Betonun Karbon Ayak İzini Azaltmak

Yeni yaklaşımlar beton üretiminin karbon yoğunluğunu düşürerek endüstrinin çevreye olan etkisini azaltabilir.

Yıllarca süren yavaş ilerlemeden sonra bina tasarımı ve endüstri uzmanları, artık betonun iklim üzerindeki etkisinde kayda değer azalmaların mümkün olduğunu söylüyor. Bu konunun önemi asla hafife alınmamalıdır çünkü çimento betonda kullanılan ana bağlayıcı bileşendir ve çimento üretimi esnasında karbon salınımı oldukça yüksektir. Eğer çimento üretimi sadece tek bir ülke tarafından yapılsaydı, bu ülke çevre kirliliği sıralamasında dördüncü olurdu.

Bu yıl, Global Çimento ve Beton Birliği 2050 yılına kadar sıfır emisyonlu beton üretimine başlanılacağını taahhüt etti. Henüz bu hedefe ulaşmak adına herhangi bir çözüm ortaya çıkmadı ancak zamanla daha çok kuruluş alternatif yolları benimsemeye başlıyor.

LinkedIn’in ABD’nin Kaliforniya eyaletindeki Mountain View şehrinde bulunan yeni genel merkezi buna bir örnek teşkil ediyor. Yapımda kullanılan çimento azaltılarak, normalde binanın içine gömülecek olan 2,4 ton karbondioksitin büyük bir kısmı elimine edildi. Şirketin Tasarım ve Yapım Üst Düzey Yöneticisi Jenny Mitchell, atmosferdeki tüm tarihi birikmiş karbonu temizlemeye ant içen ana şirket Microsoft için oldukça sıkı bir çalışma yürütüyor.

Mitchell, 2020 ekim ayında yapılan Küresel Beton Zirvesi’nde betonun net sıfır karbon potansiyeline inandığını belirtti.

Mitchell’in ekibi, yapılar için popülaritesi hızla artan ve gömülü karbon ölçümü sağlayan EC3 isimli hesaplama aracından yararlandı. EC3, geçtiğimiz yıl Seattle’da gerçekleşen Karbon Liderlik Forumu’nda tanıtılmıştı.

Ücretsiz olarak kullanılan bu program, benzer ürünlerin gömülü karbonunu karşılaştırıyor. Örneğin; çok daha uzaktan gelse bile mavna ile tedarik edilen agrega, kamyonla nakledilen agregadan çok daha düşük bir karbon ayak izine sahip olabilir.

EC3 yazılımı, tedarikçilerin sağladığı Çevresel Ürün Beyanlarını (EPD) karşılaştırarak çalışır. Sonuçlar bir gıda ürünü etiketi gibi kullanıcılara sunulur; burada kalori ve karbonhidrat değerleri yerine karbon miktarları bulunur.

Seattle’daki bir yapı ve inşaat mühendisliği firması olan Magnusson Klemencic Associates’in Başkanı Don Davies, EDP’lerin sayısının son bir yılda 800’den 23.000’e çıktığını ve yapıda bulunan karbon oranının ihalelerde artık büyük rol oynadığını belirtti.

Betonun karbon ayak izinin yapı taşları

Her beton karışımı, mühendisler tarafından yapının belli gerekliliklerine göre özel olarak hazırlanır. Karışımlar ayrıca betonun kaç yüz metre yukarıya pompalanacağı veya dar kesitlerden akması gerekip gerekmediğine de bağlı olabilir. Beton doğal olarak çeşitlilik gösterir çünkü kireç taşı, kum, çakıl ve su gibi farklı bileşenlerden oluşur.

Mühendisler ve tedarikçiler, betona gömülü olan enerji ve karbon emisyonlarını ana bileşeni, yani çimento vasıtasıyla azaltmak için bu değişkenliği kullanabilir.

Çimento, genellikle pişirilmiş kireç taşı ve silikadan elde edilir. Betonun karbon salımının yüzde 80’ini oluşturur. Bunun iki nedeni var: İlk olarak, kireç taşını pişiren fırınların, çok büyük miktarda yakıt gerektiren 1.400 ºC kadar yüksek sıcaklıklarda yakılması gerekir. İkincisi, süreçteki ana kimyasal reaksiyonu kalsiyum oksit oluşturur ve karbonu atmosfere atar.

Dünya Çimento Birliği, kendi çimento veri tabanını tutuyor. Birliğin CEO’su Ian Riley’e göre, şimdiye kadarki en iyi performans gösteren şirket, bir ton çimento başına salınan karbonu 528 kilogram ile sınırlandıran Hindistan merkezli Dalmia Cement oldu. Gelişmekte olan ülkeler aslında Sanayi Devrimi’ne öncülük eden ülkelere nazaran daha yeni, daha verimli çimento fabrikalarına sahip olma eğilimindedir.

