Il cemento è parte di tutto ciò che ci circonda e da secoli accompagna l’urbanizzazione e lo sviluppo delle società. Durabilità, resistenza, proprietà ignifughe e di isolamento acustico, ampia diffusione delle materie prime e basso costo di produzione hanno reso il cemento e il calcestruzzo tra i materiali da costruzione più diffusi nel nostro pianeta.
Lo sviluppo di prodotti innovativi a basso contenuto di carbonio e l’applicazione dei principi dell’economia circolare, incluso il reimpiego a fine ciclo di vita del prodotto sono alcune delle fondamentali tematiche su cui il settore del cemento si sta impegnando per contrastare il cambiamento climatico.
Il settore del cemento
Dimensione del mercato del cemento
Nel 2022 il mercato mondiale del cemento ha raggiunto 4,1 miliardi di tonnellate, di cui circa il 51% destinate al mercato cinese e circa 183 milioni all’Unione Europea. Dal 1995, quando il mercato era pari a 1,39 miliardi di tonnellate, la crescita composta è stata pari al 4,4% all’anno, trainata prevalentemente dal rapido sviluppo di paesi emergenti come Cina ed India. Su scala globale l’industria del cemento e del calcestruzzo rappresenta circa il 13% del GDP globale.
Oggi, con circa 200 impianti di produzione attivi in Europa, oltre 100 impianti di macinazione e centinaia di impianti di produzione di calcestruzzo, il settore della produzione del cemento e del calcestruzzo contribuisce per 4,5 miliardi di euro al valore aggiunto diretto solo nell'Unione Europea, impiegando oltre 40mila persone.
In Europa metà del cemento prodotto è impiegato nella costruzione di nuovi edifici e circa il 30% nelle infrastrutture. Il 48% del cemento è distribuito sotto forma di calcestruzzo mentre il 28% in forma di calcestruzzo precompresso.
Caratteristiche principali del settore del cemento
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Commodity
Il cemento è una commodity e come tale la concorrenza è in gran parte sul prezzo e il potenziale di diversificazione è limitato. Nel caso del cemento bianco, invece, è possibile un certo grado di diversificazione, in funzione della bianchezza del prodotto finito, che è largamente influenzata dalla purezza del calcare utilizzato.
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Ciclicità
Poiché il cemento viene venduto a settori economicamente sensibili come l'edilizia, la sua domanda è ampiamente influenzata dalle fluttuazioni del PIL. Il consumo pro capite di cemento dipende dallo stadio di sviluppo di una singola economia, dalla sua urbanizzazione e dallo sviluppo delle infrastrutture.
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Intensità di capitale
L'investimento necessario per realizzare una cementeria è significativo e comporta complessi iter autorizzativi. Barriere finanziarie e tecniche elevate all'ingresso, insieme a costi di manutenzione e aggiornamento tecnologico altrettanto elevati, collocano l'industria del cemento tra quelle a più alta intensità di capitale. Di conseguenza, sia la pianificazione degli investimenti che la gestione delle risorse si estendono su un arco temporale molto lungo e richiedono accurate valutazioni geologiche, tecniche, di mercato e finanziarie.
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Intensità energetica
Ogni tonnellata di cemento prodotta richiede da 60 a 130 chilogrammi di combustibile, a seconda del tipo di cemento, del processo utilizzato e del tipo di combustibile, e circa 110 KWh di energia elettrica. L’innovazione tecnologica e la spinta verso combustibili alternativi ha sensibilmente ridotto il fabbisogno energetico di un cementificio, che in molti Paesi viene impiegato anche per l’incenerimento dei rifiuti, previo apposito trattamento, contribuendo così allo sviluppo dell’economia circolare.
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Trasporti
L’elevato peso in rapporto al valore commerciale di una tonnellata di cemento rende non economico il trasporto su strada oltre i 300 km. Tuttavia, l’impiego di navi pneumatiche ad alta efficienza e la standardizzazione delle rotte internazionali hanno reso molto competitivo il trasporto marittimo del clinker/cemento in bulk o container, nonostante la volatilità dei noli marittimi, aprendo la strada a modelli di business distribuiti su diverse geografie per cui il clinker viene prodotto in pochi, grandi impianti e poi trasportato via nave e macinato presso il mercato locale.
