Некоторые вещи никогда не меняются, но в период до 2050 года мы можем ожидать глубоких сдвигов в обществах, демографии, технологиях, бизнесе и окружающей среде. Все из этого факторы будут иметь огромное влияние на цементную и бетонную промышленность. Используя данные из большого количества разнообразных источников, здесь я даю некоторые предложения о том, как глобальная цементная промышленность будет выглядеть в 2050 году.

Мировая цементная промышленность будет реагировать в следующие три десятилетия по некоторым из самых важных изменений в истории человечества. Население будет увеличились с 6 млрд в 2000 году до 9,7 млрд в 2050 году, в то время как глобальные темпы урбанизации увеличатся с 47% в 2000 году до 66% к середине века. Глобальный ВВП в 2000 году составил 33 трлн долларов США, но вырастет до к 140 году — около 140 трлн долларов США. Мир быстро стареет: 7% населения мира было 65 лет и старше в 2000 году (420 млн. человек), но в 2050 году это будет 17% (1,6 млрд человек).

Эти статистические данные скажутся на мировой цементной промышленности, как некоторые из величайших возможностей в своей истории. В В то же время отрасль сталкивается с большими проблемами: она использует дорогую энергию для создания продукта с высокими выбросами CO2 в условиях все более ограниченного углерода. Это делает этот продукт в высокой степени капиталоемкие заводы в секторе с хронической избыточной пропускной способностью и снижение барьеров для входа.

Я предполагаю в этой статье, что глобальная цементная промышленность превратится в более глобальную, интегрированную, оптимизированный для энергии, с низким или нулевым содержанием углерода. И все больше автоматизированный бизнес в течение следующих трех десятилетий и за его пределами.

Неизменное будущее

Некоторые важные вещи не изменятся между сейчас и в 2050.

Природа человека во всех ее формах существенно не изменится: в большей или меньшей степени мы сохраним жадность, страх, лень, амбиции, невежество, обучение, доброту и многие другие качества, которые составляют человеческую природу.

Тем не менее, цифры свидетельствуют о что мы, как вид, становимся менее жестокими и что войны становятся менее распространенными.

Балансы и бизнес не изменятся:
Успешные компании сделают правильно три вещи: они сделают то, что люди хотят купить; они получат больше, чем они потратили. У них будут деньги, чтобы тратить, когда им нужно это.

Потеря всегда будет потерей, а прибыль — прибылью. Бизнес не может позволить себе нести убытки. Рынки всегда будут несовершенны. Некоторые вещи будет стоить дорого, некоторые вещи дешево. Некоторые вещи предложит хорошее соотношение цены и качества, и некоторые вещи не будут. Подумайте о iPhone или тонне бетона.

Что предлагает лучшее соотношение цены и качества?

  • • Основная физика и химия не изменится.
  • • Математика не изменится.
  • • Наша физиология не изменится.

Люди будут еще есть и спать, они будут переваривать (и прочее), и они будут размножаться. Они будут рождаться, вырастать и будут стареть. Они будут двигаться от место к месту. Некоторые заболеют, а некоторые заболеют сильнее. Тем не менее, мы все умрем, в конце концов. Это все не изменится.

Все эти неизменные вещи имели и будет продолжать оказывать глубокое влияние на цементную промышленность. Человеческая природа все равно заставляет людей жить в безопасности и комфортном окружении, и для обеспечения безопасности и здоровой среды для своих детей.

Цемент и бетон могут помочь. Человеческая природа будет подталкивать людей к инновациям и таким технологиям, в том числе для производства цемента, будет продолжать становиться более эффективным. Бетон обеспечивает соотношение цены и качества решения ряда различных проблем что сводится к необходимости немедленного и затем длительная объемная прочность на сжатие. Люди готовы платить за это решение, тем более что он предлагает лучшее соотношение цены и качества, чем доступные в настоящее время заменители. Цементные компании могут поставлять цемент, основной ингредиент для бетона, с прибылью, и они делают это.

Люди нуждаются / хотят иметь больницы, школы, дороги, дома, железные дороги, энергия (производство / передача), мосты, магазины, офисы и рабочие зоны, канализацию и очистные сооружения, и другая инфраструктура, и они всегда будут. Бетон подходит как материал для строительства большинства этих объектов. Эти вещи со временем изнашиваются и подлежат замене или ремонту. Будь то для строительства или ремонта, бетон будет использоваться.

Пиковое потребление цемента на душу населения составляет переход стран от сельского к городскому обществу, и как городская инфраструктура постепенно строится (рисунок).

