DÉCARBONATION DE LA PRODUCTION DE CIMENT

Avez-vous besoin de vous faire une idée sur la décarbonation de la production de ciment ?

Nous vous aiderons à en savoir plus sur le processus de décarbonation et ses défis dans la production de ciment.

Le ciment est le matériau de construction de base utilisé pour le développement des infrastructures. Son processus de production libère des gaz à effet de serre et du dioxyde de carbone (CO2). La décarbonation du ciment est devenue un défi à mesure que la crise climatique mondiale s’est aggravée. Cet article explore le processus de décarbonation et ses perspectives.

Qu’est-ce que la décarbonation ?

La décarbonation est un processus de réduction du dioxyde de carbone et des gaz à effet de serre produits par diverses sources par unité d’électricité produite. L’objectif principal de la décarbonisation est d’atteindre zéro émission de gaz tout en se souciant du changement climatique.

Elle est conforme à l’Accord de Paris qui limite l’augmentation de la température à moins de 2 degrés Celsius.

Par exemple, vous pouvez convertir le dioxyde de carbone capturé en produits chimiques pour le béton ou en carburants, recyclant ainsi efficacement les émissions et créant une économie circulaire au sein de l’industrie du ciment et également décarboner le secteur de l’énergie grâce au chauffage industriel.

« Vous mourrez, mais pas le carbone ; sa carrière ne s’arrête pas avec vous. Il retournera au sol, et là, une plante pourra le reprendre avec le temps, l’envoyant une fois de plus dans un cycle de vie végétale et animale », a déclaré Jacob Bronowski.

Il explique que, si notre vie s’achève, le carbone, lui, continue de circuler dans la nature. Après la mort, le carbone retourne au sol, où les plantes et les animaux le réutilisent, le maintenant dans le cycle de la vie.

Principaux défis de la décarbonation de la production de ciment

1. Demande croissante d’énergie

Intensité énergétique : La production de ciment est l’un des processus de fabrication les plus énergivores. La production d’une tonne de ciment requiert environ 1,5 GJ d’énergie, provenant de combustibles fossiles, et entraîne la libération de gaz CO2.

Par exemple, considérons qu’une cimenterie consomme environ 600 à 700 kWh d’électricité et 4,5 à 5 GJ d’énergie thermique par tonne de production de clinker à partir de charbon ou de gaz naturel.

Dépendance aux énergies fossiles : La dépendance aux combustibles fossiles constitue un obstacle à la décarbonation, alors que la transition vers les sources d’énergie renouvelables implique des changements d’infrastructure et des investissements.

Par exemple, certaines usines ont commencé à utiliser des combustibles alternatifs comme la biomasse et les combustibles dérivés des déchets, mais de nombreuses usines dépendent des combustibles fossiles traditionnels en raison de leur disponibilité et de leur coût.

2. Émissions des procédés chimiques

Calcination : Lors du processus de calcination, le carbonate de calcium (calcaire) est chauffé pour produire de la chaux en libérant du dioxyde de carbone. Cette réaction est à l’origine d’environ 60 % des émissions totales provenant de la production de ciment, quelle que soit la source d’énergie utilisée.

Prenons cet exemple : pour chaque tonne de production de ciment, environ 0,5 tonne de dioxyde de carbone est libérée par le processus de calcination. Il sera donc difficile de parvenir à zéro émission sans modifier le processus de production du ciment.

Émissions inhérentes : Il n’y aura aucun risque de rejeter les émissions dans la production traditionnelle de ciment, cela requiert des matériaux ou des méthodes alternatives.

Par exemple, des recherches sont en cours pour trouver des liants alternatifs pour remplacer le ciment Portland traditionnel, mais ces derniers ne sont pas faciles à mettre en œuvre.

3. Limites de l’infrastructure

Installations existantes : De nombreuses cimenteries ont été créées il y a des décennies et ne sont pas équipées de nouvelles technologies modernes pour réduire les émissions. On pourrait dire que la modernisation de l’infrastructure existante est un processus complexe et coûteux. 

