Decarbonizzare l’industria del cemento non è mai stato così importante. A livello globale, il cemento rappresenta circa il 7% delle emissioni totali di gas serra (GHG), una delle maggiori emissioni di carbonio settoriali del pianeta. La nostra ricerca suggerisce che i volumi di produzione globale di cemento rimarranno stabili fino al 2050, il che significa che l’industria deve impegnarsi attivamente oggi per ridurre le emissioni in linea con gli obiettivi industriali e globali. Ma il cemento è particolarmente difficile da decarbonizzare, perché rilascia direttamente CO 2 nei processi chimici durante la sua produzione. Stanno emergendo nuove soluzioni di decarbonizzazione, dalle nuove applicazioni di cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS), nella produzione di clinker a materiali innovativi e altre soluzioni cementizie. Tuttavia, queste soluzioni modificheranno significativamente il valore all’interno del settore. Con l’emergere di nuovi modelli di business, ci si aspetta che operatori e fornitori di soluzioni diverse competano per quote di mercato.
Per gli operatori del cemento che cercano un posto in un futuro a zero emissioni nette, le offerte a basse emissioni di carbonio saranno la chiave del successo. Ma i giocatori devono agire strategicamente per emergere in un mercato in continuo cambiamento. Questo articolo delinea alcune delle soluzioni più promettenti per la decarbonizzazione, tra cui clinker a basso contenuto di carbonio, additivi, materiali cementizi innovativi e circolarità dei materiali e i fattori da considerare quando si effettuano investimenti verdi e si costruiscono modelli di business attorno ad essi. Il modo in cui i protagonisti dell’ecosistema del cemento combinano e bilanciano queste soluzioni determinerà probabilmente la traiettoria di decarbonizzazione del settore e quali attori otterranno un vantaggio competitivo nel tempo.
La strada verso un’industria del cemento più verde:
L’industria del cemento e del calcestruzzo ha stabilito nuovi obiettivi per ridurre e addirittura eliminare le emissioni. Questi obiettivi mirano a una riduzione del 20% di CO2 per tonnellata di cemento e del 25% di CO2 per metro cubo di calcestruzzo entro il 2030
rispetto ai livelli del 2020. Il GCCA chiede la completa decarbonizzazione entro il 2050.
Negli ultimi decenni, i produttori di cemento hanno fatto affidamento sulle leve tradizionali per ridurre le proprie emissioni, come l’aumento dell’efficienza del carburante e la sostituzione del clinker e dei combustibili tradizionali con opzioni più sostenibili. Tuttavia, per raggiungere l’obiettivo di zero emissioni nette entro il 2050, la spesa annuale in conto capitale dovrà quasi raddoppiare fino a raggiungere una media di 60 miliardi euto dal 2021 al 2050. Questi costi, così come i costi per sviluppare nuove tecnologie e processi di decarbonizzazione, hanno reso gli operatori del settore cauti nell’adottare le innovazioni più recenti.
Alcuni fattori potrebbero contribuire ad alleviare questi oneri di costo. Ad esempio, i produttori di cemento potrebbero beneficiare di premi verdi. La nostra analisi suggerisce che, nel breve termine, è improbabile che l’offerta di cemento a basse emissioni di carbonio tenga il passo con la crescente domanda da parte dei consumatori finali con obiettivi ambiziosi di CO2 , in particolare in Europa. Ciò probabilmente determinerà premi verdi a breve termine per il cemento. Vediamo già un aumento della domanda in numerosi mercati odierni . Man mano che per i consumatori finali saranno disponibili sempre più materiali a basse emissioni di carbonio, soprattutto in Europa, si prevede che questi premi diminuiranno.
Percorsi innovativi per raggiungere emissioni nette zero:
Quattro percorsi si dimostrano particolarmente promettenti per affrontare efficacemente gli aspetti ad alta intensità di carbonio del cemento e ridurne l’uso nel calcestruzzo. Sebbene alcune di queste soluzioni richiedano un ulteriore sviluppo per essere scalabili, ciascuna presenta un significativo potenziale di abbattimento.
