Düşük Karbonlu Çimentodaki Son Trendler

Çimento ve beton üretimi günümüzde küresel CO₂ emisyonlarının yaklaşık %8’inden sorumludur, bu oran havacılık sektörünün ürettiği emisyonların üç katından fazladır. Fosil yakıtlar zamanla yenilenebilir enerji kaynaklarıyla değiştirilebilse de çimentosuz bir dünya hayal etmek neredeyse imkânsızdır.

Karbon emisyonlarını azaltmanın tek yolu karbonsuzlaştırmadır, ancak bu süreç hem zorlu hem de maliyetlidir. Norveç’in Brevik kentindeki Heidelberg Materials tesisi, bugün işletmede olan ve karbon yakalama sistemine sahip tek çimento fabrikasıdır. Başka projeler devam etmekte olsa da bu teknolojinin yaygınlaştırılması için gereken büyük yatırımlar, mevcut ekonomik koşullarda gerçekleştirilebilir değildir.

Ocak ayında iki gün boyunca çimento uzmanları, Münih’te düzenlenen 6. Küresel FutureCem Konferansı’nda alternatif çözümleri tartışmak üzere bir araya geldi. Görüşmeler; tamamlayıcı bağlayıcı malzemelerden (SCM), atık ısı geri kazanımına ve yapay zekânın rolüne kadar geniş bir yelpazeyi kapsadı.

E.ON Energy Infrastructure Solutions İş Geliştirme Başkanı Christoph Hiesgen’e göre etkinlik son derece içerik odaklıydı ve teorik değil, pratik bir bakış açısıyla yürütüldü. Bu durum yoğun tartışmalara ve yüksek katılımcı etkileşimine yol açtı.

Karbonsuz çimentonun maliyeti

Hiesgen, “Ana tema, karbon piyasasındaki mevcut durum göz önüne alındığında karbondan tamamen kurtulmanın neredeyse imkânsız olduğuydu, çünkü asıl soru şuydu: Müşteri, yeşil çimento için daha yüksek bir ücret ödemeye istekli mi? Teknolojik açıdan bakıldığında neredeyse her şey mümkün, ama sonuçta faturayı kim ödeyecek? Bu nedenle, en kritik sorulardan biri, sürdürülebilir dönüşüm yaparken üretim maliyetlerini makul bir seviyede nasıl tutabileceğimizdi.” diyor.

Enerji verimliliği çözümleri sağlayıcısı Orcan Energy’de Satış Mühendisi olan Veronica Schwarz’a göre etkinliğin bir diğer önemli sonucu ise, çimento fabrikalarında CO₂ emisyonlarını azaltabilecek hızlı ve nispeten kolay uygulanabilir birçok fırsatın bulunmasıydı.

“Genellikle bu tür etkinliklerin çoğunda ana konu her zaman karbon yakalama ve depolamadır. Nihayetinde tamamen karbonsuz hâle gelmek için karbon yakalama gerekli olacak, ancak şu anda atılabilecek başka birçok adım da var.” diye açıklıyor.

Atık ısıyı değere dönüştürmek

Seçeneklerden biri, Organik Rankine Çevrimi (ORC) teknolojisini kullanarak atık ısıyı elektriğe dönüştürmektir. FutureCem’deki sunumuyla ödül kazanan Schwarz’a göre, dünya genelindeki çimento fabrikalarında oluşan yüksek miktardaki atık ısı ORC teknolojisiyle elektriğe dönüştürülse, yılda 67 TWh’den fazla elektrik üretilebilir. Bu miktar, yaklaşık 40 milyon Avrupalının konut elektrik ihtiyacına eş değerdir.

Schwarz, “Çimento şirketleri için en büyük fayda, tesis içinde kullanılabilecek elektrik üreterek enerji maliyetlerinden tasarruf etmemizdir. Çimento fabrikaları için bu, baz yük elektriğidir. Güneş enerjisi veya rüzgâra kıyasla ORC’nin en büyük avantajı, fabrikaların en çok ihtiyaç duydukları anda, yani tesisin çalıştığı süre boyunca her zaman elektrik üretebilmemizdir.” diye açıklıyor.

Schwarz’ın sunumunun ana odak noktası, Orcan gibi ORC teknolojisi tedarikçilerinin atık ısı geri kazanımını çimento üreticilerinin bugün uygulayabilecekleri kadar erişilebilir hâle getirebilmeleriydi. Çözüm, tesisin ömrü boyunca meydana gelen ısı yükü değişikliklerine hızlı bir şekilde yanıt verebilen, ölçeği artırılıp azaltılabilen esnek, modüler sistemlerdir. Ayrıca, E.ON gibi şirketlerle yapılan iş birlikleri sayesinde, atık ısı çözümleri, Almanya’daki Holcim’in Dotternhausen çimento fabrikasında E.ON ve Orcan’ın ortak projesinde gösterildiği gibi, düşük riskli “hizmet olarak enerji” modeli aracılığıyla uygulanabilir.

