Bu sektör, hem çimento üretiyor hem enerji

0
Baca gazı emisyonları sebebiyle küresel ısınma tartışmalarının merkezine konulan çimento sektörü, olumsuz algıları tersine çeviriyor. Atıkların çimento fabrikalarında çok yüksek derecelerde yakılarak geri kazanımı iki açıdan çevre korumaya büyük destek sağlıyor. Hem atıkların büyük kısmı bertaraf edilmiş oluyor, hem de onun yerine yakılacak kömür gibi birincil yakıtların doğaya vereceği zarar azaltılmış oluyor. Karbondioksit salınımı büyük oranda engelleniyor.
Çimento sektörü söz konusu süreci ileri bir aşamaya taşıdı. Atık ısı denilen baca gazından elektrik üretimi, yılda 400 bin konutun ihtiyacını karşılar duruma geldi. Hedef 900 bin konut olarak belirlenirken, sektör yeni bir adım daha attı. Milyonlarca ton belediye çöpünü ek yakıt olarak kullanıp bu yolla elektrik üretimini daha da artırmak için gerekli girişimlerde bulundu. ÇEİS Başkanı Tufan Ünal yeni süreci bir cümleyle özetle: “Çöpten enerji, enerjiden çimento üreteceğiz.”

DOSYA / ÇİMENTO ENDÜSTRİSİ

Çimento, doğal kalker taşları ve kil karışımının yüksek sıcaklıkta ısıtıldıktan sonra öğütülmesi ile elde edilen hidrolik bir bağlayıcı malzeme olarak tanımlanıyor. Hidrolik bağlayıcı maddeler, su ile reaksiyonu sonucu sert bir kütle oluşturduktan sonra su içerisinde dağılmıyor, sertliğini ve mukavemetini muhafaza ediyor, hatta artırıyor.

Çimento üretimi, kalker, kil ve marn hammaddelerinin ocaktan taşınmasıyla başlıyor. Alınan hammaddeler değirmende öğütülerek farin haline getiriliyor. Çimento hammaddelerinin orantılı bir karışımı diye tarif edilen farinin ana bileşenleri kireç ve silis… Kirecin kaynağını, kalker veya marn gibi kalsiyum karbonat içeren kayaçlar, silisin kaynağını ise kil oluşturuyor. Bu maddelerin yanında alumin ve demir oksit ile az miktarda magnezyum ve alkali oksitler de yer alıyor. Farin 30 dereceden 1000 dereceye kadar ısıtılarak kalsine (kristal su ve karbondioksitin uzaklaştırılması işlemi) ediliyor.

Farin, fırında pişerken hammadde içerisindeki oksitler önce serbest hale geliyor, sıcaklık yükseldikçe aralarında yeni bileşikler oluşturuyor. Ön ısıtıcıdan gelen farin, döner fırında 1500 derecede pişiriliyor. Çıkan ürüne klinker deniyor. 1300 derecelik fırından çıkan klinker soğutularak sıcaklığı 100 dereceye düşürülüyor ve öğütme sırasında değirmen içine basınçlı su verilerek sıcaklığın artması önleniyor.

Soğutucudan çıkan klinker, çimento üretiminde bir ara ürün sayılıyor. Çimento da klinkerin bir miktar kalsiyum sülfat ile öğütülmesi sonucu elde ediliyor. Klinker ve alçının öğütülmesinde daha çok bilyalı değirmenler kullanılıyor.

KLİNKER PİŞİRME İŞLEMİ, ÇEVREYİ ETKİLİYOR

Klinker pişirme işlemi, çimento üretimi için temel çevre sorunları olan enerji kullanımı ve havaya yapılan emisyonlar açısından sürecin en önemli bölümünü teşkil ediyor. Belirli üretim proseslerine bağlı olarak çimento fabrikaları hava ve kara (atık) emisyonlarına neden oluyor. Havaya verilen en önemli kirletici maddeler ise toz, azot oksit ve kükürt dioksit.

Hava kirliliğinin türü ve miktarı, kullanılan hammadde ve yakıt ile uygulanan prosesin türüne göre değişiyor. 1 ton klinker üretmek için Avrupa’da genel olarak tüketilen hammadde miktarı ortalama 1,52 ton. Aradaki farkın çoğu havaya yapılan karbondioksit emisyonları şeklinde süreç içinde kaybediliyor.

