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How to Accelerate the Decarbonization of Cement in Canada

Part of the Spotlight on Decarbonizing Heavy Industry in Canada
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Le texte français suit ci-dessous.

Topics Covered:

  1. How the cement industry is decarbonizing its products
  2. How Canada should be measuring and pricing carbon
  3. The importance of the sustainable solution also being profitable

Call to Action:

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Canada’s Progress on Decarbonizing Cement

TheFutureEconomy.ca: Where do you see Canada now in terms of our progress in decarbonizing our cement industry?

David Redfern: Canada is in a very good place. Right now, one of the key pieces for decarbonizing our industry is the alignment between government and industry itself. We have been working with the federal government quite closely. In fact, we were the first industry to make a roadmap to net zero with Innovation, Science and Economic Development (ISED). That roadmap will get us to net zero by 2050 with known technologies and also get us a 40% reduction from a 2005 baseline by 2030, which is very exciting. 

TheFutureEconomy.ca: How would you describe the importance of reducing the carbon footprint of Canada’s cement industry? 

David: Reducing the footprint of cement and carbon dioxide is essential. When we talk about sustainability, one of the things that people do not quite realize is that we are on the precipice of an industrialization that we have not seen for 100 years. What we are going through now is equal to the Industrial Revolution. We are going to have to triple our grid in Canada by 2050. We are going to have to rebuild all our plants. When people think about sustainability, they do not think about the industrialization process and how there will be a whole bunch of products involved in that. Cement will be critical in building the infrastructure for this transition. 

“We are on the precipice of an industrialization that we have not seen for 100 years.”

On the other side, cement is carbon dioxide-intensive. Cement production accounts for 6% to 8% of the global carbon dioxide footprint. This must be dealt with without hindering the progress needed for Canada’s infrastructure build-out.

 
Electrification will come from hydropower, thermal energy, or even nuclear energy. The facilities for these energy sources will not be built with timber but with concrete and cement. 
 

TheFutureEconomy.ca: What are the main challenges facing Canada’s cement industry?

David: One of the biggest challenges is the question of carbon accounting. We are a carbon-intensive country that produces about 15 tonnes of carbon dioxide per capita. If you make money and are in the top 10% of earners in Canada, you probably produce around 60 tonnes of carbon dioxide every year. We now must decide how we put a value on carbon dioxide. Our biggest challenge will be how we change the rules to make the sustainable solution the profitable solution.  


The Price and Potential of Cement

TheFutureEconomy.ca: How would you go about putting a price on cement and making sure that it drives the most sustainable solution forward?

David: Procurement is going to play a huge role in this. The first thing we must agree on is how we measure carbon dioxide. You have probably heard of EPD (Environmental Product Declarations). These are good first steps, but they are not meant for procurement. They do not have the verification certification required to be used within a procurement process.

The next step after getting through an EPD, which measures embodied carbon, is moving to a life cycle cost assessment, where you go a little deeper. That simple measurement is the first step that we really need to get down. 
 

TheFutureEconomy.ca: What are the main opportunities for the cement industry during this decarbonization process?

David: Right now, on average and in Canada, each tonne of cement produces about 750 kgs of carbon dioxide. A third of that is from energy used to heat the kilns, and the other two-thirds comes from the calcination process. Cement production is basically about taking the carbon dioxide out of limestone to make cement. Therefore, the low-hanging fruit for decarbonization is replacing that energy for that process, which currently comes from coal or gas, with green energy. The best energy we can use is waste and low-carbon fuels. 89% of cement production in environmentally advanced countries like Japan and in Europe and Japan use low-carbon fuels made from waste. In Canada, we are at 10% to 15%. 

 
The second quick step is the use of Substitute Cementitious Materials (SCM). Some classic materials are slag or fly ash. These can be used to reduce cement content. There is also pozzolanic ash, pumice, and other materials that have a much smaller carbon dioxide footprint.

The sustainable solution must also be profitable, or people won’t adopt it. Typically, individuals are unwilling to pay significantly more for sustainability. For example, if a type of gasoline costs twice as much but produces half the CO2 emissions, very few would choose to buy it unless mandated. However, in Canada, the economics are becoming favourable due to the price of CO2. We are moving towards electrifying our fleets, primarily driven by economic factors. Building partnerships with strategic stakeholders is crucial as we seek sustainable and economical solutions for CO2 reduction. 