Как страны модернизируются и урбанизируются, их потребление цемента исторически увеличилось от примерно 100 кг на душу населения в сельской местности, до пиковых около 1500 кг на душу населения в год. Прежде чем стабилизируется к долгосрочному среднему для развитых стран, которые время от времени строят новую инфраструктуру, но в основном только ремонт, около 500 кг на душу населения в год.

Нет оснований полагать, что эта историческая и глобальная тенденция изменится. Эта эволюция от неразвитой / сельской нации через развивающуюся нацию к статусу развитой нации происходит во всем мире, и дает сильный указатель на будущий расход бетона.

Изменения в будущем

Трудно делать прогнозы, особенно о будущее. В конце концов cуществует бесконечно много возможностей будущего (рис. 3).

Однако мы можем быть уверены в граничных условиях будущего, так как некоторые изменения уже неизбежны или уже идут:

  • • демографические изменения;
  • • экологические изменения;
  • • экономические и социальные перемены;
  • • Технологические изменения.

Демографические изменения

В день моего рождения, в июне 1967 года, 3 362 920 394 человек на планете. Сегодня уже вдвое больше, 7,7 млрд. Увеличивается на 82 млн в год. В ближайшие десятилетия Азия (включая Индию и Китай) и Африка будут резко расти в численность населения. Вместе у них было 4,55 млрд человек в 2000 году (820 млн. в Африке). Или 5,9 млрд. 2019 (1,32 млрд в Африке) и к 2050 году они будут иметь общая численность населения 7,78 млрд человек, из которых 2,5 миллиарда будет в Африке. Население США вырастет с 282 млн в 2000 году до 330 млн в 2019 году и возможно, более 400 млн в 2050 году.

10 самых густонаселенных стран в 2050 году будут Индия, Китай, США, Нигерия, Индонезия, Пакистан, Бразилия, Эфиопия, Бангладеш и Филиппины.

В других странах население будет статичным или падать, особенно в Восточной Европе, России, на юге Корея и Япония.

Начиная примерно с 2030 года, в Китае население начнет падать и, вероятно, потеряет около 50 миллионов человек между 2030 и 2050 годами. В то же время, многие страны мира будет иметь старение населения, особенно в Японии, Испания, Португалия, Греция и Корея, где почти 40% населения в возрасте старше 65 лет 2050: более 25% населения Китая будет старше 65 лет к тому же времени.

Изменение окружающей среды

Нельзя отрицать, что атмосфера Земли повышает температуру, и это привело к тому, что в последние годы самый горячие по наблюдениям. Из-за количества CO2, которое мы уже выбросили в атмосферу, мир будет продолжать нагреваться, оказывая различные воздействия на окружающую среду. Это будет достаточно плохо, но возможно, худшим будет повсеместная деградация и разрушение мест обитания диких животных, сокращение биоразнообразия, а также загрязнение и чрезмерная эксплуатация морей.

Изменение климата повлияет на растущую численность населения по всему миру. Благодаря политическим действиям цена выбросов углерода / углекислого газа в Европе увеличилась с практически ноль в 2000 году к евро / 25 долл. США / т в 2019 году и вероятно, к 2050 евро за тонну в 2050 году.

Экономические и социальные перемены

Большие изменения в человеческом обществе неизбежны. Глобализация продолжится, но Китай проиграет некоторые из его экономических преимуществ. Его население падает и растет инфляция заработной платы. Производство может сместиться в Африку, чтобы воспользоваться преимуществами более низких заработных плат. Глобальное неравенство доходов будет продолжаться, но крайняя бедность уменьшится.

Гендерное неравенство будет уменьшаться во всем мире, особенно по мере того, как женщины продолжать использовать рабочую силу.

В то же время, уровень грамотности будет расти, что связано с глобальным ростом урбанизации (который вырастет с 47% в 2000 году до 55% в 2019 году и 66% в 2050 году). В период с настоящего момента до 2050 года мы, вероятно, увидим, по крайней мере, одну, если не две крупные рецессии.(возможно, происходящий из Китая).

