Cómo una ‘transición de materiales’ puede apoyar la agenda Balance Cero
A medida que continúa la transición energética, los avances hacia materiales de bajas emisiones y la economía circular también pueden acelerar el progreso hacia el cero neto. La investigación en Europa muestra el valor de tal transición de materiales. Por Per-Anders Enkvist , Per Klevnäs, Robert Westerdahl y Anders Åhlén.
McKinsey Sustaintability
Hasta ahora , muchos países y empresas han centrado sus planes para lograr emisiones netas cero en una transición energética, lo que exige impulsar la eficiencia energética y acelerar la transición hacia las energías renovables. Y con razón, dado que el uso de combustibles fósiles representa una clara mayoría de las emisiones globales de CO 2 y presenta oportunidades obvias de reducción de emisiones.
Sin embargo, la producción, el uso y la eventual eliminación de materiales industriales como el acero, los plásticos, el aluminio y el cemento también representan casi una cuarta parte de todas las emisiones mundiales de CO2 .
Para tener la oportunidad de alcanzar el cero neto, los países y las empresas también deberían considerar lo que podría llamarse una transición de materiales., que implicaría tanto la implementación de formas de producción de materiales de menor impacto como, de manera crucial, la aplicación de principios de economía circular para optimizar el uso y la reutilización de estos materiales.
Las implicaciones de tal transición de materiales podrían ser tan profundas y disruptivas como las de la transición energética. En este artículo, nos basamos en la investigación de Material Economics1 para mostrar cómo una transición generalizada a la producción de materiales verdes y prácticas de economía circular en la Unión Europea podría poner las emisiones de la región en un camino hacia el cero neto para 2050. Creemos que los hallazgos también ofrecen lecciones para el resto del mundo sobre lo que se necesitará para alcanzar los objetivos globales netos cero.
Una transición de materiales que aplique los principios de la economía circular e involucre formas de producción de materiales de menor impacto puede ayudar a alcanzar los objetivos globales de cero emisiones netas.
La implementación de prácticas de economía circular es una forma poderosa de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de la industria en Europa. Esa fue la principal conclusión de la investigación realizada en 2018 sobre cómo se relacionan entre sí los objetivos de bajas emisiones de carbono y los principios de la economía circular.
En la Unión Europea, la producción de cuatro tipos principales de materiales (acero, plástico, aluminio y cemento) generó el 75 por ciento de todas las emisiones de CO 2 de la industria. En un escenario habitual, que incluye una transición amplia hacia la energía renovable y mejoras continuas en la eficiencia energética, nuestro análisis sugiere que las emisiones industriales en 2050 serían de 530 millones de toneladas métricas de CO 2 (MtCO 2), que es más o menos lo que son en la actualidad, y que está lejos de los objetivos de cero emisiones netas de Europa. Esta es una de las principales razones por las que estos sectores se consideran “difíciles de reducir”.
Sin embargo, la perspectiva se vuelve diferente cuando incorpora los efectos de construir una economía más circular en Europa. La recirculación de materiales, su uso más eficiente en productos y el aumento de la utilización y la vida útil de vehículos y edificios (que consumen la mayor parte del aluminio, el acero y el cemento producidos en la Unión Europea) podrían reducir significativamente la demanda de materiales industriales primarios y, por lo tanto, reducir los impactos ambientales.
En total, estas medidas de circularidad podrían reducir las emisiones en un 56 por ciento, en comparación con el escenario de referencia mencionado anteriormente. Por lo tanto, representan un conjunto importante de acciones para que Europa y sus empresas consideren mientras persiguen sus objetivos de cero emisiones netas.
Para obtener más información, consulte La economía circular: una fuerza poderosa para la mitigación del cambio climático .
De cara al objetivo de la Unión Europea de alcanzar cero emisiones netas para 2050, está claro que la producción de materiales industriales también debe lograr emisiones netas cero en el mismo período de tiempo. Hasta hace poco, las emisiones asociadas con la fabricación de cemento, productos químicos y acero se consideraban difíciles de reducir, ya sea porque provienen de reacciones químicas necesarias (como la calcinación de piedra caliza durante la fabricación de cemento) o porque las versiones de cero emisiones de los equipos industriales estándar ( como los hornos de alta temperatura) son ineficaces o costosos.
Sin embargo, durante los últimos años han surgido nuevos métodos de producción, fuentes de energía y materias primas alternativas, tecnologías de reducción de emisiones y prácticas circulares. Juntos, estos nuevos enfoques e innovaciones se combinan para hacer que la transición a cero emisiones netas sea más factible de lo que parecía hasta hace poco. Nuestra investigación explora un conjunto de vías coherentes de cero emisiones netas para las industrias de materiales de Europa, cuantifica sus consecuencias y analiza «sin arrepentimientos» y compensaciones a lo largo de las vías. También muestra los requisitos previos de nuevas cadenas de suministro, insumos de energía e infraestructura.
Para obtener más información, consulte Transformación industrial 2050: caminos hacia emisiones netas cero de la industria pesada de la UE .