Approfondimento: il processo di produzione del cemento e la calcinazione
La produzione di cemento è un processo a ciclo continuo che prevede diverse fasi di trasformazione. Le principali fasi sono due: una “a caldo”, che prevede la cottura di una miscela di calcare, argilla e minerale di ferro in un forno rotativo che raggiunge temperature di 1450°C. Grazie al processo di calcinazione, il carbonato di calcio (calcare) si trasforma in un semilavorato reattivo chiamato clinker, liberando CO2. L’altra fase, chiamata “a freddo”, prevede la macinazione del clinker con altri ingredienti come gesso ed altri additivi chimici, per ottenere il prodotto finale. Il cemento è un legante idraulico, ovvero sviluppa proprietà adesive se miscelato con acqua. La maggior parte del cemento viene distribuito sottoforma di calcestruzzo, un materiale plastico che si ottiene appunto dalla miscelazione del cemento con acqua, sabbia, ghiaia, additivi ed altri componenti, in una miscela plasmabile che diventa “roccia artificiale”, assumendo la forma desiderata.
Per poter produrre cemento è fondamentale avere la disponibilità di adeguate riserve di calcare, una roccia naturale di origine sedimentaria, ampiamente diffusa in natura, costituita da carbonato di calcio (CaCO3). Quanto più puro è il calcare, tanto più risulterà accelerato il processo di idratazione del clinker e quindi lo sviluppo iniziale delle resistenze meccaniche del cemento.
Istituzioni e investitori si aspettano un cemento a zero emissioni nette entro il 2050
L’Europa ha fissato obiettivi rigorosi per far fronte ai cambiamenti climatici e ridurre le emissioni di gas serra, con lo scopo di raggiungere l’obiettivo della decarbonizzazione entro il 2050 e tutti i settori a più alta impronta carbonica, tra cui la siderurgia e la produzione di cemento hanno assunto impegni formali per ridurre significativamente le emissioni di CO2. A questo scopo sono stati introdotti meccanismi di incentivazione alla riduzione di CO2, tra cui il sistema di cap&trade delle emissioni.
La pressione per decarbonizzare l'industria del cemento è aumentata rapidamente, non solo da parte della società ma anche di investitori e governi, che chiedono sempre più spesso valutazioni di impatto ambientale prima di impegnare risorse e capitale.
Cementir Holding è impegnata in un percorso di crescita sostenibile al 2030.
Il ruolo del cemento nella transizione energetica
Fino a poco tempo fa sarebbe stato impensabile immaginare una produzione di cemento net-zero. La transizione al cemento a basse emissioni di CO2 entro il 2050 è possibile, ma deve essere coordinata e programmata attraverso la collaborazione di tutti gli attori e lungo tutta la catena del valore.
Occorre puntare non solo alla riduzione del contenuto di clinker nei cementi (clinker ratio) ma anche al crescente impiego di materie prime alternative (calcare, ceneri volanti, loppa d’altoforno, argilla calcinata) e di combustibili alternativi, a processi di produzione più efficienti che reimpieghino il calore da combustione e riducano il consumo termico ed elettrico.
A differenza della plastica o dei metalli, il cemento è riciclabile solo a certe condizioni e il processo chimico originale non può essere invertito. Ciononostante, ci sono opportunità di recuperare componenti utili dal cemento a fine vita per ridurre la quantità di nuovo clinker da impiegare.
Il settore cementiero è sempre stato tradizionale e conservativo. Il cambiamento climatico, tuttavia, sta imponendo scelte più radicali, in risposta al Green Deal europeo e alla Tassonomia UE, che stanno contribuendo in misura significativa all’innovazione di processo e di prodotto nel settore.
Il nostro impegno
Noi di Cementir Holding ci impegniamo a ridurre il contenuto di clinker con l’aggiunta di additivi minerali decarbonatati alternativi, come ceneri volanti e loppa e attraverso lo sviluppo di FUTURECEM®, un nuovo cemento “low carbon” che impiega una tecnologia innovativa, validata e brevettata da Cementir che permette di sostituire circa il 40% del clinker nel cemento con calcare e argilla calcinata, riducendo le emissioni di CO2 del 30% senza comprometterne le prestazioni di resistenza meccanica.
Si tratta di un'innovazione che abbiamo messo in pratica per la costruzione di due ponti in Danimarca (progetto "Green Concrete II") e che già dal 2021 è distribuito nei mercati Nordici.
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Il calcestruzzo: il materiale d'eccellenza
Il calcestruzzo è il secondo elemento più diffuso al mondo dopo l'acqua potabile, ed è usato in quasi tutto ciò che costruiamo, dalle case ai paesaggi urbani, alle infrastrutture.
Le caratteristiche del calcestruzzo
Solo in Europa, il consumo di calcestruzzo è pari a oltre 1 miliardo di tonnellate all’anno, contro i 66 milioni di tonnellate di consumo annuo di acciaio, che è il secondo materiale da costruzione più diffuso. Le ragioni per tale diffusione affondano nei significativi vantaggi rispetto ad altri materiali da costruzione, quali: resistenza alla compressione, durabilità, duttilità, proprietà ignifughe e di coibentazione, massa termica, assorbimento di carbonio, ampia disponibilità degli ingredienti e costo di produzione.