Технологические изменения

Вот лишь некоторые из технологических изменений, которые прогнозируется. Которые повлияют на мир в течение следующих нескольких десятилетий:

  • • коммерческое использование термоядерного синтеза;
  • • продолжение роста возобновляемой энергии;
  • • Эффективные, недорогие технологии хранения энергии;
  • • общий искусственный интеллект;
  • • безпилотные автомобили;
  • • лекарства от ВИЧ, малярии, болезни Альцгеймера, менингита и рака;
  • • глобальное использование интернета> 90%;
  • • захватывающая виртуальная реальность;
  • • Гуманоидные автономные роботы исследуют Марс …

… но будут и другие технологические разработки, которых мы не ожидаем

Изменение технологий в цементной промышленности

В частности, в цементной промышленности мы наблюдаем зрелость в технологиях. Задача которого добиться значительного повышения энергоэффективности с улучшенной техникой.

  • • Вертикальные валковые мельницы, горизонтальные валковые мельницы и Роликовые шлифовальные прессы принесли высокий уровень эффективности измельчения (с точки зрения удельного расхода энергии) до измельчения сырой муки и измельчения клинкера;
  • • Улучшенные конструкции сепараторов, циклонов, вентиляторов и горелок перемещают технологические газы все более эффективно;
  • • Многоступенчатые, многострунные, предварительные нагреватели, предкальцинаторные пиросистемы с эффективными охладителями и улавливателями рекуперация тепла снижает потребление энергии к теоретическому минимальному подводу тепла для уровни клинкеризации (наилучшая доступная техника (НДТ) для новых заводов и крупных модернизаций 2,9-3,3 ГДж / т клинкер, по сравнению с теоретическим минимумом 1,6–1,85 ГДж / т клинкера). Практические и экономические соображения означают, что эффективность приближается к возможному;
  • • Коэффициенты помола клинкера лучше поняты и оптимизируются для уменьшения помола энергетические потребности;
  • • Повышенная автоматизация и цифровизация в заводской эксплуатации (включая улучшенные сенсорные стратегии, дистанционную диагностику, анализ больших данных (в том числе AI-анализ неструктурированных данных, таких как изображения и видео), виртуальное оборудование и установки, компьютерная техника развитие силы, широкое внутреннее использование CFD и интеллектуальные системы управления (основанные сначала на «Захвате знаний», а затем на машинном обучение) приведет к стабилизации и оптимизации систем и дальнейшее повышение эффективности производства клинкера;
  • • Акцент на «цифровом» производстве цемента (некоторые заводы теперь работают дистанционно и по AI) будет означать, что цементные заводы будут все более чувствительны к цифровым проблемам: черви, Трояны, вирусы и злонамеренные хакеры потенциально могут разрушить компании. Кибер-безопасность станет критическим приоритетом для цементных заводов в будущем
  • • Где могут быть дорогие и склонные к ошибкам работники люди будут заменены на автоматизацию
  • • Будет повышенный акцент на ‘высоко технологическое производство клинкера, возможно, в сообществе с информационных инженеров, работающих с инженерами-механики, химики и электрики.
  • • Более высокотехнологичный цемент будет использовать различные современные новые технологии:
  • — солнечное или электрическое отопление;
  • — косвенное улавливание углерода;
  • — 100% использование альтернативных видов топлива с нулевым содержанием CO2 (на основе биомассы);
  • — Наименьше возможное CO2-излучающее сырье / переработанные материалы;
  • — Оптимизированный помол клинкера для минимальной удельной энергии помола;
  • — Сверхпрочный клинкер / цемент.

Конечной точкой будет автономная фабрика, которая производит точное количество и тип цементного связующего, с минимально возможными выбросами CO2, при дистанционное управление, без вмешательства человека — своего рода «Завод автокем».

Как весь цементный сектор меняется до 2050 года

Технологические изменения в цементной промышленности (эффективность производства, автоматизация) будет продолжаться, как указано выше. Тем не менее, это на пересечении демографических, экологических, экономических, социальных и технологические изменения, которые цементный сектор претерпит в ближайшие годы до 2050 года:

