Ana Sayfa Makale Yeşeren Teknoloji Çimento endüstrisinde karbon emisyonu azalıyor

Çimento endüstrisinde karbon emisyonu azalıyor

Güncel Imperial raporu, alternatif malzemeleri ve karbon yakalama teknolojilerini çimento endüstrisinin karbondan arındırılmasında kritik öneme sahip olarak tanımlıyor. Dünya çapında kritik bir yapı malzemesi olan yılda yaklaşık 3,5 milyar ton sıradan Portland çimentosu üretiliyor ancak her tonu 622 kg’a kadar karbondioksit (CO2) salıyor. Çimento endüstrisi, küresel antropojenik CO2 emisyonlarının %7’sine katkıda bulunuyor. Üretimde kullanılan malzemeler, kullanılan çimento fırını türleri ve yakılan yakıtlara bağlı olarak açığa çıkan CO2 miktarı değişiyor.

Imperial College Londra’daki araştırmacılar tarafından yayınlanan yeni makalede çimento endüstrisini karbonsuzlaştırma potansiyelinin en etkili yollarını aradılar. Araştırmacılar, yaptığı müdahaleler sonucunda mevcut CO2 emisyonunu %80’den %30’a indirmişlerdir. Bu karbon yakalama ve depolama (CCS) ile yakıt ve ara ürün ikamelerinin bir kombinasyonu kullanılarak yapılabilir. Bununla birlikte, en mantıklı çözüm, katı belediye atıklarının yanmasıyla oluşan emisyonunun %20 seviyelerine CCS kullanılarak düşebileceğidir.

Imperial’in Kimya Mühendisliği Bölümü’nden başyazar Profesör Paul Fennell şunları söyledi: “CO2, iklim değişikliğine neden olan önemli bir sera gazıdır ve çimento üretim süreçlerinde serbest bırakılır. Süreç ve yakıtla ilgili emisyonların her ikisi de önemli bir orana sahiptir. Çimentonun toplam emisyonlarını düşürmek karbon azaltımı ile gerçekleşir bunun için hem proses değişikliği hem de enerji verimliliği önemlidir. Bu kaynakları belirleyerek ve uygulanabilir müdahaleler önererek, çimento endüstrisinin karbondan arındırılmasına yardımcı olmayı umuyoruz.”

Joule dergisinde yayınlanan rapor, ana karbonsuzlaştırma seçeneklerine ve bunların çimento üretim sürecinden kaynaklanan doğrudan emisyonlar açısından etkileşimine genel bir bakış sunuyor. En potansiyel etkiye sahip üç temel müdahale tanımlanmıştır.

Karbon yakalama ve depolama, CCS

Çimento üretiminin arkasındaki doğal kimya, çimentonun karbon emisyonlarının %60’ından sorumludur bu nedenle karbon salınımını önlemek zordur. Çimento yapmak için toz kireç taşı ısıtılır (~1450 oC) ve klinker adı verilen bir ara ürün üretmek için çeşitli bileşenlerle birleştirilir. Bu işlem sırasında kireçtaşı ağırlığınca %40 oranında CO2 gazı açığa çıkarır.

Çimento üretim süreci. (Kredi: Imperial College London)

Çimento fırınlarına bağlı CCS tesisleri, salınan karbonu atmosfere salmadan tutabilir. Araştırmacılar, planlanan çok sayıda pilot ve daha büyük ölçekli göstergelerle CCS’nin önemli bir potansiyele sahip olduğunu söylüyor.

Biyokütle ve belediye atıkları

Çimento üretiminde her 1 ton klinker için 3,3 Gigajoule ısı enerjisi gereklidir. Endüstrideki bir başka karbon kaynağı da santrallerin ısı kaynağı olarak çalıştırılma şeklidir. Üreticiler, karbon yoğun fosil yakıtlar kullanmak yerine karbonsuz biyokütle kullanabilirler.

Bununla birlikte, biyokütle sınırlı bir kaynaktır ve böyle bir ölçekte kullanmanın maliyetleri engelleyici olabilir bu yüzden belediye atıkları ile birleştirilmesi gerekecektir. Bu nispeten çevre dostu bir atık yönetimi olmasının yanı sıra, özellikle de tüm geri dönüştürülebilir malzemelerin fırında kullanılmadan önce başka yere aktarılmasına özen gösterilirse fosil yakıt kullanımını azaltmak için maliyet tasarrufu sağlayan bir yol olabilir.

Klinker alternatifleri

Klinker üretimi, kireçtaşı tarafından salınan karbon ve proseste gerekli olan enerji nedeniyle karbon yoğundur. Bu nedenle yüksek fırın cürufu ve kömür külü gibi atık maddelerle ikame edilmesi gibi klinker talebini azaltarak emisyonlar azaltılabilir. Araştırmacılar, çimento mukavemetinden ödün vermeden klinkerin %30-40’ının bu şekilde ikame edilebileceğini savunuyorlar.

Profesör Fennell şunları ekledi: “Bu analiz net sıfır veya negatif emisyonlar için neyin kritik olup neyin olmadığına dair fikir verebilir ancak emisyonları tam olarak ölçmek için tam ve kapsamlı bir yaşam döngüsü analizine ihtiyaç vardır. Bu basit analizin en dikkat çekici özelliği, en büyük CO2 azaltmayı sağlayan CCS ilave edilmesiyle yakıt altında yatan biyolojik olarak türetilen bileşen olmasıdır. Klinker ikamesi, özellikle CCS uygulanmadığında değerlidir, ancak çok derin dekarbonizasyonu gerektirecektir.”

 

Kaynak
https://techxplore.com/news/2021-05-ways-carbon-emissions-cement-industry.html

Ayrıntılar için;
Paul S. Fennell et al. Decarbonizing cement production. Joule (2021), 5(5).
https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.04.011

 

 

Yorum Yap

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Son Yazılar

Son Yorumlar