How to Decarbonize Cement

TheFutureEconomy.ca: What are your recommendations for a national strategy aimed at decarbonizing Canadian cement?

David: Firstly, carbon accounting is essential. This involves measuring, counting, and expensing CO2. In Canada, there are different pricing methods across the provinces. While this diversity may be a necessary transitional step, we must eventually unify these approaches. Carbon accounting is less about correctness and more about aligning the right stakeholders on measurement methods. It is crucial that we get this right.

“We need to evaluate the implications of not adding a sufficient amount of new electrical power each year.”

The second aspect is pace. We must understand the cost of inaction. Currently, each increase in a hydro project or similar initiatives is considered in isolation. To achieve our goals, we need to evaluate the implications of not adding a sufficient amount of new electrical power each year. The real challenge is ensuring we move quickly enough, and it is vital to set and understand milestones for our progress.

“For the industrialization required to meet our sustainability goals, it is imperative to have the right people in the right places at the right times.”

The last issue revolves around people. Canada faces a demographic challenge, notably a shortage of construction workers and skilled tradespeople. For the industrialization required to meet our sustainability goals, it is imperative to have the right people in the right places at the right times. Therefore, we need to significantly enhance our focus on this area.

Municipalities should not create isolated carbon reduction plans; instead, they should offer themselves up as pilot locations and collaborate with provincial and federal governments to develop a unified strategy. Sustainability requires alignment, and municipalities can significantly contribute by participating in pilot projects.

“As major participants in infrastructure projects, provinces should incorporate green procurement criteria into their bids to stimulate demand for sustainable solutions.”

For the provinces, my call to action is to leverage their purchasing power. As major participants in infrastructure projects, provinces should incorporate green procurement criteria into their bids to stimulate demand for sustainable solutions.

I am very encouraged by the federal initiative for Carbon Contracts for Difference. These contracts provide a guaranteed or minimum price for carbon, which is crucial for economic modelling. For instance, if a business plans to build a new cement plant assuming a carbon price of $100 per tonne of CO2, and this price foundation is changed, it poses a significant risk. Carbon Contracts for Difference secure these economic assumptions, enabling businesses to make confident investment decisions. 

Industry should focus on bringing like-minded people together to find solutions. Sustainability is a team sport. You need to have the right players together to try out the right moves.

The magic to operationalize decarbonization is going to lie with governance. Right now, we are in the process of changing the rules to make the sustainable solution the profitable solution. This changing of the rules and new governance structures needs innovation and the best and the brightest on it. The rules must be simple enough for people to understand and act upon but not so simple that the are gamed to produce the wrong outcome. I really encourage people to think about the governance question. Once the governance is in place, I trust that the markets will find the most elegant and optimal solution.

 

TheFutureEconomy.ca: Is there a final stakeholder group you want to address?

David: A lot of people like to look at carbon dioxide as the cement or oil industry’s problem. However, it is really our problem. We have built a world based on fossil fuels, and if you look at it, it is directly aligned with population growth. The other piece is that a person’s carbon dioxide footprint is directly aligned with how much they earn. The more you earn, the more carbon dioxide you burn. For us to find a solution, governance and innovation are going to be needed. But, it is going to take changes in how we think, operate, and understand our part. The public has to be brought in as an active player in the solution. 


Calls to Action

1. On Ways to Decarbonize Cement

  • Canada must move quickly to adopt the use of low-carbon fuels in cement production. 
  • Cement producers must ramp up the use of Substitute Cementitious Materials like slag or fly ash, which can reduce the cement content and bring down carbon emissions. 

2. On Measuring and Pricing Carbon

  • It is not sufficient to rely on Environmental Product Declarations to measure carbon content as they only measure embodied carbon and carbon accumulated throughout the lifecycle.
  • A standard carbon accounting methodology is needed to help align stakeholders and ensure everyone is operating at the same standards. 
  • The government should continue implementing Carbon Contracts for Difference as they help secure economic assumptions about the price of carbon and enable businesses to make confident investment decisions. 

2. On the Policies Needed for Decarbonization

  • As major participants in infrastructure projects, provinces should incorporate green procurement criteria into their bids to stimulate demand for sustainable solutions.
  • Canada has a shortage of construction workers and skilled tradespeople. We must increase training efforts for a workforce skilled in the needs of the decarbonization transition. 
  • Municipalities should not create isolated carbon reduction plans; instead, they should offer themselves up as pilot locations and collaborate with provincial and federal governments to develop a unified strategy.

