Yazar: Jamie GOGGINS / Galway Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Profesörü
Suyun dışında dünyada en çok kullanılan malzeme beton olup, her yıl yaklaşık 14 milyar metreküp kullanılmaktadır. Bunun yüzde 40’ı insanların yaşayacağı yerler inşa etmek için kullanılıyor.
On santimetre kalınlığında bir kaldırım taşı yapmak için bu miktarda beton dökecek olsaydınız, bu İngiltere’nin tamamını ve Galler’in yaklaşık yarısını kaplardı. ABD’de aynı miktar New York eyaletini de kapsayacaktır.
Ancak beton üretimi, iklim değişikliğine neden olan sera gazlarından biri olan karbondioksiti (CO₂) açığa çıkarıyor. Betonla ilgili emisyonların yaklaşık yüzde 90’ı Portland çimentosunun üretiminden kaynaklanmaktadır; beton bileşenlerini birbirine bağlayan kısım olan bu ince gri toz, adını Dorset Portland Adası’ndaki taşa benzemesinden almıştır. Portland çimentosu dünyadaki doğrudan CO₂ emisyonlarının yüzde 7-8’ini oluşturur .
Çoğunlukla “yeşil” çimento olarak adlandırılan, daha sürdürülebilir ve uygun maliyetli düşük karbonlu çimentonun üretimi artıyor. Redding, California’daki mevcut çimento fabrikasının yanındaki yeni tesis , her yıl yaklaşık 15.000 ton düşük karbonlu çimento üretecek. Bu, dünya beton üretiminin yüzde 0,0004’ünden daha az olan yaklaşık 50.000 metreküp beton üretmek için kullanılabilir.
Redding’de malzeme teknolojisi şirketi Fortera, geleneksel çimento üretimi sırasında yakalanan CO₂’yi, bir kalsiyum karbonat türü olan kullanıma hazır yeşil çimentoya dönüştürüyor. Fortera’ya göre bu, çimentonun karbon emisyonlarını ton bazında yüzde 70 oranında azaltabilir.
Somut bir konu
İnsanlar 2000 yılı aşkın süredir betonu çakıl, kum, çimento, su ve bazen de sentetik kimyasalları karıştırarak kullanıyorlar . Yollardan köprülere, binalara ve borulara kadar her şeyi oluşturmak için kullanılır.
Şu anda AB, kişi başına yılda iki tondan fazla beton kullanıyor; bunun 325 kg’ı çimentodur . Bu, ortalama bir Avrupalının beş ayda yediği yiyecek miktarına eşdeğer .
Çimento üretimi enerji yoğun bir süreçtir ve sera gazı emisyonlarının azaltılması zordur. Kireçtaşı genellikle kömürle çalışan bir fırında ısıtıldığında, kireçtaşının neredeyse yarısı CO₂ emisyonu olarak kaybolur.
Bunun nedeni kireçtaşının (kalsiyum karbonat) ısıyla parçalanarak kalsiyum oksit ve CO₂ karışımı olan klinker oluşturmasıdır . Üretilen her ton sıradan Portland çimentosu için atmosfere 0,6-0,9 ton CO₂ salınır.
Pek çok endüstri bu malzemeye güveniyor. Çimento sektörünün karşılaştığı temel zorluk, küresel talebi karşılarken aynı zamanda CO₂ emisyonlarını azaltmaktır.
Bu nedenle, yeni teknolojilerin geliştirilmesinin yanı sıra, ekonomik açıdan gelişmekte olan ülkelerin ihtiyaç duyduğu altyapı ihtiyaçlarının karşılanması için küresel ölçekte düşük karbonlu çimento üretiminin sağlanması gerekmektedir.
Düşük karbonlu alternatifler
Betonun karbon ayak izini azaltmanın diğer yolları arasında, Portland çimentosunun yerine kısmen uçucu kül (enerji santrallerinde yanan kömürden elde edilen bir yan ürün) veya cüruf (çelik üretiminden elde edilen bir yan ürün) kullanılması yer alır.
Ancak diğer endüstriler karbonsuzlaştıkça bu malzemelerin kaynakları azalacak. Zamanla, mevcut çeliğin geri dönüşümünden daha fazla çelik üretildiğinden, çelik üretmek için daha az demir cevheri kullanılacak ve dolayısıyla daha az cüruf bulunacaktır.
