Cement jako filar budownictwa, od starożytności jest silnie związany z rozwojem gospodarczym. Polski przemysł cementowy jest aktualnie jednym z największych w Europie, zajmując w 2020 roku drugą pozycję za Niemcami pod względem wytworzonego produktu. Produkcja cementu może kojarzyć się z emisją szkodliwych gazów cieplarnianych, wykorzystywaniem dużej ilości energii oraz eksploatacją surowców mineralnych, a dokładniej kopalin naturalnych takich jak margiel, glina czy wapień. Jak się okazuje, branża cementowa w ostatnich latach przeszła w Polsce dużą transformację, która pozwoliła na minimalizację jego negatywnego oddziaływania na środowisko. Oprócz działań mających na celu zmniejszenie emisji do atmosfery czy wykorzystywanej energii, przemysł cementowy pozytywnie przyczynia się do spełniania innych unijnych celów środowiskowych, zmniejszając przy tym kolejny duży problem ochrony środowiska – gospodarowanie odpadami.

Na drodze ku mniejszym emisjom

W Polsce aktualnie funkcjonuje 9 zakładów z instalacjami do produkcji klinkieru i cementu, jedna przemiałownia oraz dwie przesypownie. Mimo że przemysł cementowy jest energochłonny oraz emituje duże ilości dwutlenku węgla, to za sprawą gruntownych modernizacji technicznych, znacznie zmniejszył swój wpływ na środowisko. Aktualnie emisja pyłów wynosi około 0,03 kg na jedną tonę wyprodukowanego cementu, przy czym na początku lat 90. było to 5 kg. Wyeliminowana została również mokra metoda produkcji klinkieru cementowego, co przyczyniło się do zmniejszenia zużycia energii oraz emisji gazów odlotowych. Emitowana ilość CO₂ ze spalania paliwa, przypadająca na jednostkę wypalanego klinkieru, w porównaniu do początku lat 90., zmniejszyła się o około 40 proc. Inwestycje w branży cementowej w Polsce w latach 1995-2017 wyniosły prawie 9,7 mld zł. Umożliwiły one zastosowanie najnowszych rozwiązań, dzięki którym możliwe jest spełnianie surowych standardów środowiskowych wynikających z polityki klimatycznej Unii Europejskiej. Branża cementowa nie zamierza poprzestać na swoich dotychczasowych osiągnięciach w zakresie redukcji emisji. Od 1990 roku względna emisja CO₂ zmniejszyła się o około 15 proc., a Europejskie Stowarzyszenie Producentów Cementu zakłada, że do 2050 roku redukcja powinna wynosić aż 80 proc.

Gospodarka o obiegu zamkniętym przy produkcji cementu

Jednym z filarów unijnej polityki klimatycznej jest model gospodarki o obiegu zamkniętym, czyli GOZ. Polega ona na ponownym użyciu, naprawie i recyklingu istniejących materiałów tak długo jak  jest to możliwe, wydłużając cykl życia produktów oraz ograniczając ilość odpadów do minimum. Przemysł cementowy idealnie wpisuje się w ideę gospodarki o obiegu zamkniętym po części przez to, że sam w sobie jest bezodpadowy. Wszystkie surowce wprowadzone do pieca obrotowego ulegają stopieniu w klinkier cementowy, a pyły zatrzymywane na filtrach są wykorzystywane do produkcji cementu.

Oprócz tego, że produkcja cementu nie przyczynia się do powstawania żadnych odpadów, branża cementowa wykorzystuje odpady komunalne i przemysłowe, zmniejszając ilość odpadów trafiających na składowiska. Paliwo RDF [1] (wysokokaloryczne odpady takie jak folie, papier czy drewno) wykorzystywane jest w procesach termicznych w piecach cementowych, stanowiąc ponad 70 proc. energii niezbędnej do wypalenia klinkieru. Współprzetwarzanie poprzez spalanie paliw alternatywnych RDF pozwala na jednoczesny recykling materiałów mineralnych oraz odzyskanie energii. Mineralna część odpadów zastępuje pierwotne materiały mineralne, a część palna dostarcza energii, wykorzystując cały odpad. Parametry techniczne wypalania klinkieru zapewniają destrukcję termiczną wszystkich zanieczyszczeń niebezpiecznych dla zdrowia i warunków życia ludzi oraz środowiska naturalnego. Jako pierwotne materiały mineralne wykorzystywane są również kruszywa będące produktami ubocznymi takie jak popioły lotne z energetyki lub żużle z hutnictwa, oraz pochodzący z recyklingu beton. Dzięki trwałości betonu budynki mogą być projektowane do demontażu, co pozwala na łatwiejsze usuwanie komponentów i materiałów oraz późniejsze ponowne ich wykorzystanie. Pod koniec okresu użytkowania elementów, odpady pochodzące z rozbiórki betonu można poddać recyklingowi jako kruszywo, zmniejszając ilość odpadów oraz wydobycie nowych surowców.