Version française

Comment accélérer la décarbonation du ciment au Canada

Points clés

  1. Comment l’industrie du ciment décarbone ses produits
  2. Comment le Canada devrait mesurer et fixer le prix du carbone
  3. L’importance d’une solution durable qui soit également rentable

Appel à l’action

Faites défiler la page jusqu’à la fin pour consulter le résumé complet de tous les appels à l’action de cet entretien.


Les progrès du Canada dans la décarbonation du ciment

L’économie de demain.ca : Comment évaluez-vous les progrès du Canada concernant la décarbonation de l’industrie du ciment ?

David Redfern : Le Canada est en très bonne position. À l’heure actuelle, l’un des éléments clés de la décarbonation de notre industrie est l’alignement entre le gouvernement et l’industrie elle-même. Nous avons travaillé en étroite collaboration avec le gouvernement fédéral. En fait, nous avons été la première industrie à établir une feuille de route pour atteindre le niveau zéro avec l’ISED (Innovation, Science et Développement économique Canada). Cette feuille de route nous permettra d’atteindre l’objectif zéro d’ici 2050 avec les technologies connues et de réduire nos émissions de 40 % par rapport à 2005 d’ici 2030, ce qui est très enthousiasmant. 

TheFutureEconomy.ca : Comment décririez-vous l’importance de réduire l’empreinte carbone de l’industrie canadienne du ciment ?

David : Il est essentiel de réduire l’empreinte du ciment et du dioxyde de carbone. Lorsque nous parlons de durabilité, l’une des choses que les gens ne réalisent pas vraiment, c’est que nous sommes à la veille d’une industrialisation que nous n’avons pas connue depuis 100 ans. Ce que nous vivons actuellement équivaut à la révolution industrielle. Nous allons devoir tripler notre réseau électrique au Canada d’ici à 2050. Nous allons devoir reconstruire toutes nos usines. Lorsque les gens pensent à la durabilité, ils ne pensent pas au processus d’industrialisation et au fait qu’il y aura toute une série de produits impliqués dans ce processus. Le ciment jouera un rôle essentiel dans la construction de l’infrastructure nécessaire à cette transition. 

« Nous sommes à la veille d’une industrialisation que nous n’avons pas connue depuis 100 ans. »

D’autre part, le ciment est un produit à forte intensité de dioxyde de carbone. La production de ciment représente 6 à 8 % de l’empreinte mondiale de dioxyde de carbone. Il faut s’attaquer à ce problème sans entraver les progrès nécessaires à la mise en place des infrastructures du Canada.

L’électrification proviendra de l’hydroélectricité, de l’énergie thermique, voire de l’énergie nucléaire. Les installations pour ces sources d’énergie ne seront pas construites avec du bois, mais avec du béton et du ciment.  

TheFutureEconomy.ca : Quels sont les principaux défis auxquels est confrontée l’industrie canadienne du ciment ? 

David : L’un des plus grands défis concerne la question de la comptabilisation du carbone. Nous sommes un pays à forte intensité de carbone qui produit environ 15 tonnes de dioxyde de carbone par habitant. Si vous gagnez de l’argent et que vous faites partie des 10 % de personnes les mieux rémunérées au Canada, vous produisez probablement environ 60 tonnes de dioxyde de carbone par an. Nous devons maintenant décider comment attribuer une valeur au dioxyde de carbone. Notre plus grand défi sera de changer les règles pour que la solution durable devienne la solution rentable.  


Le prix et le potentiel du ciment 

TheFutureEconomy.ca : Comment feriez-vous pour fixer un prix au ciment et vous assurer qu’il favorise la solution la plus durable ? 

David : L’approvisionnement va jouer un rôle énorme dans ce domaine. La première chose sur laquelle nous devons nous mettre d’accord concerne la façon dont nous mesurons le dioxyde de carbone. Vous avez probablement entendu parler des EPD (déclarations environnementales de produit). Ce sont de bonnes premières étapes, mais elles ne sont pas conçues pour les marchés publics. Elles n’ont pas la certification de vérification requise pour être utilisées dans le cadre d’un processus de passation de marchés. 

L’étape suivante après une EPD, qui mesure le carbone incorporé, est de passer à une évaluation du coût du cycle de vie, où l’on va un peu plus en profondeur. Cette simple mesure est la première étape que nous devons vraiment franchir.  