Clinker a basso contenuto di carbonio facilitato dal CCUS:
Il clinker, un intermediario utilizzato come legante nel cemento, è un componente fondamentale dei prodotti in cemento, ma il suo processo di produzione è altamente emissivo. Il clinker a basso contenuto di carbonio utilizza la tecnologia CCUS per catturare e gestire queste emissioni di carbonio prima che vengano rilasciate. Oltre ad allontanarsi completamente dal clinker, la CCUS è l’unica tecnologia conosciuta che affronta le emissioni di processo nella produzione di clinker. In teoria, il CCUS potrebbe anche aiutare a produrre clinker con emissioni nette pari a zero. Molti produttori di clinker sono già concentrati sull’implementazione della CCUS, ma queste tecnologie spesso hanno un prezzo elevato e rimangono non provate su larga scala nel settore. Di conseguenza, il CCUS è stato esplorato principalmente da operatori storici più grandi. Inoltre, il CCUS è generalmente economicamente sostenibile solo in aree selezionate che hanno accesso alla capacità di stoccaggio o agli sbocchi per il carbonio catturato (ad esempio, applicazioni in cui viene utilizzato carbonio mineralizzato), al sostegno del governo e all’energia rinnovabile a prezzi accessibili, il che è particolarmente importante per il clinker produzione.
Miscele:
Gli additivi sono sostanze aggiunte al calcestruzzo per migliorarne le prestazioni, come la durabilità e la lavorabilità. Possono anche ridurre la quantità di cemento necessaria nel calcestruzzo, il che riduce sia i costi legati al cemento che l’impronta di carbonio del calcestruzzo. Secondo la nostra analisi, gli additivi hanno il potenziale di ridurre le emissioni di CO 2 nel calcestruzzo fino al 30% secondo gli standard attuali e fino al 50% secondo gli standard aggiornati. Riducendo il volume di cemento necessario, ulteriori additivi consentono di mantenere stabile il costo del calcestruzzo. Gli additivi consentono inoltre maggiori livelli di riciclaggio del calcestruzzo e l’uso di rinforzi in fibra. Tuttavia, alcuni ostacoli attualmente ostacolano l’adozione diffusa degli additivi. Diverse applicazioni di calcestruzzo richiedono diversi tipi di additivi e l’incorporazione di diverse miscele di calcestruzzo può rendere la costruzione più complessa da pianificare ed eseguire. Inoltre, le principali parti interessate potrebbero avere una consapevolezza limitata riguardo al potenziale di decarbonizzazione degli additivi. Nei mercati in cui le attività legate al cemento offrono rendimenti significativi, esiste anche una sfida di transizione per gli operatori storici integrati, che dovranno sconvolgere i propri modelli di business per aumentare gli additivi nel calcestruzzo preconfezionato (RMC).
Materiali cementizi innovativi:
I materiali cementizi alternativi, come il cemento a basso contenuto di carbonio o il calcestruzzo geopolimerico, hanno storicamente difficoltà ad espandersi. Tuttavia, le attuali tendenze di investimento e i rapidi progressi tecnologici hanno consentito alle start-up di rivoluzionare lo spazio alternativo-cementizio con offerte a basse emissioni di carbonio. Ad esempio, alcuni sostituiscono il calcare nella tradizionale produzione di cemento con roccia di silicato di calcio e utilizzano un processo elettrochimico che elimina la necessità di un forno. Sebbene questi approcci siano nuovi, i dati sugli investimenti indicano che l’appetito per materiali cementizi alternativi è elevato. In particolare, i materiali cementizi supplementari (SCM) offrono modi promettenti per ridurre significativamente l’impronta di carbonio del cemento e del calcestruzzo tradizionali. Gli SCM tradizionali, come le ceneri volanti, le scorie d’altoforno granulate macinate (GGBFS) e i fumi di silice, possono essere utilizzati per sostituire parzialmente il clinker utilizzato nel cemento o il contenuto di cemento utilizzato nel calcestruzzo. Ciò può comportare vantaggi sia in termini di sostenibilità che di costi, ma gli SCM in genere non sono pienamente sfruttati. In molti mercati, gli standard locali e regionali limitano il volume dei tradizionali SCM nel cemento in base alle loro proprietà idrauliche e cementizie. Ad esempio, l’Unione Europea limita le ceneri volanti a un massimo del 35%, mentre gli Stati Uniti lo limitano al 40%. Nuovi SCM come l’argilla calcinata, il calcare e il calcestruzzo riciclato potrebbero richiedere una rivalutazione di questi standard per massimizzare sia le prestazioni che il potenziale di decarbonizzazione del cemento e del calcestruzzo, in particolare poiché la disponibilità dei tradizionali SCM diminuisce.