Prenons l’exemple d’une cimenterie construite dans les années 1970, qui doit subir quelques modifications pour intégrer la technologie de captage et de stockage du carbone (CSC/CCS) ce qui augmente les dépenses.

Coûts d’investissement : S’il est nécessaire d’adopter des technologies à faible émission de carbone, il faut pour cela qu’elles soient très abordables, car les petites entreprises ne sont pas en mesure de les acquérir.

Par exemple, la mise en place de systèmes de surveillance avancés requiert des millions d’investissements, ce que toute petite entreprise ne peut pas se permettre.

4. Complexité de la chaîne d’approvisionnement

Approvisionnement en matériaux : L’approvisionnement en matériaux et combustibles alternatifs, tels que les cendres volantes et les scories, est complexe, incohérent et affecte la capacité de production.

Par exemple, dans les régions du Midwest américain où les centrales électriques au charbon sont progressivement supprimées, l’approvisionnement en cendres volantes a diminué, ce qui rend difficile pour les cimentiers comme Buzzi Unicem USA de conserver suffisamment de matériau pour les mélanges.

Logistique et distribution : La transition vers des matériaux ou des combustibles alternatifs requiert des systèmes de logistique et de transport qui compliquent les opérations et augmentent les coûts.

Par exemple, Cementir Holding recherche des combustibles alternatifs tels que des matériaux dérivés des déchets, qui sont nécessaires à l’établissement de nouvelles chaînes d’approvisionnement et à la collaboration avec les entreprises de gestion des déchets, ce qui augmentera la complexité logistique.

5. Incertitude réglementaire

Réglementations incohérentes : L’incertitude réglementaire fait référence à l’absence de réglementations cohérentes et claires sur les émissions, ce qui peut poser des problèmes aux entreprises qui tentent d’investir dans la décarbonation.

Par exemple, Consider CRH plc, qui opère à la fois dans l’Union européenne et en Amérique du Nord, respecte des cadres réglementaires différents, tels que des objectifs d’émissions plus stricts en Europe et des réglementations plus souples dans certains États de l’Union, ce qui complique la planification stratégique.

Soutien politique : L’insuffisance de mesures incitatives gouvernementales peut freiner les investissements dans les technologies à faible intensité carbonique.

Par exemple, au Canada, Lafarge Canada a bénéficié de programmes gouvernementaux tels que le Programme de croissance propre, qui finance l’innovation en matière de réduction des émissions. 

6. Maturité technologique

Phase de développement : De nombreuses technologies utiles sont encore en cours de recherche ou en phase pilote pour le captage du carbone ou des liants alternatifs, ce qui limite leur applicabilité immédiate.

Vous pouvez voir que CEMEX teste une technologie de captage du carbone à Monterrey, au Mexique. Les essais fructueux permettent une adoption plus large, mais la technologie doit encore être validée avant d’être mise en œuvre.

Défis en matière d’intégration : Dans les anciennes usines existantes, la mise en œuvre de nouvelles technologies peut s’avérer difficile et coûteuse.

Il faut savoir que l’usine de HeidelbergCement en Allemagne a été construite dans les années 1970 et qu’elle est confrontée à des obstacles techniques et à des coûts lorsqu’elle tente d’intégrer les dispositifs supplémentaires dans l’infrastructure existante pour accueillir les technologies de captage du carbone.

7. Dynamique de la demande du marché

Préférences des consommateurs : Les entreprises de construction préfèrent régulièrement les matériaux traditionnels en raison de leur familiarité et de leurs critères de performance.

Prenons un exemple : Skanska, une entreprise de construction, étudie la possibilité d’utiliser du ciment à faible teneur en carbone, mais se heurte à l’opposition de ses clients qui ne le préfèrent pas au ciment Portland traditionnel.

Compétitivité des prix : Le coût initial plus élevé des alternatives à faible émission de carbone est efficace et peut être supporté par toutes les entreprises.

Par exemple, Kilsaran, une entreprise irlandaise qui propose un éco-ciment, a du mal à concurrencer le ciment conventionnel dont les prix sont inférieurs, bien qu’elle vante les avantages environnementaux à long terme de son produit.