DOĞAL HAMMADDELERİN YERİNE ATIK

Çimento üretiminde, silis, alümin, demir oksit, alçı, kireçtaşı, marn gibi kısmen doğal hammaddelerin yerini alacak şekilde çeşitli türdeki atıklar da kullanılabiliyor. Çimento sanayi enerji yoğun bir sanayi özelliğini taşıyor. Enerji, üretim maliyetlerinin yarıya yakınını oluşturuyor. Üretim süreci için gerekli enerji talebini karşılama adına çeşitli fosil ve atık yakıtlardan yararlanılıyor. En çok kullanılan yakıtlar ise petrol koku, kömür, değişik atık türleri ile bunları izleyen linyit ve diğer katı yakıtlar, fuel oil ve doğal gaz olarak öne çıkıyor. Döner fırında klinker pişirme sürecinin özellikleri atıkların hammadde ve/veya yakıt olarak kullanılmasını mümkün kılıyor.

ATIKLARIN ÇİMENTO FIRININDA KULLANILMASI YAKMA DEĞİL GERİ KAZANIM

Atıkların çimento sektöründe kullanılması, birincil yakıt ve hammaddelerin, kabul kriterlerine uygun atıklar ile ikame edilmesi işlemini içeriyor. Alternatif yakıt ve alternatif hammadde olarak kabul edilen atıkların organik kısmına ait ısı değeri veya mineral kısmına ait malzeme değeri çimento fırınlarında geri kazanılıyor. Avrupa Adalet Divanı, atıkların çimento fırınlarında alternatif yakıt olarak kullanılmasını “yakma” değil “geri kazanım” olarak kabul ediyor.

Türkiye’deki çimento fabrikalarının büyük çoğunluğu asıl amaçları olan çimento üretiminin yanı sıra, endüstriyel ve evsel atıkların yönetiminde de çözüm ortağı olarak çalışıyor. Endüstriyel ve evsel atıklar, alternatif yakıt ve alternatif hammadde olarak değere dönüştürülüyor.

TEHLİKELİ ATIKLAR KAPSAM DIŞI

Çimento üretim sürecinde geri kazanılabilen alternatif yakıtlar, ahşap, tekstil, plastik gibi bileşenler içeren çeşitli evsel veya endüstriyel atıklar, farklı türlerde uygun kalorifik değere sahip arıtma çamurları, atık yağlar, sintine atıkları, ömrünü tamamlamış lastikler ve solventler olarak sıralanıyor. Çimento hammaddesi olarak geri kazanılabilen alternatif hammaddeler ise basit sınıflama ile maden atıkları, ısıl işlem atıkları ve inşaat atıkları grupları altında toplanıyor.

Türk çimento sektörü, günümüzde Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından atık olarak kabul edilen 850’den fazla farklı malzemenin ancak 250 kadarını alternatif yakıt ve alternatif hammadde olarak geri kazanıyor. Nükleer atıklar, bulaşıcı tıbbi atıklar, bataryalar ve ön işlemden geçmemiş karışık belediye atıkları gibi malzemelerin çimento sanayinde geri kazanımı mümkün değil.

ATIKLARIN GERİ KAZANIMI KAYNAK TASARRUFU SAĞLIYOR

Çimento fabrikalarındaki ısı gücünün atıklardan karşılanmasına yönelik oranlar, Avrupa-Türkiye kıyaslamasında büyük bir uçurumu ortaya koyuyor. AB ülkelerinde ısının atıklardan karşılanma oranı yüzde 30’u hatta bazı tesislerde yüzde 100’ü bulurken, Türkiye’de bu, yüzde 10’un altında kalıyor. Ancak alternatif yakıtları yüzde 30’lara yakın oranlarda kullanan çimento fabrikalarının varlığına da dikkat çekmek gerekiyor.

Her yıl tonlarca atığı yakıt ve hammadde olarak ekonomik değere dönüştüren Türk çimento sektörü, hem sanayiye hem de çevre korumaya büyük katkı sağlamış oluyor. Söz konusu atıkların bir kısmı enerji kaynağı, bir kısmı da hammadde alternatifi olarak değerlendiriliyor. Bu süreçte birincil fosil yakıtlar ile doğal hammaddeler daha az kullanıldığı için çevreye zararlı etkiler de önemli oranda azaltılıyor.