Wszystko to sprawia, że przemysł cementowy przyczynia się do oszczędności zasobów naturalnych oraz poprawy jakości środowiska zmniejszając ilość odpadów na składowiskach. Rocznie do produkcji cementu zużywane jest około 4 miliony ton odpadów.

Spór o odpady?

Aktualnie w Polskich cementowniach odsetek paliw alternatywnych w średnim sektorowym udziale ciepła wynosi około 75 proc., co świadczy o dużym znaczeniu tego surowca dla procesu produkcji. Cementownie nie są jednak jedynymi uczestnikami krajowego systemu gospodarki odpadami, którym zależy na pozyskiwaniu odpadów. Oprócz podmiotów wytwarzających odpady komunalne i przemysłowe, instalacji komunalnych, składowisk, zakładów prowadzących odzysk i producentów paliw alternatywnych (którzy mają bezpośredni wpływ na to jaka ilość odpadów jest przekazywana do dalszego wykorzystania), cementownie muszą „konkurować” o dostępne surowce ze spalarniami odpadów. Aktualne zapotrzebowanie istniejących spalarni odpadów na frakcję palną odpadów komunalnych wynosi 1 184 tys. Mg/rok, a planowanych do uruchomienia – 2 000 tys. Mg/rok. Zapotrzebowanie cementowni wynosi 1 850 tys. Mg/rok. Zakładając, że wskaźnik udziału ciepła z paliw alternatywnych pozostałby na dotychczasowym poziomie, a istniejące obecnie w cementowniach zdolności produkcyjne byłyby wykorzystywane w maksymalnym stopniu, zapotrzebowanie mogłoby wzrosnąć do 2,5 mln ton rocznie. Czy w kolejnych latach ilość odpadów, które mogą zostać przekształcone na paliwa alternatywne, będzie wystarczająca, aby dostarczać cementowniom i spalarniom w Polsce odpowiednie ilości paliwa?

Czynniki kształtujące ilość wytwarzanych odpadów komunalnych

Określając możliwości pokrycia zapotrzebowania przemysłu cementowego przez paliwa alternatywne uwzględnić należy regulacje prawne, których wdrożenie do polskiego prawa jest wymagane w ramach implementacji europejskich dyrektyw. Dotyczą one między innymi wymaganych poziomów przygotowania do ponownego użycia i recyklingu odpadów komunalnych oraz ilości odpadów komunalnych kierowanych na składowiska. Udział odpadów przygotowywanych do ponownego użycia powinien wynosić

• 35 proc. w 2023 roku,
• 45 proc. w 2024 roku,
• 55 proc. w 2025 roku,
• 60 proc. w 2030 roku,
• 65 proc. w 2035 roku i za każdy kolejny rok,

względem wagi wytworzonych rocznie odpadów [2]. Na składowiska powinno być kierowane:

• 30 proc. w 2025 roku,
• 20 proc. w 2030 roku,
• 10 proc. w 2035 roku i latach następnych

odpadów wytworzonych w roku [3]. Dodatkowo w Polsce funkcjonuje ograniczenie w zakresie masy składowanych odpadów komunalnych ulegających biodegradacji. Od 2020 roku na składowiskach może być umieszczane nie więcej niż 35 proc. masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji, liczone w stosunku do masy tych odpadów wytworzonych w 1995 roku [4]. Ograniczenie dotyczy między innymi odpadów, które mogą stanowić surowiec do produkcji paliw alternatywnych.