TheFutureEconomy.ca : Quelles sont les principales opportunités pour l’industrie du ciment dans ce processus de décarbonation ?

David : Actuellement, en moyenne et au Canada, chaque tonne de ciment produit environ 750 kg de dioxyde de carbone. Un tiers de cette quantité provient de l’énergie utilisée pour chauffer les fours, et les deux autres tiers proviennent du processus de calcination. La production de ciment consiste essentiellement à extraire le dioxyde de carbone du calcaire pour fabriquer du ciment. Par conséquent, la cible la plus facile à atteindre pour la décarbonation est le remplacement de l’énergie utilisée pour ce processus, qui provient actuellement du charbon ou du gaz, par de l’énergie verte. La meilleure énergie que nous puissions utiliser est celle des déchets et des combustibles à faible teneur en carbone. 89 % de la production de ciment dans les pays écologiquement avancés comme le Japon et l’Europe utilisent des combustibles à faible teneur en carbone fabriqués à partir de déchets. Au Canada, nous en sommes à 10 ou 15 %. 

La deuxième étape rapide est l’utilisation de matériaux cimentaires de substitution (MCS). Certains matériaux classiques sont le laitier ou les cendres volantes. Ils peuvent être utilisés pour réduire la teneur en ciment. Il existe également des cendres pouzzolaniques, de la pierre ponce et d’autres matériaux dont l’empreinte en dioxyde de carbone est beaucoup plus faible.

La solution durable doit également être rentable, sinon les gens ne l’adopteront pas. En règle générale, les individus ne sont pas disposés à payer beaucoup plus pour la durabilité. Par exemple, si un type d’essence coûte deux fois plus cher mais produit deux fois moins d’émissions de CO2, très peu de gens choisiraient d’en acheter, à moins que cela ne soit imposé. Toutefois, au Canada, les conditions économiques deviennent favorables en raison du prix du CO2. Nous nous dirigeons vers l’électrification de nos flottes – une décision principalement motivée par des facteurs économiques. Établir des partenariats avec des acteurs stratégiques est crucial alors que nous recherchons des solutions durables et économiques pour la réduction des émissions de CO2.


Comment décarboner le ciment

TheFutureEconomy.ca : Quelles sont vos recommandations pour une stratégie nationale visant à décarboner le ciment canadien ?

David : Tout d’abord, la comptabilisation du carbone est essentielle. Il s’agit de mesurer, de compter et de comptabiliser les émissions de CO2. Au Canada, les méthodes de tarification varient d’une province à l’autre. Bien que cette diversité soit une étape transitoire nécessaire, nous devons à terme unifier ces approches. La comptabilité carbone est moins une question d’exactitude que d’alignement des bonnes parties prenantes sur les méthodes de mesure. Il est essentiel que nous y parvenions.

« Nous devons évaluer les conséquences de l’absence d’une quantité suffisante de nouvelle énergie électrique chaque année. »

Le deuxième aspect est le rythme. Nous devons comprendre le coût de l’inaction. Actuellement, chaque augmentation d’un projet hydroélectrique ou d’initiatives similaires est considérée isolément. Pour atteindre nos objectifs, nous devons évaluer les conséquences de l’absence d’une quantité suffisante de nouvelle énergie électrique chaque année. Le véritable défi consiste à s’assurer que nous avançons suffisamment vite, et il est essentiel de fixer et de comprendre les étapes de nos progrès.

La dernière question concerne les personnes. Le Canada est confronté à un défi démographique, notamment à une pénurie de travailleurs de la construction et d’ouvriers qualifiés. Pour l’industrialisation nécessaire à la réalisation de nos objectifs de durabilité, il est impératif d’avoir les bonnes personnes au bon endroit et au bon moment. C’est pourquoi nous devons nous concentrer davantage sur ce domaine.

Les municipalités ne doivent pas créer des plans isolés de réduction des émissions de carbone ; elles doivent plutôt se proposer comme sites pilotes et collaborer avec les gouvernements provinciaux et fédéral pour élaborer une stratégie unifiée. La durabilité exige un alignement, et les municipalités peuvent y contribuer de manière significative en participant à des projets pilotes.

« En tant qu’acteurs majeurs des projets d’infrastructure, les provinces devraient intégrer des critères d’achats écologiques dans leurs appels d’offres afin de stimuler la demande de solutions durables. »

Pour les provinces, mon appel à l’action est de tirer parti de leur pouvoir d’achat. En tant qu’acteurs majeurs des projets d’infrastructure, les provinces devraient intégrer des critères d’achats écologiques dans leurs appels d’offres afin de stimuler la demande de solutions durables.

