El informe concluye con recomendaciones de política para construir la oferta, acelerar la investigación y demostración, priorizar la estandarización, educar a los interesados y fomentar la colaboración para facilitar la adopción de cemento LC3 en el mercado estadounidense. 

El cemento de arcilla calcinada con piedra caliza es una alternativa prometedora de bajo carbono al cemento portland, con el potencial de reducir las emisiones de dióxido de carbono hasta un 40% en comparación con la producción de cemento tradicional. Este cemento mezclado combina arcillas calcinadas con piedra caliza, reemplazando una parte del clínker utilizado en el cemento portland. Ofrece un desempeño comparable al cemento portland en términos de durabilidad y propiedades mecánicas, al tiempo que ofrece ahorros de costos de hasta un 25% debido a los requisitos reducidos de energía y materiales durante la producción. El informe analiza cuatro escenarios para la adopción de cemento de arcilla calcinada con piedra caliza en el mercado de los EE. UU., centrándose en la adquisición gubernamental para proyectos de construcción pública. Desplazar la mitad de las compras de cemento del gobierno hacia esta alternativa podría reducir 7.3 millones de toneladas métricas de emisiones de CO2 anualmente, lo que equivale a aproximadamente el 9% de las emisiones totales de la industria del cemento en los EE. UU. en 2021. Una adopción más amplia más allá de los proyectos públicos podría duplicar o más el potencial de reducción de emisiones. El cemento de arcilla calcinada con piedra caliza permite opciones adicionales de descarbonización para el sector del cemento. Su menor temperatura de producción (800°C) en comparación con el cemento portland (1,500°C) mejora la eficiencia energética y facilita la electrificación de los procesos de calcinación, allanando el camino para la integración con fuentes de energía renovable y almacenamiento térmico para escenarios de emisiones cercanas a cero. Para superar las barreras técnicas, regulatorias, políticas y de mercado, el informe recomienda esfuerzos colaborativos de gobiernos, empresas cementeras, productores de concreto y organizaciones no gubernamentales para aumentar la adopción de esta alternativa de cemento sostenible en los Estados Unidos. El informe proporciona una visión general de la industria del cemento en los Estados Unidos, incluyendo su producción, consumo y las emisiones de dióxido de carbono (CO2) asociadas. Destaca la importancia de la descarbonización de esta industria para cumplir con los objetivos climáticos. Describe el proceso de fabricación del cemento, incluyendo las fuentes de emisión por reacciones químicas y uso de energía. Además, introduce el cemento de arcilla calcinada con caliza como una solución potencial para reducir emisiones manteniendo la calidad y mejorando la durabilidad. Se analiza el consumo de cemento a nivel estatal y se estima la reducción potencial de emisiones de CO2 al adoptar este tipo de cemento en los 50 estados. Se resalta la necesidad de colaboración entre actores como la industria, el gobierno y las comunidades locales para superar barreras técnicas, regulatorias y de aceptación en el mercado. Por otro lado, se discuten diversas estrategias y materiales para reducir la huella de carbono e intensidad energética en la producción de cemento y concreto. Se destaca el uso de materiales cementicios suplementarios (SCMs) como ceniza de carbón, escoria, puzolanas naturales y arcilla calcinada como alternativas al clínker tradicional del cemento Portland. Estos SCMs pueden añadirse durante la producción para reemplazar parte del clínker, reduciendo así la energía y emisiones asociadas. Se analiza la disponibilidad y potencial de diferentes SCMs, como la disminución de la oferta de ceniza de carbón y la limitada disponibilidad de escoria debido a cambios en la producción de acero. Se menciona también el uso de caliza molida como material de relleno y el potencial de la arcilla calcinada, que requiere temperaturas y energía más bajas que la producción de clínker. 