Alternatif yakıt olarak öne çıkan atıklar ve hammaddelerin birlikte yakılması da küresel sera gazı emisyonlarının azaltılması için büyük önem taşıyor. Beraber yakılmadığı durumda, bu atıkların özel olarak kurulan tesislerde yakılması ya da düzenli depolanması gerekiyor. Bu da emisyonların eş değer biçimde artması anlamına geliyor.

MİLYONLARCA TON ÇÖP, ENERJİYE DÖNÜŞÜYOR

Atık geri kazanımına 2004 yılında başlayan Türk çimento sektörü, halk arasında anıldığı üzere belediye çöpünden, üretilen atıkların enerji geri kazanımı amacıyla kullanımı konusunda önemli tecrübelere sahip. “Atıktan Türetilmiş Yakıtlar” ön işlem tesislerinde fiziksel ayrıştırma, sınıflama, boyut küçültme, kurutma gibi işlemlerle üretiliyor. Türkiye’de ‘Atıktan Türetilmiş Yakıtlar’ın beraber yakılmasına ilişkin iyi uygulama örnekleri bulunuyor. Tesislerin yüzde 70’i Çevre ve Şehircilik Bakanlığı’ndan Beraber Yakma Lisansı almış durumda.

Çimento sektörünün temsilcileri, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı ile yerel yönetimlerin işbirliğinin sağlanması, devasa büyüklükteki depolama sahalarında bertaraf edilmeyi bekleyen milyonlarca ton atığın enerji ve malzeme olarak geri kazanımına imkan verecek. Çimento sektöründe faaliyet gösteren meslek kuruluşları, atıkların alternatif kaynaklar olarak kullanımının arttırılması çalışmalarına büyük önem veriyor.

TÇMB SEKTÖRDE SİNERJİ OLUŞTURUYOR

TÇMBTürkiye Çimento Müstahsilleri Birliği’nin (TÇMB) bünyesinde yer alan Çevre ve İklim Değişikliği Müdürlüğü söz konusu çalışmaları koordine ediyor. Sektör temsilcilerinden oluşan TÇMB Çevre ve İklim Değişikliği Daimi Komitesi’nin de 3 uzmanlık alt komitesi bulunuyor. Bu birimler sera gazı, mevzuat ve atıklar konusunda çalışıyor. Hazırladıkları dokümanlarla sektörü ve paydaşları bilgilendirip, bu alanda bir sinerji oluşturmayı amaçlıyorlar. Atıklarla ilgilenen alt komitenin sektöre sunduğu bazı rapor ve belgeler şunlar: “Türkiye Çimento Sektörünün Alternatif Yakıt ve Alternatif Hammadde Kullanımı Yaklaşım Belgesi, Alternatif Yakıt, Alternatif Hammadde ve Atıktan Türetilmiş Yakıtlara İlişkin Tavsiye Klavuzu, 2015 Atık Yönetimi Sempozyumu Çimento Sektörü Paneli Sunumları, Çimento Sektöründe Alternatif Yakıt Kullanımının Artırılması Çalışmaları Hakkında Teknik Bilgiler ve Öneriler Raporu…”

ÇEİS: ELEKTRİK ÜRETİM KAPASİTESİNİ ARTIRACAĞIZ

ÇEİSÇimento Endüstrisi İşverenleri Sendikası (ÇEİS) de, sektörün temiz üretime yönelik yatırımlarına büyük önem veriyor. Özellikle atıktan elektrik üretimi kapasitesinin artırılması için gayret gösteriyor. Sendikanın Yönetim Kurulu Başkanı Tufan Ünal, atık ısıdan elektrik üretim kapasitesini yaklaşık 150 milyon kilovatsaat’e çıkarmayı hedeflediklerinin altını çiziyor. Atıktan ürettikleri enerjinin kapsamını da genişleteceklerini söyleyen Ünal, bunu ilginç bir ifadeyle anlatıyor: “Sektörümüz, temiz üretim politikaları çerçevesinde çöpten enerji, enerjiden çimento üretimi için gerekli tüm adımları atıyor.”