Circolarità dei materiali:
Le economie circolari mirano a ridurre al minimo l’impatto ambientale del calcestruzzo utilizzando meno cemento vergine e quindi meno clinker nella sua produzione. Per aumentare la circolarità, gli operatori del cemento e del calcestruzzo possono utilizzare strategie come il riutilizzo dei rifiuti di calcestruzzo e l’incorporazione di materiali riciclati nella produzione di nuovo calcestruzzo. Con la maggiore circolarità dei materiali, possedere tecnologie di demolizione, flussi di rifiuti e separazione diventerà sempre più importante rispetto al possesso di un forno, il principale punto di controllo di oggi. Di conseguenza, nuovi concorrenti come le start-up focalizzate sulla gestione dei flussi di rifiuti e le società di infrastrutture che supervisionano i rifiuti provenienti da progetti di costruzione stanno entrando nello spazio cementizio.Tuttavia, il trasporto e il trattamento dei rifiuti pongono sfide logistiche, limitando la scalabilità e rendendo le catene del valore dei rifiuti altamente localizzate.
Sebbene questi quattro percorsi siano complementari, competeranno per la crescita e gli investimenti e il ritmo con cui verranno adottati potrebbe differire notevolmente da un mercato all’altro. Lungo la catena del valore, nuovi additivi e il riciclaggio potrebbero creare grande valore, sebbene il riciclaggio sia difficile da scalare. Gli operatori del settore del cemento nel mezzo dovranno bilanciare il clinker a basso contenuto di carbonio basato sulla CCUS e soluzioni cementizie innovative per ottenere un successo a breve e lungo termine man mano che le diverse tecnologie maturano. Le loro scelte saranno guidate dai costi e agevolate da regolatori, organizzazioni di settore e prescrittori che costruiranno percorsi verso la decarbonizzazione.
Nuovi modelli di business per sfruttare queste opportunità
Negli anni a venire, i produttori di cemento e i fornitori di soluzioni e servizi dovranno scegliere quali strategie e modelli di business desiderano implementare nel perseguimento del cemento a impatto zero. La nostra analisi ha identificato nove potenziali modelli di business futuri per produttori di cemento e fornitori di soluzioni, che vanno da approcci completamente nuovi a piccoli aggiustamenti allo status quo. La maggior parte di questi modelli di business sono ancorati attorno a una soluzione specifica su misura per rispondere a un’esigenza specifica. Allo stesso tempo, molti di questi modelli di business sono complementari e possono essere combinati per una maggiore decarbonizzazione.
Produttori cementizi:
Con la decarbonizzazione del settore, potrebbe emergere un nuovo panorama di produttori di cemento che competono per quote di mercato:
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Concorrenti di cemento tradizionali a basso costo: Poiché le opzioni a basse emissioni di carbonio acquisiscono una quota di mercato maggiore, si prevede che gli ultimi produttori rimasti di cemento tradizionale saranno protagonisti concentrati sulla riduzione dei costi. Si tratterà probabilmente di concorrenti di piccole e medie dimensioni in mercati a lenta decarbonizzazione che sceglieranno di spingere i limiti delle leve tradizionali, inclusa la massimizzazione dell’efficienza energetica e l’utilizzo di combustibili alternativi.
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Produttori di cemento a basse emissioni di carbonio adattati: I produttori di cemento esistenti possono essere adattati per produrre cemento con emissioni di carbonio da basse a zero, sfruttando tecnologie di decarbonizzazione come CCUS. Questi possono essere integrati con soluzioni cementizie, come un rapporto SCM/clinker più elevato.
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Clinker a basso contenuto di carbonio e disgreganti del cemento: Si prevede che i disgregatori entreranno con offerte di clinker e cemento a basse emissioni di carbonio. Nuovi megaimpianti di clinker e impianti di macinazione con capacità CCUS potrebbero produrre cemento a zero emissioni, anche se i prodotti di cemento che utilizzano clinker a basso contenuto di carbonio potrebbero variare in termini di emissione, a seconda del mix di materiali utilizzati e del loro processo di produzione. Ciò potrebbe essere facilitato da accordi di prelievo e dalla collaborazione diretta con promotori e appaltatori immobiliari lungimiranti.
