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Decarbonizing the cement industry: Findings from coupling prospective life cycle assessment of clinker with integrated assessment model scenarios

Müller, Amelie und Harpprecht, Carina und Sacchi, Romain und Maes, Ben und van Sluisveld, Mariesse und Daioglou, Vassilis und Savija, Branko und Steubing, Bernhard (2024) Decarbonizing the cement industry: Findings from coupling prospective life cycle assessment of clinker with integrated assessment model scenarios. Journal of Cleaner Production. Elsevier. doi: 10.1016/j.jclepro.2024.141884. ISSN 0959-6526.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652624013325

Kurzfassung

In the race to achieve global climate neutrality, carbon intensive industries like the clinker and cement industry are required to decarbonize rapidly. The environmental impacts related to potential transition pathways to low-carbon systems can be evaluated using prospective life cycle assessment (pLCA). This study conducts a pLCA for future global clinker production, integrating long-term transition pathways from the IMAGE integrated assessment model (IAM) to maintain global consistency. It systematically modifies the ecoinvent v3.9.1 database using the Python library premise to create future database versions representing future clinker production embedded in a future economy according to a 3.5°C-baseline, a 2°C-compliant and a 1.5°C-compliant scenario. Our study indicates that climate change impacts of clinker production may decrease from about 1.03 kg CO2-eq/kg clinker in 2020 to 0.94 (3.5°C-baseline), 0.20 (2°C-compliant), and 0.16 (1.5°C-compliant) kg CO2-eq/kg clinker in 2060 for the global average. This corresponds to a 10% (3.5°C-baseline), 81% (2°C-compliant) and 84% (1.5°C-compliant) decrease by 2060 compared to 2020. Under these scenarios, global clinker production alone would require 5%–11% of the remaining end-of-century carbon budget for the 2 °C and 1.5 °C-target, respectively. While the climate change impacts are substantially reduced, our study also indicates that the transition pathways shift the burden towards other impact categories, such as ionizing radiation, ozone depletion, material resources and land use. Developing IAM-compatible scenarios for more product groups helps to increase the coherence of pLCA studies. As this study is based on an IAM heavily reliant on carbon capture and storage and bioenergy, future research should explore the effects of different technology pathways and alternative mitigation strategies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/206614/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Decarbonizing the cement industry: Findings from coupling prospective life cycle assessment of clinker with integrated assessment model scenarios
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, Ameliea.muller (at) cml.leidenuniv.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Harpprecht, CarinaCarina.Harpprecht (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2878-0139NICHT SPEZIFIZIERT
Sacchi, Romainromain.sacchi (at) psi.chhttps://orcid.org/0000-0003-1440-0905NICHT SPEZIFIZIERT
Maes, BenBen.Maes (at) uantwerpen.beNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
van Sluisveld, MariesseMariesse.vanSluisveld (at) pbl.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Daioglou, Vassilisvassilis.daioglou (at) pbl.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Savija, BrankoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Steubing, Bernhardb.r.p.steubing (at) cml.leidenuniv.nlhttps://orcid.org/0000-0002-1307-6376NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2024
Erschienen in:Journal of Cleaner Production
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.jclepro.2024.141884
Verlag:Elsevier
ISSN:0959-6526
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Prospective life cycle assessment; Integrated assessment models; Clinker; Industry; decarbonization; Climate change; Scenarios; Carbon capture
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Energiesystemdesign
HGF - Programmthema:Digitalisierung und Systemtechnologie
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SY - Energiesystemtechnologie und -analyse
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Energiesystemtechnologie
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Vernetzte Energiesysteme > Energiesystemanalyse, ST
Hinterlegt von: Harpprecht, Carina
Hinterlegt am:30 Sep 2024 09:34
Letzte Änderung:30 Sep 2024 09:34

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