İnsanlığın kendi üretimi olan çimento, dünyadaki en yaygın kullanılan malzemelerden biridir. Bir anda hayatımızdan çıkarılması imkansızdır ve hayatımızda uzun bir süre daha kalmaya devam edecektir. Peki arkasında bıraktığı karbon ayak izi aynı seviyede kullanılmasına izin verebilecek midir? İşte bu henüz cevaplayamadığımız çok önemli bir sorudur. İnsan hayatında önemli bir yeri olan çimento hayatımızda kalmaya nasıl devam edecek ve güncel gelişmeler nedir sorularını bu yazımızda tartışacağız.
Yaygın bir gerçek olarak, çimento dünyadaki karbondioksitin %8’inin kaynağıdır. Chatham House verileri de bu kanıyı desteklemektedir. Çin ve Amerika Birleşik Devletleri ilk iki karbondioksit sorumlusu olmakla beraber, eğer çimento endüstrisi de bir ülke olsaydı üçüncü sorumlu olabilirdi (Ramsden, 2020).
Dünya Çimento Birliği (WCA) de iklim değişikliğine karşı COP26’da çimento endüstrisinden beklenen dekarbonizasyon için yerini almıştı. WCA’ya göre üç kilit alanda acil eylemlerin alınması, 2030 yılına kadar yılda yaklaşık 900 milyon ton karbondioksitin emisyonunu önleyebilir. Bu doğrultuda WCA hükümetleri finanse ettikleri projelerde düşük karbonlu beton için teşvik ediyor. WCA başkanı Ian Riley ise net sıfır betonun yanı sıra yeni teknolojiler sayesinde karbon negatif betonun bile mümkün olduğunu COP26’da savunmuştur. Bu doğrultuda İsviçre merkezli Beton Sürdürülebilirlik Konseyi (CSC), “Kaynakların Sorumlu Kullanımı Belgelendirme Sistemi” kapsamında gümüş veya üstü belge almış veya almak üzere olan şirketlerin karbondioksiti azaltışmış beton için sertifika (CSC CO2 Modülü) alabilmesi için harekete geçiyor. Bu doğrultuda ülkemizde de çimento liderlerinden OYAK Çimento, Türkiye’ye Net-Zero(Net-Sıfır) taahhüdünü veren ilk şirket olmuştur.
Çimento üretimdeki termal ve süreç emisyonlarının %90’ı klinker üretiminde oluşurken %10’luk kısım ise taşıma, bileme ve hammadde hazırlanması, soğutma ve karıştırma işlemlerini kapsamaktadır. Bu yüzden üretimdeki karbondioksit emisyonunun ana sorumlusu klinker üretimi olarak kabul edilmektedir. Bu doğrultuda, çimento ikameleri bu emisyonların azaltılmasında oldukça kritiktir ve atıkların veya endüstriyel yan ürünlerin (silis dumanı, uçucu kül, zeolit, kalsit vb.) de betonda kullanılması daha yeşil bir beton üretimi için oldukça önemlidir (Şanal, 2018). İkamelerin yanı sıra yeni beton çeşitleri araştırmaları günümüzde artmıştır.
Araştırmaların yanı sıra yeni girişimler de bu konuda artarak geleceğe yön vermeye devam etmektedir. Güzel bir girişim örneği olan BioMason, birçok çeşit bakterileri kullanarak biyobeton tuğlalar üretmektedir. Kumun kalıplara yerleştirilmesini ve mikroorganizmaların enjekte edilmesini içeren teknik, mercan oluşumuna benzer bir süreci başlatıyor ve çimentoyu doğa ile iş birliği içerisinde üretiyor. Bu süreç çimento endüstrisinin karbondioksit emisyonlarının ana kaynaklarından ikisi olan fosil yakıtlara veya kalsinasyona gerek kalmadan oda sıcaklığında gerçekleşiyor.
Direkt üretim yönteminin değiştirilmesi bir alternatif olmakla beraber şu anki üretimde kullanılan proses ısılarının fosil yakıtlardan sağlanmaması da klinker üretimindeki termal yöntemlerin sebep olduğu %40’lık karbon emisyonunu ortadan kaldırabilmektedir. Bu ısının günümüzde oldukça popüler olan hidrojenden sağlanması mümkündür. Hidrojen enerjisi, hidrojen moleküllerinin ayrışması sonucu ortaya çıkan enerjidir ve bu enerji ısı ve elektriksel biçimlere dönüştürülerek kullanılabilir. Dünyada da ısı kaynağı olarak hidrojen kullanımı oldukça yaygınlaşmaktadır. En önemlisi ise hidrojen eğer yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilmiş ise yani yeşil hidrojen ise çimento üretiminde talep edilen proses ısısı tamamen yeşil enerjiden karşılanır.
Günümüzde azalan fosil yakıtları ve artan karbon emisyonları göz önüne alındığında, çimento endüstrisinin de yeşil enerjilere başvurması net-sıfır için önemli bir adım olmaktadır. Ülkemizde bir girişim örneği olan Cyclizm, yeşil hidrojenin çimento endüstrisinde de yaygınlaşması için hidrojen birim maliyetini, yaptıkları yapay zekâ tabanlı karar destek algoritması ile en aza indirmeyi ve yeşil enerjilerin yaygınlaşmasında öncülük sunmayı planlamaktadırlar.
Net-Sıfır çimento üretimi sanıldığı kadar meşakkatli olmamakla birlikte bir zorunluluk olma yolundadır ve öncü şirketlerin aldığı büyük adımlar, genç girişimlerin ve bu konudaki akademik araştırmaların artması da çimento üretiminde karbon ayak izini sıfırlamada büyük destek sunabilecektir. Bir sonraki yazımızda görüşmek üzere..
Efkan Güney
İnşaat Mühendisi
Referanslar
Şanal, İ. “Significance of concrete production in terms of carbondioxide emissions: social and environmental impacts”, Politeknik Dergisi, 21(2): 369-378, (2018).
Ramsden, K. “Cement and conrete: the environmental impact”, Princeton University, 2020. https://psci.princeton.edu/tips/2020/11/3/cement-and-concrete-the-environmental-impact
