Il settore delle costruzioni, considerando sia la produzione dei materiali che la realizzazione degli edifici, è responsabile di circa il 37% delle emissioni globali di CO₂ legate all’energia e ai processi industriali (fonte: IEA), rappresentando quindi uno dei comparti più inquinanti a livello ambientale.
Questa situazione è dovuta a diversi fattori:
Produzione e trasporto delle materie prime
Enormi quantità di CO2 vengono emesse durante la produzione di materiali come cemento e acciaio, spesso trasportati su lunghe distanze.
Temperature elevate
I forni per la produzione di clicker operano a temperature elevate (>1400 °C), così come i forni delle fonderie per la produzione di acciai (che superano i 1400-1500 °C). Tali temperature sono difficili da raggiungere con fonti rinnovabili o elettrificazione convenzionale.
Processi industriali difficili da decarbonizzare
La produzione di cemento, acciaio e calce rilascia molta CO₂ non solo per l’energia usata (spesso fossile), ma anche dalle reazioni chimiche intrinseche: ad esempio, la calcinazione del carbonato di calcio per produrre clinker libera inevitabilmente grandi quantità di CO₂.
Materiali difficili da sostituire
Cemento, acciaio, alluminio e vetro hanno proprietà uniche (resistenza, durabilità, sicurezza strutturale) che rendono complesso sostituirli con alternative a basso impatto su larga scala.
Domanda in crescita
La spinta globale verso l’urbanizzazione e lo sviluppo infrastrutturale fa sì che il settore continui a crescere; quindi, una riduzione in termini percentuali, non si traduce in una riduzione in termini assoluti.
Tecnologie di decarbonizzazione non ancora mature o costose
Soluzioni come cattura e stoccaggio della CO₂ (CCS/ CCUS), idrogeno verde o nuovi leganti a basse emissioni sono promettenti, ma non sono ancora scalabili né economicamente competitive su larga scala.
Quali iniziative sono state attivate dai player del settore del calcestruzzo?
Le maggiori istituzioni di settore, in particolare la European Cement Association (CEMBUREAU) e il Global Cement and Concrete Association (GCCA) stanno studiando ormai da diverso tempo come poter affrontare il problema in maniera strutturale, attuando politiche integrate, in collaborazione con i maggiori player del settore a livello mondiale.
L’obiettivo dichiarato da GCCA è quello del “Net Zero” nelle emissioni di CO₂ cioè, raggiungere zero emissioni nella produzione di calcestruzzo entro il 2050. Ma come?
Ci sono vari campi su cui le istituzioni del settore vogliono agire e per questo hanno creato una roadmap che illustra i vari punti di attività.
Nello specifico, si parla di migliorare il design dei macchinari di produzione così come il processo per limitare il più possibile le emissioni; oppure limitare l’uso di clinker (il componente più emissivo del cemento) oltre a risparmiare sull’energia elettrica. Il dato più significativo però, è che quasi il 40% delle azioni che permetterebbero di arrivare ad un annullamento delle emissioni è rappresentato dal CCUS (Carbon Capture, Utilization, and Storage), ovvero la cattura, l’utilizzo e lo stoccaggio dell’anidride carbonica.
Il CCUS è un insieme di tecnologie volte a catturare la CO₂ derivante da processi industriali per utilizzarla in nuovi e diversi processi o per immagazzinarla per in modo permanente.
La sfida è ovviamente ardua, ambiziosa e non priva di ostacoli: molte delle tecnologie sono in via di sviluppo o non ancora pronte, e le applicazioni sono a livello di ricerca. Inoltre, dal punto di vista economico, che non è assolutamente trascurabile, l’anidride carbonica è ancora vista come uno scarto piuttosto che come una risorsa e quindi molti studi, nonostante i notevoli progressi, restano onerosi e poco scalabili.
Ciò non toglie che siano presenti un numero significativo di progetti in corso che hanno il nobile scopo di riuscire a contribuire a questa impresa.
In quale modo il calcestruzzo potrebbe essere la soluzione permanente all’abbassamento delle emissioni?
Come spesso accade, la risposta si nasconde nella domanda. La sequestrazione di anidride carbonica nel calcestruzzo permetterebbe di bloccare per secoli o millenni l’inquinante ed evitarne l’espansione in atmosfera.
Attraverso il processo di carbonatazione, la CO₂ reagisce con gli ioni di calcio presenti nel materiale, formando carbonato di calcio (CaCO₃), un minerale stabile che intrappola la CO₂ stabilmente. Il vantaggio di questo processo è duplice: oltre a catturare la Co₂ in modo permanente, avviene il miglioramento delle proprietà meccaniche del calcestruzzo, grazie alla formazione di nuovi cristalli minerali che ne aumentano la resistenza e la durabilità.
In che modo SIMEM sta contribuendo alla ricerca per abbattere le emissioni di anidride carbonica?
In Simem, si sta cercando però di fare un passo in più: accelerare il processo ed aumentare i volumi di anidride carbonica catturata.
Grazie, infatti, al know-how maturato in decenni nel settore e a tecnologie specifiche, Simem sta lavorando partendo da una boiacca (cemento + acqua + CO₂) a cui vengono aggiunti gli aggregati. Questo ordine di mescolazione risulta più efficiente rispetto al limitarsi ad aggiungere la CO₂ nel mescolatore nella fase finale, consentendo la formazione di un maggior numero di legami chimici per unità di tempo.
Inoltre, il processo avviene in un sistema sigillato per annullare le dispersioni in ambiente, e consentire al tempo stesso un controllo preciso e misurabile.
I test preliminari hanno fornito risultati eccellenti e molto promettenti, spingendoci ad intensificare gli sforzi e le risorse per sostenere ulteriormente la ricerca. Inoltre, Simem ha depositato i brevetti industriali per tutelare le soluzioni oggetto di studio e consolidare la propria posizione di avanguardia nel settore.
Conclusioni:
La sfida chiave per i prossimi anni nel settore delle costruzioni sarà quella di ridurre le emissioni senza rinunciare a qualità, performance e sicurezza.
Riuscire a ridurre le emissioni tramite nuovi strumenti deve essere affiancato dall’investire in ricerca e sviluppo per creare soluzioni integrate nel sistema che si occupino di catturare e gestire la CO₂ emessa.
Innovazioni come quelle sviluppate da Simem dimostrano che è possibile trasformare il calcestruzzo da fonte di emissioni a strumento di sostenibilità, contribuendo in modo concreto alla transizione verso un’edilizia a impatto zero.