8. Défis liés à l’évaluation du cycle de vie

Évaluation exhaustive : Il est difficile d’évaluer les émissions sur l’ensemble du cycle de vie des alternatives au ciment et de comparer les émissions totales et les impacts environnementaux des différents produits à base de ciment, ce qui conduit à des conclusions trompeuses.

Dans cet exemple, vous pouvez voir que l’Association mondiale du ciment et du béton est en train de créer un cadre d’évaluation du cycle de vie pour évaluer la façon dont les émissions sont calculées et comparées, permettant ainsi de meilleures pratiques de prise de décision.

Normalisation : L’absence d’indicateurs normalisés pour mesurer l’empreinte carbone des différents produits réduit les chances d’acquérir des options à faible teneur en carbone.

Par exemple, différentes entreprises peuvent utiliser différentes méthodologies pour déclarer leurs émissions, ce qui entraîne des incohérences. La Cement Sustainability Initiative s’efforce de créer des normes uniformes pour de meilleures comparaisons entre les produits.

Perspectives d’avenir pour la décarbonisation de la production de ciment

La décarbonisation de la production de ciment est importante pour lutter contre le changement climatique mondial.

1. Tendances réglementaires

Les gouvernements du monde entier se focalisent sur l’adoption de normes d’émission strictes, amenant l’industrie du ciment à s’engager dans le processus de nettoyage. Par exemple, le ciment Green Deal de l’Union européenne s’efforce de réduire les émissions industrielles et d’exercer une influence à l’échelle mondiale.

La mise en œuvre de la tarification du carbone, comme les taxes sur le carbone et les systèmes de plafonnement et d’échange, contribue à gagner en popularité. Ce processus encouragera les entreprises à réduire leur empreinte carbone en allouant le budget aux émissions, ce qui facilitera l’utilisation des technologies à faible émission de carbone.

2. Innovations technologiques

Le développement du captage, de l’utilisation et du stockage du carbone (CCUS) permet d’accroître l’efficacité et de réduire les coûts. Par exemple, vous pouvez constater que des projets pilotes tels que le captage du carbone par CEMEX ouvrent la voie à une adoption plus large.

Les liants tels que le géoploymer et le silicate de calcium sont en cours d’élaboration et peuvent réduire les émissions de dioxyde de carbone par rapport au ciment Portland traditionnel, ce qui démontre la performance et la faisabilité des projets carbone en cours.

3. Opportunités d’investissement

Lorsque le développement durable devient une priorité, les secteurs public et privé sont prêts à investir dans des technologies sobres en carbone. L’intérêt croissant pour le financement écologique et l’ESG (environnement, social et gouvernance) permettra de financer des solutions innovantes dans le domaine du ciment.

La pérennité des fonds d’investissement et l’émergence des obligations vertes fournissent des capitaux essentiels à l’industrie du ciment, qui cherche à financer ses efforts de décarbonation.

4. Efforts concertés

L’entreprise doit collaborer avec les cimentiers, les gouvernements et les ONG. Les partenariats peuvent conduire à un partage des ressources et des connaissances, favorisant ainsi le développement et l’utilisation des technologies.

Des organisations telles que la Global Cement and Concrete Association (GCCA) s’efforcent de fixer des objectifs sectoriels de réduction des émissions et de promouvoir les meilleures pratiques.

5. Sensibilisation des consommateurs

La sensibilisation des consommateurs et leur préférence pour les produits durables créeront une demande pour du ciment à faible teneur en carbone. Les entreprises de construction privilégient les fournisseurs de ciment à faible empreinte carbonique, ce qui témoigne de leur éthique environnementale et de leur sécurité.

J’espère que cet article vous a apporté des informations pertinentes. Nous pouvons conclure que « la décarbonation de la production de ciment constitue un défi crucial pour lutter contre le changement climatique, et qu’elle est désormais en train d’influencer le choix de cette option. »

Bien que le chemin vers la décarbonisation soit complexe, les innovations technologiques, les investissements stratégiques et les efforts de collaboration dans l’ensemble de l’industrie permettent aux entreprises d’investir dans des technologies à faible empreinte carbonique.