Perchè il calcestruzzo?
Per queste ragioni il calcestruzzo è un materiale che ha plasmato il mondo che ci circonda e può continuare a svolgere un ruolo importante per rispondere alle sfide chiave del prossimo futuro: una crescita sostenibile, la costruzione di abitazioni sicure e accessibili mentre il mondo affronta la crescita della popolazione e la rapida urbanizzazione, la realizzazione di infrastrutture di cui le nostre comunità avranno sempre più bisogno.
La società moderna si aspetta che le costruzioni - edifici, ponti e altre infrastrutture - siano durature e sicure. C'è anche un'aspettativa di resilienza di fronte a possibili eventi climatici estremi o eventi catastrofici come incendi, che altri materiali, come per esempio il legno, non possono garantire. La capacità di resistere ad eventi estremi e di non prendere fuoco rende il calcestruzzo un materiale da costruzione unico sotto il profilo della sicurezza.
Nell'insieme, se si considerano le prestazioni di un edificio durante il suo intero ciclo di vita, le proprietà del calcestruzzo lo rendono un elemento insostituibile per mitigare il cambiamento climatico, consentendo lo sviluppo di edifici sostenibili.
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La ricarbonatazione del calcestruzzo
Il calcestruzzo assorbe CO2 durante tutto il suo ciclo di vita, un processo noto come ricarbonatazione del cemento o assorbimento del carbonio.
La ricarbonatazione è un processo naturale, riconosciuto dal Gruppo Intergovernativo di Esperti sul Cambiamento Climatico (IPCC) come un importante pozzo di assorbimento del carbonio in cui il calcestruzzo immagazzina CO2 dall'atmosfera durante tutto il suo ciclo di vita.
Alcuni studi mostrano che il 25% delle emissioni di CO2 di processo rilasciate durante la produzione del cemento vengono riassorbite. La quantità effettiva di assorbimento di carbonio dipende da una serie di parametri tra cui la classe di resistenza del calcestruzzo, le condizioni di esposizione, lo spessore dell'elemento in calcestruzzo, le modalità di riciclaggio e l’uso secondario.
Una parte significativa dell'assorbimento di carbonio del calcestruzzo si verifica quando le strutture in cemento armato vengono demolite, poiché l'aumento della superficie e l'esposizione all'aria accelerano il processo di ricarbonatazione. La quantità di assorbimento di carbonio è ancora maggiore quando le scorte di calcestruzzo frantumato vengono lasciate esposte all'aria prima del riutilizzo.
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Economia circolare: il riciclaggio del calcestruzzo
L'uso di calcestruzzo riciclato per gli aggregati è un chiaro e ovvio esempio di economia circolare e presenta il vantaggio di ridurre l'uso delle risorse naturali e il conferimento in discarica.
Il calcestruzzo riciclato viene utilizzato principalmente per la costruzione di strade, con quantità minori utilizzate anche nella produzione di nuovo calcestruzzo, la cui qualità può essere mantenuta a livelli di un calcestruzzo vergine, ottimizzando il mix degli ingredienti.
I tassi di riciclaggio per il calcestruzzo frantumato variano in modo significativo a seconda delle leggi e dei regolamenti locali per il conferimento in discarica dei rifiuti di demolizione e l'accesso agli aggregati naturali. Laddove ci sono incentivi e/o sanzioni, l'industria degli aggregati si è adattata per aumentare l'uso del calcestruzzo riciclato come fonte di aggregati. Le politiche che richiedono la segregazione dei rifiuti di calcestruzzo di buona qualità durante i processi di demolizione, oltre a mantenerne la tracciabilità, aiutano anche a massimizzare il riutilizzo dell'aggregato di calcestruzzo riciclato. Elevati tassi di riutilizzo sono riportati nei Paesi Bassi, nel Regno Unito e in Giappone.
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Il coinvolgimento di tutta la catena del valore
Passare a un sistema a zero emissioni nette è una sfida considerevole che richiederà cambiamenti sulla catena del valore e significativi investimenti.
La sostenibilità può essere il catalizzatore che spinge l'industria a cercare la crescita attraverso nuovi modelli di business, partnership e approcci innovativi. Il calcestruzzo rimarrà il materiale da costruzione preferito a livello globale, ma è probabile che le catene di valore dell'"edilizia sostenibile" emergano a livello regionale e locale, rendendo necessario un riorientamento di molti processi e modelli di business.
L'industria del cemento è un business prevalentemente locale; quindi, rimane la necessità di costruire questa prospettiva mercato per mercato, per cogliere opportunità trasversali e arrivare a risultati migliori.