Bazı katkı maddeleri de betonun karbon ayak izini azaltabilir. Kil, çimentoya dayanım katarak emisyonları azaltabilir ancak, dayanım için yararlı olan bazı katkı maddelerinin kendileri de karbonu kirleten endüstrilerin yan ürünleri olarak bulunmaktadır.

Örneğin; kömürle çalışan elektrik santrallerinin katı atık ürünü olan ve çevrede yaşayan topluluklar için sağlık ve güvenlik sorunları teşkil eden uçucu kül, karbon ayak izini azaltmak ve betonu daha dayanımlı ve dayanıklı hâle getirmek için uzun süredir betona ekleniyor. Kömür santralleri aşamalı olarak kullanımdan kaldırılırken, uçucu kül kaynaklarının tükenmesinden endişe ediliyor.

Yaygın olarak bulunmayan yüksek fırınlardan çıkan demir cürufu atığı da benzer şekilde kullanılmaktadır. Bir girişim olan Sioneer, uçucu kül ve cürufa alternatif olarak geri dönüştürülmüş cam kullanıyor.

An itibarıyla, çimento üretimine geri beslenecek yollarla karbon emisyonlarını yakalamak için yenilikler peşinde koşan bir dizi şirket var. Örneğin Blue Planet, fosil yakıt kullanan enerji santrallerinin meydana getirdiği kirliliğe kum tanelerini ekleyerek yapay kireç taşı elde etmek için bir yöntem geliştirdi. Şirket ilk fabrikasını Pittsburg, Kaliforniya’da doğal gazla çalışan bir elektrik santralinin hemen yanında inşa ediyor.

Bir başka girişim olan CarbonCure Technologies, CO₂’yi taze betona gömerek, mineralizasyon süreci boyunca karbonu hapsederken betonu güçlendiriyor.

Betona kürlenmesi için daha fazla zaman tanımak karbonu sıfırlamak açısından önemli bir çıkış yolu olarak görülüyor. Geleneksel olarak kürlenme süreci 28 gün sürüyor, daha hızlı sertleşme süresi için ise karışıma daha çok çimento eklenmesi gerekiyor. Bazı işlerin daha hızlı sonuçlanması gerekebilir, fakat yeni kazanılmış karbon farkındalığı şirketleri alternatif yollar geliştirmeye itebiliyor.

19 aylık bir projede kazanılan 10 günün önemini sorgulayan Mitchell, bu sorgunun daha erken gerçekleşmesiyle beraber sorunların üstesinden gelebileceğine dair inancını dile getirdi.

Adrian Smith + Gordon Gill Architecture’dan Christopher Drew, birçok meslektaşları gibi 56 veya 90 gün bandında planlar yaptıklarını belirtti.

AS + GG, hem gömülü karbondan hem de genel enerji kullanımından kaynaklanan, binaların ömürleri boyunca meydana getireceği karbon emisyon miktarını tahmin etmek için geliştirilmiş bir araç kullanıyor. One Click LCA isimli cihaz, malzemeyi daha temiz hâle getiren değişiklikleri yansıtacak şekilde otomatik olarak güncellenebilir.

Amerika Ulusal Hazır Beton Birliği Başkan Yardımcısı Lionel Lemay, mühendisler ve mimarların belirli projeler için talep ettikleri beton konusunda çok kuralcı olma eğiliminde olduklarını söyledi. Pek çok uzman, bu tutumun çevreye olan etkilerini azaltmak için değiştirilemeyecek karışımlar talep ederek milyonlarca ton gereksiz karbon emisyonu eklediği görüşünde.

Endüstri tarafından geliştirilen en son teknolojilerden biri havadan karbon emilimi sağlıyor. Açıkta bırakılan beton, yapı tamamlandıktan yapının meydana getirdiği total emisyonun %3’üne kadar karbonu yakalayabiliyor.

Magnusson Klemencic’ten Davies, “Yalnızca getirilen iki teklif kayda değer faydalar sağlayabiliyor: Toplam maliyeti en düşük olan proje veya en düşük karbon miktarı için en iyi fiyatı sunan. Karbon ayak izini yarıya indiren ve yalnızca %5 daha pahalı olan tasarımlar için alıcı bulmak zor değil.” dedi.

AS + GG’den Drew, karbonu beton yapım sürecinden uzaklaştırmanın tek bir mucizeye dayanmadığını, daha ziyade hızla değişen alternatif çözümler bulunduğunu belirtti. Uçucu kül, Blue Planet, CarbonCure ve yüksek dayanımlı donatılar gibi elimizde bulunan çözümleri birleştirmenin bir yolunu bulmamız gerektiğini ekledi.

Kaynak: https://www.greentechmedia.com/articles/read/cutting-concretes-carbon-footprint