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Operatori specializzati che monetizzano la CO 2 (mineralizzazione): Un altro ambito emergente è la monetizzazione della CO2 tramite la mineralizzazione. Gli operatori specializzati potrebbero utilizzare la CO 2 oi rifiuti riciclati carbonati negli aggregati e negli SCM o direttamente nella produzione del calcestruzzo durante i processi di produzione e stagionatura.
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Produttori SCM innovativi: Gli operatori che si concentrano su nuovi processi e materiali potrebbero fornire SCM come sostituti parziali o totali del clinker. Questi possono essere sfidanti o fornitori esistenti degli operatori storici. I giocatori in questo spazio hanno anche l’opportunità di concedere in licenza la propria tecnologia.
Soluzioni e fornitori di servizi:
Mentre i produttori di cemento affrontano la transizione dei materiali, altri concorrenti saranno in grado di trovare opportunità commerciali che li supportino. Questi fornitori di soluzioni potrebbero offrire clinker, riempitivi e miscele di cemento speciali a basso tenore di carbonio, che saranno fondamentali per i produttori di cemento a basso tenore di carbonio adattati. Queste offerte potrebbero ridurre il costo della decarbonizzazione sul lato della produzione di cemento e calcestruzzo, consentendo al tempo stesso le massime prestazioni dei materiali e la più bassa impronta di CO2 possibile .
Man mano che gli operatori innovano soluzioni su misura per soddisfare le esigenze dei clienti, potrebbero emergere numerosi fornitori di soluzioni cementizie:
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Riciclatori di materiali da costruzione: Questi concorrenti saranno proprietari dei rifiuti di costruzione e demolizione, controllando una fonte significativa di materie prime per le nuove costruzioni.
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Fornitori di CCUS-as-a-service: Gli operatori emergenti possono offrire funzionalità CCUS end-to-end, dalla tecnologia e funzionamento delle unità di cattura del carbonio allo stoccaggio e al trasporto della CO2 ai pozzi.
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Fornitori di soluzioni chimiche per l’edilizia: Gli operatori nuovi e quelli affermati possono sviluppare prodotti chimici e additivi innovativi che consentono una quota maggiore di materiali cementizi nel cemento, meno cemento nel calcestruzzo e una maggiore riciclabilità del calcestruzzo.
Lezioni per il futuro:
Non è ancora chiaro quale di questi percorsi o modelli di business vincerà, ma emergono diversi messaggi chiari per gli operatori dell’industria del cemento e per i fornitori di soluzioni. Nella transizione energetica, gli operatori storici dovranno orientarsi tra approcci basati sulla CCUS e sul cemento, utilizzando una combinazione di tecnologie per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione e per coprire le proprie scommesse su quale ricetta vincerà nel lungo periodo. A seconda della loro strategia, gli operatori storici possono adottare misure per garantire le fonti di SCM tradizionali e materiali più ecologici, oppure possono innovare o acquisire nuovi SCM. Gli operatori storici hanno anche una maggiore libertà di investire in megaimpianti di clinker a basse emissioni di carbonio, il che potrebbe rivelarsi un potente vantaggio in futuro.
Nel frattempo, i rivoluzionari come i fornitori di soluzioni e servizi possono sfruttare dati e analisi per aiutare i clienti finali a gestire la transizione dei materiali. Gli innovatori possono sfruttare le partnership tecnologiche per sviluppare nuovi SCM e additivi per cemento e calcestruzzo. Questi nuovi SCM potrebbero essere potenzialmente utilizzati per quote più elevate, ottenendo vantaggi sia in termini di volume che di margine e portando potenzialmente a nuovi accordi di prezzo basati sulle prestazioni, poiché un volume inferiore potrebbe ottenere lo stesso valore. Il posizionamento normativo e la certificazione saranno fondamentali in questi sforzi. Per raggiungere lo zero netto, l’industria del cemento dovrà impegnarsi attivamente. Si tratterà di una vera trasformazione rispetto al modo di operare del passato e il momento di iniziare a costruire questa forza è adesso. Se gli operatori storici e i rivoluzionari riuscissero a investire strategicamente in tecnologie e modelli di business innovativi, potrebbero essere ben posizionati per guidare il panorama industriale a venire.