  • • Капитальные затраты на новые производственные мощности упадут из-за выхода китайской техники и компаний на международные рынки: барьеры для входа потенциальных новых производителей цемента в настоящее время ниже, чем когда-либо.
  • • В настоящее время глобальный кризис избыточных мощностей. Слишком много клинкера производится и слишком мало покупателей. Широко распространенные неэкономичные производственные мощности (Рисунок 4);
  • • Некоторые из этих избыточных мощностей могут быть использованы за счет роста спроса (например, в Африке). Но компании имеют постоянную тенденцию строить слишком большие и избыточные производственные мощности, чтобы защитить долю рынка.
  • • Страны, которым предлагается транзитный статус до развитого статуса к 2050 году включает в себя: Аргентина, Чили, Китай, Коста-Рика, Хорватия, Венгрия, Иран, Казахстан, Латвия, Литва, Малайзия, Панама, Польша, Румыния, Россия, Саудовская Аравия, Южная Африка, Таиланд, Турция, ОАЭ, Уругвай.
  • • По мере того, как все больше и больше стран становятся развитыми, они переходят в «режим обновления» — и их спрос на цемент снизится на 30-60%
  • • Слишком много «старых» цементных заводов. Слишком много слишком маленьких, слишком загрязняющих, слишком неэффективных: при сохраняющейся тенденции они будут закрыты (или превращены в мельницы и / или распределительные терминалы);
  • • Цементные компании «сгорели» в финансовом кризисе, оказавшись со слишком большим долгом: они находятся в процессе десятилетнего «уменьшения заемных средств» (погашения долга). Например, LafargeHolcim стремится погасить свой долг, чтобы достичь двух или менее раз соотношения чистого долга к текущей EBITDA к концу 2019. Во время делевереджа доступно меньше денег для капитальных проектов, рабочих мест и технического обслуживания;
  • • Новые цементные заводы «с нуля» по существу сейчас «вне меню»;
  • • Проекты с быстрой окупаемостью, такие как использование альтернативного топлива и использование утилизируемого тепла для производства электроэнергии станут еще более распространенными;
  • • Производство устаревшего клинкера будет сосредоточено на крупных, современных, эффективных и относительно экологически чистых «мега-фабрики», в идеале с хорошим транспортное сообщением (хороший пример завод LafargeHolcim Ste Genevieve производительностью 12 000 т / день на реке Миссисипи)
  • • Новые высокотехнологичные цементные заводы могут быть построены для производств с низким или нулевым содержанием CO2;
  • • Цементные заводы могут оказаться под физическими или кибератака со стороны экологических активистов в будущем;
  • • Наши исследования показывают, что право собственности в мире бетонной промышленности чрезвычайно фрагментирована и созрело для рационализации. LafargeHolcim под новым генеральным директором Ян Джениш занят продажей неработающих цементных активов в странах с избыточным снабжением и реинвестирование в конкретные компании;
  • • Вертикальная интеграция (цемент-заполнитель-бетон) будет продолжаться: больше синергии (прибыли) получить от оптимизации цементобетона бизнеса, а не только выигрыш в эффективности только от цементной промышленности;
  • • Учитывая быстро растущую стоимость углерода выбросы, дорогостоящее и загрязняющее производство клинкера станут менее прибыльными;
  • • Более дешевые заменители клинкера с низким или нулевым содержанием CO2 будет все больше использоваться (включая новые цементы, наполнители, смеси и т. д.) (см. рисунок 5);
  • • Железо-стальной шлак и угольная электростанциии имеют свои собственные выбросы CO2, поэтому с повышенным спросом (для использования в цементе с низким содержанием клинкера) и уменьшенным предложением (из-за роста электродуговых печей и прогрессирующий упадокугольных электростанций), затраты на шлак и фляш резко увеличится.
  • • Увеличение стоимости клинкера сильно подстегнет цементобетонная промышленность к инновациям в смешанном использование.
  • • Цементно-бетонные компании станут «Смешанными агностиками» — не одобряющими клинкер функциональные ингредиенты — но производство клинкера часть их бизнеса становится менее прибыльной.
  • • Разработка добавок и ультратонкого цемента помол может привести к снижению содержания цемента в бетоне
  • • Инновации в свойствах клинкера / бетона на основе цемента, в том числе:
  • — Самодиагностирование бетона
  • — Самовосстанавливающийся бетон
  • — бетон для хранения углерода (например, Solidia)
  • — теплоизоляционный бетон
  • — теплопроводный бетон
  • — проницаемый бетон
  • — легкий бетон
  • — светопропускающий бетон
  • — светопрозрачный бетон
  • — светоизлучающий бетон
  • — электричество для хранения бетона
  • — сверхвысокопрочный бетон (> 100 МПа)
  • — стекловолокно железобетон.
  • • Более пристальное внимание будет уделено выбросам из зданий в течение срока службы: хотя содержание клинкера CO2, мало клинкерный цемент и малоцементный бетон меньше СО2. Из-за тепловой инерции, долговечность здания и «изоляция» бетона может по-прежнему изготавливаться из альтернативных материалов (таких как дерево, сталь, стекло и гипсокартон). Мы ждем цифры, чтобы доказать, что здания на основе бетона которые имеют более низкий срок службы по сравнению с другими строительные материалы.
  • • Альтернативы традиционному цементу и бетону будет продолжаться разрабатываться, включая активированный щелочный цементный материал (AACM) (с использованием некоторого процента GGBS, например, Cemfree); геополимерные цементы (щелочно-активированный метакаолин, например, Banah UK), геополимерные / бетонные гибриды (например, C-Probe);
  • • Бетон будет продолжать конкурировать в интенсивной борьбе за долю рынка с его потенциальными заменителями в ряде областей применения, включая асфальт, гипсокартон, кирпич, древесина, сталь, стекло, алюминий и другие.
  • • Бетон будет продолжать использоваться, если это самый дешевый подходящий материал: другие материалы будут используется, если они станут наиболее дешевым подходящим материалом.
  • Предостережения