Tamamlayıcı bağlayıcı malzemelerde önemli ilerlemeler

Konferansta öne çıkan diğer bir konu da tamamlayıcı bağlayıcı malzemelerdeki (SCM) gelişmelerdi. Bu malzemeler, sektörün Portland çimentosunun yüksek karbonlu ana bileşeni olan klinkere olan bağımlılığını azaltabilir.

Kline Consulting’den John Kline’a göre ABD çimento sektörü 2024 yılında 20 milyon tondan fazla tamamlayıcı bağlayıcı malzeme tüketti. Uçucu kül toplama, taban külü öğütme ve doğal puzolan tesisleri güçlü bir büyüme gösterirken; geri dönüştürülmüş cam, biyokütle külü, geri dönüştürülmüş beton ince malzemeleri ve sentetik tamamlayıcı bağlayıcı malzemeler de ilerleme kaydediyor.

Çimentonun karbon ayak izini yarıya kadar düşürebilen kil kalsinasyon projeleri de hayata geçirilmeye başlandı. Holcim, Avrupa ve Orta Amerika’daki çeşitli öncü kalsine kil projelerine 100 milyon avronun üzerinde yatırım yaptı. Amith Kalathingail, şirketin başarılarından birkaçını paylaşarak, Avrupa’nın ilk özel kalsine kil çimento üretim hattının bulunduğu Fransa’daki Saint-Pierre-la-Cour tesisinde kullanılan patentli “mini fırın” yöntemine dikkat çekti.

Ayrıca tamamlayıcı bağlayıcı malzemeler yalnızca çevresel değil ekonomik faydalar da sağlıyor. Joost Oostra, Kolombiya’daki bir klinker öğütme tesisinin yüksek klinker ithalat maliyetlerinden kaçınmak için hızla tamamlayıcı bağlayıcı malzeme kullanımına geçtiğini anlattı. Üç yıl içinde tesisin ham maddesi %45 klinker ve %53 tamamlayıcı bağlayıcı malzemelerden oluşur hâle geldi. Kullanılan tamamlayıcı bağlayıcı malzemelerin büyük kısmı, yakınlardaki 300.000 ton kırık seramik karo içeren bir depolama alanından sağlandı.

Dijitalleşme yeni fırsatlar sunuyor

Bir diğer önemli tema, dijital teknolojilerin çimentonun karbon ayak izini azaltmadaki rolüydü.

Türkiye’nin önde gelen çimento üreticilerinden ÇİMSA’dan Ali Camgöz, şirketin fiziksel ve dijital dünyaları birleştirmek için ileri teknolojiyi nasıl kullandığını ve bunun daha akıllı, daha sürdürülebilir üretim ekosistemlerine nasıl yol açtığını anlattı.

Şirket, çeşitli kaynaklardan çimento üretim verilerini bir araya getirdikten sonra, bu bilgileri izlemek ve analiz etmek için bir sistem kurdu ve üretim hatlarının dijital ikizlerini oluşturdu. Dijital ikizler, yakıt ve karbon dalgalanmalarına ilişkin kısa vadeli tahminler sunarak değişkenliği en aza indirmeye yardımcı olurken, gelişmiş proses kontrol sistemleri enerji tasarrufuna ve karbon emisyonlarının azaltılmasına katkıda bulunuyor.

Bu arada, Emidat’tan Lisa Oberaigner, AB’nin düzenlemelerinde Çevresel Ürün Beyanlarından Dijital Ürün Pasaportlarına (DPP) geçişin etkisini değerlendirdi. Yeni sistem, şirketlerin bir ürünün çevresel etkisine ilişkin dijitalleştirilmiş, gerçek zamanlı ve talep üzerine veriler sunmasını gerektirirken, bu verilerin toplanması satış ve ürün geliştirme açısından birçok avantaj sunuyor. 

Temel çıkarımlar

Tartışmasız bir şekilde, çimentonun karbonsuzlaştırılması için sihirli bir çözüm bulunmuyor. Düşük karbonlu çimento karışımları, yenilenebilir enerji, atık ısı geri kazanımı, enerji verimliliği sağlayan alternatifler ve dijital dönüşüm, bu büyüyen endüstrinin yaydığı sera gazı seviyesini azaltmada rol oynarken, karbon yakalama gelecekte net sıfıra ulaşmak için hayati önem taşıyacaktır.

Kaynak: www.worldconstructionnetwork.com/sponsored/beyond-ccus-the-latest-trends-in-low-carbon-cement/