Çimento ve betonun karbonsuzlaştırılmasına yönelik mevcut stratejiler, çimento fabrikalarından kaynaklanan kaçınılmaz proses emisyonlarını yakalamak için büyük ölçüde karbon yakalama ve depolama teknolojisinin kullanılmasına dayanmaktadır.
Dolayısıyla düşük karbonlu çimento üretiminin, faaliyette olan her çimento üretim tesisinin değiştirilmesini gerektirmesi gerekmiyor. Düşük karbonlu çimento tesisleri, geleneksel çimento üretiminden kaynaklanan CO₂ emisyonlarını yakalayacak şekilde yenilenebilir. Tesisler ayrıca yakaladıkları CO₂’yi ürettikleri çimento içinde veya gıda ve kimya endüstrileri için bir ürün olarak kullanabilirler.
Norveç’te Heidelberg Materials, bir çimento tesisinde yılda tahmini 400.000 ton CO₂ yakalayıp depolayabilecek endüstriyel ölçekte bir karbon yakalama ve depolama tesisi inşa ediyor ; bu, mevcut tesisin emisyonlarının yarısı kadardır.
Ancak bu teknolojinin çimento üreticileri açısından yüksek bir yatırım maliyeti bulunmaktadır. Yakalanan CO₂ yeraltında depolanabilir ancak bu, çimento üretim sahalarında garanti edilmeyen belirli jeolojik özellikler gerektirir.
Çimento sektöründeki sera gazı emisyonları, AB’nin emisyon ticareti sistemi tarafından düzenlenmektedir . Bu, kirleticilerin sera gazı emisyonları için ödeme yapmalarını, emisyonları azaltmalarını ve yeşil geçişi finanse etmek için gelir elde etmelerini sağlamak için kuruldu.
Uluslararası Enerji Ajansı’na göre bu mevzuat, esas olarak çimento üreticilerine verilen ücretsiz emisyon izinleri nedeniyle son on yılda çimento sektöründeki karbon emisyonlarını önemli ölçüde azaltmadı .
Çimento endüstrisinde sürdürülebilir sağlıklı kârlara rağmen , daha temiz teknolojilerin yaygın olarak benimsenmesine ve malzemelerin sürdürülebilir kullanımına yeterli yatırım yapılmadı. Daha büyük mali teşvikler, şirketlerin çimento üretimiyle ilişkili emisyonlar için ödeme yapmak zorunda kalmasına yardımcı olabilir.
Bir tasarım mühendisi olarak malzeme seçiminin ve iyi tasarımın inşaatın sürdürülebilirlik referanslarında önemli bir rol oynadığını takdir ediyorum. Düşük karbonlu çimento teknolojisi yaygınlaşmadan önce, mühendisler, tasarımcılar ve inşaatçılar inşaat malzemelerini daha verimli kullanabilir ve daha düşük gömülü karbona sahip ürünleri seçebilirler; bu, yapı malzemelerinin çıkarılmasından bertarafına kadar yaşam döngüsü boyunca salınan karbon emisyonlarıdır.
Bu yaklaşım, yeni bina tasarımıyla ilişkili somut emisyonlarda kolayca yüzde 20 tasarruf sağlayabilir.
Bazı hükümetler yalnızca düşük karbonlu çimento kullanımına izin verme yolunda ilerleyebilir. İrlanda’da, 2024 İklim Eylem Planı, devlet tarafından tedarik edilen veya devlet destekli inşaat projeleri için mümkün olan yerlerde düşük karbonlu inşaat yöntemlerinin ve düşük karbonlu çimentonun belirtilmesini gerektirmektedir.
Gelecekte tüm çimentolar düşük karbonlu veya “yeşil” olabilir mi? “Düşük karbon”un nasıl tanımlandığı, bunun endüstride uygulamaya nasıl dönüştürüleceği konusunda çok önemli bir rol oynayacaktır.
Teknolojinin büyük ölçekli mevcut çimento üretim tesislerine uyarlanması, düşük karbonlu çimentoyu uygun ölçekte verimli bir şekilde üretmenin teknik olarak mümkün olduğunu kanıtlayacaktır. Hükümetler ve inşaat sektörü tarafından sağlanan doğru teşviklerle dünya çapında üretilen çimentonun neredeyse tamamı düşük karbonlu olabilir.
*Bu yazı ilk olarak The Conversation‘da yayınlanmış olup, yazarın izniyle Türkçe’ye çevrilmiştir.