La forma actual de Europa de usar los materiales está lejos de ser circular: grandes volúmenes de materiales no se reciclan, y los que se reciclan a menudo bajan de precio porque su calidad se ve afectada como resultado de la mezcla, la contaminación y la toxicidad. Tanto el volumen como el precio afectan el valor de los materiales, pero la mayoría de las investigaciones solo analizan el volumen. Nuestro estudio reciente examinó tanto el volumen como el precio para determinar cuánto queda del valor original de las materias primas después de un ciclo de uso típico en la economía europea.
La investigación descubrió varias ideas significativas. En primer lugar, descubrimos que se perdió el 57 por ciento del valor total de los materiales, a pesar de que técnicamente estos materiales se pueden reciclar muchas veces. En segundo lugar, también encontramos efectos significativos de degradación de la calidad en los metales, que comúnmente se consideran ya completamente circulares. En tercer lugar, descubrimos que la degradación de la calidad a menudo evita altas tasas de reciclaje, simplemente porque el material degradado no vale mucho.
Estos hallazgos sugieren que aumentar la retención de materiales de alto valor podría ser una gran oportunidad comercial. Estimamos que si todos los materiales perdidos se reciclaran, podrían suministrar hasta el 64 por ciento de la producción de la UE para los mismos materiales hoy, aumentando a más del 80 por ciento para 2050.
Para obtener más información, consulte Preservar el valor de los materiales industriales de la UE: una perspectiva de valor sobre el uso del acero, los plásticos y el aluminio .
Aquí nos dirigimos a la biomasa, que no es un material industrial, sino un insumo que debe usarse para las aplicaciones correctas si la Unión Europea quiere completar su transición neta cero, y un insumo que debe obtenerse de manera sostenible para evitar daños importantes a naturaleza.
Solo se puede obtener una biomasa sostenible adicional limitada a partir de desechos y residuos, incluidos los bosques. Es poco probable que se produzca una gran expansión, ya que tendría que provenir de cultivos energéticos que no se utilizan en la actualidad. Por otro lado, es probable que la transición a bajas emisiones de carbono requiera entre un 40 y un 100 % más de biomasa. Muchas industrias quieren usarlo como un sustituto conveniente de los combustibles fósiles, y muchas otras quieren usarlo como materia prima para la producción de materiales.
Este desequilibrio entre la oferta y la demanda crea una necesidad urgente de priorizar dónde se utiliza mejor la biomasa. Nuestro informe de investigación proporciona una base de hechos y un marco para tal ejercicio. El análisis destaca tres hallazgos: el uso de biomasa en la producción de materiales de base biológica tiene el mayor valor en un contexto de cero neto; muchas aplicaciones tradicionales de bioenergía podrían volverse menos atractivas que otras fuentes de energía; y los usos de alto valor de la bioenergía se pueden encontrar en nichos como el calor industrial, los sistemas de energía, la aviación y la gestión del carbono.
Para obtener más información, consulte Uso de biomasa de la UE en una economía neta cero: una corrección de rumbo para la biomasa de la UE .
Hace solo unos pocos años, la transición de materiales parecía una perspectiva remota. Ahora, un cambio importante está en marcha. Sobre la base de los compromisos asumidos por más de 2000 empresas en el marco de la iniciativa Science-Based Targets, estimamos que el mercado mundial de acero, productos químicos (incluidos los plásticos) y cemento con bajas emisiones de CO2 alcanzará los 80.000 millones de dólares a 105.000 millones de dólares para 2030. Es más , en un estudio reciente sobre tecnologías limpias industriales en Europa, encontramos que las empresas de los sectores del cemento, los productos químicos y el acero han lanzado más de 70 proyectos destinados a lograr avances en la producción con bajas emisiones de CO 2 . Estos proyectos podrían suministrar a Europa entre 15 Mt y 52 Mt de acero con bajo contenido de CO 2 , 3 Mt de productos químicos con bajo contenido de CO 2 y 15 Mt de acero con bajo contenido de CO 2cemento (equivalente a 100 Mt de hormigón) para 2030.
Estos hallazgos sugieren que Europa está a la cabeza en la producción de materiales ecológicos y se encuentra en un punto de inflexión para llevar las nuevas tecnologías a escala industrial. De manera crucial, se necesitará un aumento en las finanzas, la infraestructura, los insumos y la regulación para aprovechar la oportunidad a largo plazo. Por ejemplo, encontramos que al movilizar entre 31 000 y 37 000 millones de euros de inversión, Europa podría aumentar la producción a 25 Mt de acero con bajo contenido de CO 2 , 2,5 Mt de productos químicos de alto valor fabricados a partir de plástico reciclado, 5 Mt de acero de alto productos químicos de alto valor producidos utilizando la captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS), y 130 Mt de hormigón bajo en CO 2 (equivalente a 20 Mt de cemento bajo en CO 2 ) por año. También estimamos que ampliar la tecnología industrial limpia requeriría 90 teravatios hora (TWh) de energía adicional baja en CO2 de electricidad, 20 TWh de hidrógeno bajo en CO 2 , 10 a 15 Mt de capacidad de almacenamiento de CO 2 industrial y el reciclaje efectivo de 10 Mt de residuos plásticos.
Para obtener más información, consulte Scaling up Europe: Llevar materiales bajos en CO 2 de la demostración a la escala industrial .