Je trouve très encourageante l’initiative fédérale des contrats carbone pour la différence. Ces contrats prévoient un prix garanti ou minimum pour le carbone, ce qui est crucial pour la modélisation économique. Par exemple, si une entreprise prévoit de construire une nouvelle cimenterie en supposant un prix du carbone de 100 dollars par tonne de CO2, et que ce prix de base est modifié, cela représente un risque important. Les contrats carbone pour la différence garantissent ces hypothèses économiques, ce qui permet aux entreprises de prendre des décisions d’investissement en toute confiance. 

« La magie de l’opérationnalisation de la décarbonation réside dans la gouvernance. »

L’industrie devrait s’efforcer de réunir des personnes partageant les mêmes idées pour trouver des solutions. Le développement durable est un sport d’équipe. Il faut réunir les bons joueurs pour essayer les bonnes solutions.

La magie de l’opérationnalisation de la décarbonation réside dans la gouvernance. À l’heure actuelle, nous sommes en train de changer les règles pour que la solution durable devienne la solution rentable. Ce changement de règles et ces nouvelles structures de gouvernance nécessitent de l’innovation et l’intervention des meilleurs et des plus brillants. Les règles doivent être suffisamment simples pour que les gens les comprennent et agissent en conséquence, mais elles ne doivent pas être si simples qu’elles puissent être détournées pour produire un résultat erroné. J’encourage vraiment les gens à réfléchir à la question de la gouvernance. Une fois la gouvernance en place, je suis convaincu que les marchés trouveront la solution la plus élégante et la plus optimale.

TheFutureEconomy.ca : Y a-t-il un dernier groupe de parties prenantes auquel vous souhaitez vous adresser ?

David : Beaucoup de gens considèrent que le dioxyde de carbone est le problème de l’industrie du ciment ou du pétrole. En réalité, c’est notre problème. Nous avons construit un monde basé sur les combustibles fossiles, et si vous regardez bien, cela est directement lié à la croissance de la population. Par ailleurs, l’empreinte carbone d’une personne est directement liée à ses revenus. Plus on gagne, plus on brûle de dioxyde de carbone. Pour trouver une solution, nous aurons besoin de gouvernance et d’innovation. Mais il faudra aussi changer notre façon de penser, d’agir et de comprendre notre rôle. Le public doit devenir un acteur actif de la solution.


Appels à l’Action

1. Sur les moyens de décarboner le ciment

  • Le Canada doit agir rapidement pour adopter l’utilisation de combustibles à faible teneur en carbone dans la production de ciment.
  • Les producteurs de ciment doivent accélérer l’utilisation de matériaux cimentaires de substitution tels que le laitier ou les cendres volantes, qui peuvent réduire la teneur en ciment et diminuer les émissions de carbone.

2. Sur la mesure et la tarification du carbone

  • Il n’est pas suffisant de s’appuyer sur les déclarations environnementales de produits pour mesurer la teneur en carbone, car elles ne mesurent que le carbone incorporé et le carbone accumulé tout au long du cycle de vie.
  • Une méthodologie standard de comptabilisation du carbone est nécessaire pour aider à aligner les parties prenantes et garantir que tout le monde fonctionne selon les mêmes normes. 
  • Le gouvernement devrait poursuivre la mise en œuvre des contrats de différence sur le carbone, car ils contribuent à sécuriser les hypothèses économiques sur le prix du carbone et permettent aux entreprises de prendre des décisions d’investissement en toute confiance.

3. Sur les politiques nécessaires à la décarbonation

  • Le Canada connaît une pénurie de travailleurs dans la construction et de personnes de métier qualifiées. Nous devons accroître les efforts de formation pour une main-d’œuvre qualifiée dans les besoins de la transition vers la décarbonation
  • Les municipalités ne devraient pas créer des plans isolés de réduction des émissions de carbone ; elles devraient plutôt se proposer comme lieux pilotes et collaborer avec les gouvernements provinciaux et fédéral pour élaborer une stratégie unifiée
  • En tant que participants majeurs aux projets d’infrastructure, les provinces devraient intégrer des critères d’approvisionnement écologique dans leurs appels d’offres afin de stimuler la demande de solutions durables.