    Предположим, что ничего плохого не происходит в плоть до 2050 года. Это влияет на региональную или национальную экономику, за исключением ранее упомянутой глобальной. Или региональные спады и экологическая деградация.

    Тем не менее, другие более или менее вероятные события, которые могут повлиять на широкое экономическое развитие. Это может включать в себя: глобальный коллапс популяции насекомых ( «Insectageddon»). Каскадное и другое «Огненное кольцо» землетрясений и цунами. Долгосрочные торговые войны. Смена китайского режима. Дефолт в США. Экономический или политический крах ЕС. Пандемии. Кризис устойчивости к антибиотикам. Глобальный песчаный кризис

    (и т. д.) (см. рисунок 6).
    • Гипс, СКМ и наполнители
    • Сценарий высокого клинкера -0,3% / год
    • Сценарий низкого клинкера -0,6% / год
    • Новые цементы, высокий рост сценарий 0,1% / год
    • Новые цементы низкого роста сценарий 0,05% / год
    • Глобальные тенденции клинкерного фактора, 2000- 2050. Сценарий с высоким клинкером включает фактор клинкера со снижением на 0,3% в год. В то время как сценарий низкого клинкера видит свою текущую тенденцию сокращения на 0,6% в год.

      Для нового цемента сценарии роста варьируются от 0,05% роста доли рынка в год до 0,1% доли рынка рост в год.

      Зона Беспокойства. Выводы

      Бетон на цементной основе обеспечивает строительные решения уже более 2000 лет. Сырьевые материалы для изготовления бетона широко доступны. Это дешево, прочно и довольно легко устанавливается полуквалифицированным трудом. Огромные установленные базы цементных заводов, заполнение карьеров и производство бетона дает практически безостановочный клинкерно-цементный комбинат-цикл.

      Тем не менее, даже самый большой супертанкер можно перевернуть с достаточным количеством времени. Если компании, которые в настоящее время производят клинкер и цемент, и который будет все больше делать только прибыль — или больше прибыли — от производства цемента с низким или нулевым содержанием CO2 и бетона с низким содержанием цемента, они, вероятно, будут инвестировать в эти высокодоходные бизнес-линии

      Следующие окончательные прогнозы должны рассматриваться с осторожностью:

      • • Население Земли в 2050 году составит 9,8 миллиарда человек по сравнению с 6 миллиардами в 2000 году и 7,76 миллиарда в 2019 году.
      • • мир будет быстро стареть;
      • • Экономическое развитие сместится с с запада на восток — но Африка тоже будет быстро расти;
      • • У нас будет по крайней мере еще два основных спада или финансовых кризиса к 2050 году;
      • • Выбросы углерода станут дорогими и будет важны для всех расчетов и решений
      • • Углерод-нейтральное топливо будет повсеместным
      • • Установки рекуперации отработанного тепла выйдут за пределы Японии, Индии и Китая и будут широко распространены в остальной части мировой цементной промышленности
      • • Мы все еще делаем портлендский клинкер, но в более сложные и эффективные способы: новые цементы будут занять долю рынка у «традиционных цементов»
      • • Количество цементных заводов в развитых страны сократятся вдвое к 2050 году по сравнению с 2000 годом
      • • Работа цементного завода будет постепенно автоматизированна: ожидайте широкого распространения до 100 рабочих / т продукции
      • • Интенсивность строительства клинкера снизится из-за использования цементов с низким содержанием CO2, но конкретная интенсивность всей конструкции будет увеличиваться из-за урбанизации
      • • Цементные компании будут становиться все более вертикально интегрированными (цемент-заполнители-бетон)
      • • Глобальный избыток клинкера будет продолжаться
      • • Шлифовальные растения станут более распространенными
      • Цены на цемент должны будут возрасти в реальные сроки, чтобы отразить его возросшие расходы.