Ahora bien, Limestone calcined clay cement (LC3) emerge como una alternativa prometedora al cemento Portland tradicional, ofreciendo reducciones significativas en las emisiones de carbono y los costos de producción. Diferentes estudios de caso internacionales han demostrado la viabilidad y los beneficios de LC3. En India, un edificio construido con concreto LC3 mostró una resistencia comparable al concreto tradicional. Empresas como J.K. Lakshmi planean producir LC3, con el objetivo de reducir la huella de carbono en un 30-40%. En China, el concreto LC3 mostró una resistencia a la compresión similar al concreto de cemento Portland, siendo adecuado para aplicaciones de alta tensión. En Brasil, el concreto LC3 utilizado en un edificio residencial tuvo una resistencia a la compresión ligeramente mayor y hasta un 38% menos de huella de carbono que el concreto tradicional. En Colombia, Argos ha comercializado la producción de LC3, reduciendo el consumo de energía en un 30% y las emisiones de carbono en un 38% en comparación con el cemento Portland. Cuba ha estado utilizando LC3 desde 2011, encontrando que reduce los costos de producción en un 15-25% y las emisiones de gases de efecto invernadero en un 20-23% en comparación con el cemento convencional. Costa de Marfil y Ghana también han comisionado recientemente plantas de LC3, esperándose que la planta de Ghana sea una de las más grandes del mundo. Australia y Francia están explorando la adopción de LC3, con Francia lanzando la primera línea de producción de arcilla calcinada de Europa en 2023, prometiendo reducciones del 50% en CO2. En general, el interés en LC3 está creciendo a nivel mundial debido a sus beneficios ambientales y económicos, con cerca de 45 proyectos conocidos en todo el mundo planeando o iniciando la producción. LC3 es una alternativa sostenible para reemplazar parte del cemento Portland tradicional, con una huella de carbono menor, hasta un 40-50% menos de emisiones de CO2 en comparación con el cemento Portland. Si bien la adopción está avanzando en algunas regiones como Europa e India, otras áreas como Centro y Sudamérica, Asia y China enfrentan desafíos debido a la disponibilidad de recursos y la resistencia del mercado. Este análisis estima la reducción potencial de emisiones de CO2 al adoptar LC3 en Estados Unidos, considerando diferentes escenarios de adopción de mercado (10-50%) y la participación del concreto adquirido por el gobierno (46%) y el sector privado (54%). Los hallazgos clave incluyen: si el gobierno de EE. UU. cambia el 50% de sus adquisiciones de cemento a LC3, las emisiones anuales de CO2 podrían reducirse en 7.3 Mt. Incluyendo la adopción del sector privado al 50%, el total anual de reducción de CO2 es de 15.9 Mt, representando el 20% de las emisiones de la industria del cemento en 2021. Bajo un escenario de baja adopción (10%), solo las adquisiciones del gobierno podrían reducir las emisiones en 1.5 Mt CO2 anuales, mientras que la adopción del sector privado podría reducir 1.7 Mt CO2. Se analizan también los impactos a nivel estatal, con Texas, California y Florida mostrando las mayores reducciones bajo diferentes escenarios. El análisis sugiere que la adopción generalizada de LC3, facilitada por políticas de adquisición gubernamental y códigos de construcción, podría reducir significativamente la huella de carbono de la industria de la construcción en Estados Unidos, especialmente en estados con alto consumo de cemento.

 

Aunque se resaltan los estándares y especificaciones actuales que permiten el uso de LC3, también se mencionan las barreras para su adopción generalizada, como la falta de familiaridad, capacitación y pautas de práctica, así como las barreras políticas como la falta de regulaciones sobre gases de efecto invernadero e incentivos para alternativas de cemento de bajo carbono. El texto proporciona recomendaciones políticas para acelerar la adopción de LC3, como aumentar el apoyo financiero a través de inversiones, incentivos fiscales y financiamiento de investigación; realizar ensayos de desempeño y proyectos de demostración; compartir historias de éxito; y priorizar acciones de política y estandarización, incluyendo el establecimiento o actualización de políticas de adquisición, códigos de construcción y sistemas de certificación para incentivar el uso de alternativas de cemento de bajo carbono como LC3. Se discuten diversas estrategias y acciones que pueden tomarse para promover la adopción y el uso de limestone calcined clay cement (LC3), una alternativa más sostenible al cemento Portland tradicional. Se esbozan medidas políticas como pautas de adquisición gubernamental, procedimientos de estandarización y certificación, inclusión en códigos de construcción y listas de especificaciones de materiales, y colaboración entre partes interesadas como fabricantes de cemento/concreto, proveedores, contratistas, organizaciones gubernamentales, ONG y comunidades locales. Se destaca la importancia de educar al mercado y a los responsables políticos sobre las ventajas de LC3 y proporcionar asistencia técnica, capacitación y recursos. También se enfatiza el papel de la colaboración e integración entre las partes interesadas para crear una cadena de suministro confiable, promover el uso de LC3 en proyectos de construcción y desarrollar políticas y directrices que fomenten su adopción. Además, se discute el camino a seguir para LC3 en el mercado estadounidense, incluyendo el potencial de financiamiento de la Ley de Reducción de Inflación (IRA) para apoyar la comercialización de instalaciones de producción de LC3 y explorar la electrificación de calcinadores de flash para reducir aún más las emisiones. ACEEE identifica los estados listos para la adopción de LC3 basados en factores como el entorno político, infraestructura de conocimiento, suministro de materiales y demanda del mercado.

Para leer más ingrese a:

 
¡Haz clic para puntuar esta entrada!
(Votos: 0 Promedio: 0)

Compartir artículo

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Busca los documentos, noticias y tendencias más relevantes del sector eléctrico

Buscador de documentos
Buscador de noticias y tendencias

Banco de Información

Descripción del semáforo tecnológico

Los documentos se clasifican en varios colores tipo semáforo tecnológico que indican el nivel de implementación de la tecnología en el país

Tecnología en investigación que no ha sido estudiado o reglamentado por entidades del sector.

La tecnología se aplica de manera focal y se encuentra en estudio por parte de las entidades del sector.

La tecnología se aplica de manera escalable y se encuentran políticas y regulaciones focales establecidas.

La tecnología se aplica a través de servicios  y se encuentran políticas y regulaciones transversales establecidas.

La tecnología se aplica de manera generalizada  y se tiene un despliegue masivo de esta.

Para acceder a todos los documentos publicados y descargarlos ingresa aquí