Prognozowana masa odpadów do zagospodarowania przez cementownie

Jeśli powyższe założenia zostaną wypełnione, Instytut Jagielloński wskazał  ilość odpadów komunalnych, które będą wymagały innego zagospodarowania niż przygotowanie do ponownego użycia, recykling i składowanie, a więc mogących być surowcem do produkcji paliw alternatywnych lub odpadami przeznaczonymi do termicznego przekształcania w spalarniach, na poziomie 4,5 mln Mg/rok  w latach 2020-2050 [5]. Wyjątek będą stanowić lata 2024-2030, gdy ilość tych odpadów prognozowana jest na 2,5 mln Mg/rok – 3,5 mln Mg/rok. Ostatecznie na bilans odpadów nadających się do produkcji paliw alternatywnych lub do termicznego przekształcania w spalarniach mogą wpłynąć również wysokie stawki opłat „marszałkowskich” za umieszczanie odpadów na składowiskach.

Jak wynika z prognoz IJ w latach 2024–2034 w Polsce może wystąpić niedobór odpadów komunalnych, które można byłoby wykorzystać jako nośniki energii w spalarniach i cementowniach. Może on wyniknąć z bardzo wysokich wymaganych poziomów przygotowania do ponownego użycia i recyklingu. Niedobór odpadów mogących być surowcem paliw alternatywnych, priorytetyzowanie potrzeb elektrociepłowni i ciepłowni nad cementowniami oraz ich rosnące moce przerobowe mogą negatywnie wpłynąć na możliwe osiągnięcie neutralności emisyjnej przez ten sektor przemysłu, doprowadzić do konieczności wprowadzenia zmian w układach technologicznych oraz pogorszyć sytuację konkurencyjną wytwórców cementu, którzy są istotnym elementem w polskiej gospodarce.

Produkcja cementu kluczowa dla ekologicznej przyszłości

Idea zrównoważonego rozwoju w następnych latach będzie odgrywać kluczową rolę w kształtowaniu świata w jakim żyjemy. Przemysł cementowy za sprawą uczestnictwa w tworzeniu bezpiecznych, trwałych i dostępnych cenowo budynków, działania zgodnie z zasadami efektywności emisyjnej i energetycznej, a także utrzymywania roli budownictwa i remontów we wzroście gospodarczym oraz rynku pracy, stanowi mocny trzon filaru społecznego, środowiskowego i ekonomicznego zrównoważonego rozwoju. Również Europejski Zielony Ład będący strategią rozwoju Unii Europejskiej ku neutralności emisyjnej, w dużej mierze zwraca uwagę na rolę inteligentnych i energooszczędnych budynków nadających się do recyklingu, których stworzenie bez cementu byłoby niemożliwe. Cement ma także kluczowe znaczenie przy tworzeniu technologii odnawialnych oraz niskoemisyjnego transportu. Warto dążyć do zapewnienia cementowniom paliw alternatywnych w odpowiednich ilościach oraz składzie, tak aby mogły one spełniać swoje zadania, przyczyniając się przy tym do realizacji celów klimatycznych.

Materiał powstał na podstawie raportu Instytutu Jagiellońskiego “Przemysł cementowy w gospodarce odpadami”. [5]

[1] RDF (ang. Refuse Derived Fuel) – paliwo alternatywne powstające z szerokiej gamy specjalnie wysortowanych i przetworzonych w procesie mechanicznego przetwarzania odpadów charakteryzujących się wysoką wartością opałową. Odpady te nie nadają się do recyklingu, a ich wartość opałowa wynosi zwykle około 18 MJ na kilogram masy.

[2] Ustawa z dnia 17 grudnia 2020 r. o zmianie ustawy o utrzymaniu czystości i porządku w gminach oraz niektórych innych ustaw (Dz.U. 2020 poz. 2361)

https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20200002361/O/D20202361.pdf

[dostęp: 2023-06-13]

[3] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/851 zmieniająca dyrektywę 1999/31/WE w sprawie składowania odpadów

https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32018L0851&from=PL [dostęp: 2023-06-13]

[4] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 15 grudnia 2017 r. w sprawie poziomów ograniczenia składowania masy odpadów komunalnych ulegających biodegradacji (Dz.U. 2017 poz. 2412)

https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/download.xsp/WDU20170002412/O/D20172412.pdf [dostęp: 2023-06-13]

[5] Raport Instytutu Jagiellońskiego “Przemysł cementowy w gospodarce odpadami”

https://jagiellonski.pl/files/other/CEMENT_W_GOZ_e-book.pdf [dostęp: 2023-06-13]