Çimento

Enerjide dışa bağımlılığı azaltan gelişmeler

Çimento sanayi çok yüksek derecede ısıl enerji ihtiyacının karşılanması için genellikle fosil yakıt kullanıyor. Bu durum kıt olan kaynakların tükenmesini ve yüksek emisyon değerlerinden kaynaklanan iklim değişikliği risklerini doğuruyor. Petrol, doğalgaz, kömür gibi fosil yakıt kullanımı ülke ekonomisi açısından da enerjide dışa bağımlılığı artırıyor. Bu tablo karşısında çimento sektörünün ortaya koyduğu atıkların alternatif enerji kaynağı olarak kullanımı uygulaması, hem çimento sektörünün enerji ihtiyacının daha düşük çevresel etkiyle karşılanmasını mümkün kılıyor hem de şehirlerin en büyük sorunlarından biri olan katı atıkların bertarafına çözüm oluşturuyor.

Büyük şehirlerdeki depolama sahalarında milyonlarca ton atıktan kaynaklanan metan, çok tehlikeli bir sera gazı özelliğini taşırken, atıkların çimento fabrikalarında yakıt olarak kullanılması yakma tesislerinden daha çevreci bir alternatif oluşturuyor. Yanma sonucu oluşan kül, bertaraf tesislerinde atık oluştururken çimento fabrikalarında hammadde olarak kullanılıyor ve ekonomiye geri kazandırılıyor. Yapılan hesaplamalara göre sadece Marmara Bölgesi’nde ortaya çıkan belediye çöpü, düzenli atık depolama sahalarına gönderilmek yerine çimento fabrikalarında değerlendirilse bölgedeki çimento fırınlarının enerji ihtiyacının yarıdan fazlası karşılanacak.

İhracat verileri çimento sektörünün yüzünü güldürüyor

Üretim ve ihracatta dünyada ilk 5 arasında yer alan Türkiye çimento sektörü; 2016 yılında 17 bin  500 çalışanı, 2,8 milyar dolar ciro ve 500 milyon dolar ihracat geliri ile Türkiye’nin büyümesine ve kalkınmasına önemli gelir kaynağı oluşturdu. TÜİK tarafından açıklanan verilere göre çimento sektöründe geçen yılın ilk 11 ayında 1 milyon TL’den fazla ihracat gerçekleştirildi. Türkiye’deki çimento üreticileri 2016 yılında yaklaşık 80 ülkeye ihracat gerçekleştirirken, ilk sırayı 1 milyon tondan fazla ihracatla Suriye aldı. Ülke için yaratılan doğrudan katma değerin yanı sıra enerji verimliliği politikası ve atıktan enerji üretme yoluyla gerçekleştirilen projelerle önemli iş birliklerine imza atan sektör kuruluşları, yurt dışından alınan enerjiye karşı Türkiye ekonomisine dolaylı yoldan da büyük katkı sağladı. 

Çimentonun tarihi, medeniyetlerin inşası

ÇimentoLatince’de yontulmuş taş kırıntısı anlamındaki “caementum” sözcüğünden türeyen çimento, “bağlayıcı” manasında kullanılıyor. İlk betonarme yapının tarihi 1852 olmakla birlikte, yapıların inşasında bağlayıcı malzemelerin kullanımı çok eskilere gidiyor. Mısır Piramitleri, Çin Seddi ve değişik zamanda yapılan kalelerde o dönemin medeniyetini simgeleyen birçok değişik bağlayıcı maddeden yararlanıldığı biliniyor.

Çimento’nun tarihi MÖ’ye dayanıyor. Kaynaklara göre ilk olarak Romalılar “puzolan” olarak adlandırılan bir malzemenin hidrolik bağlayıcılık potansiyeli olduğunu keşfetti. “Puzolan”la yaptıkları su altında da sertleşebilen harç ve betonları birçok önemli yapıda kullandılar.

MİMAR SİNAN’IN HORASAN HARCI

Modern anlamda çimentoya benzer malzeme, Osmanlı döneminde görüldü. 1500’lü yıllarda Mimar Sinan, “Horasan Harcı” olarak adlandırılan bir malzemeyle muhteşem eserler inşa etti. 1800’lü yıllara gelindiğinde İngiltere, doğal çimentonun üretilmesine ve kullanılmasına sahne oldu. 1796’da İngiliz James Parker tarafından “Roma Çimentosu” olarak adlandırılan doğal çimento üretildi. Hammaddesini Londra civarındaki kalker taşların oluşturduğu çimento, o dönem büyük kanal ve liman yapımlarında kullanıldı.

PORTLAND ÇİMENTOSUNUN DOĞUŞU

1824’te Fransız Louis Vicat, hidrolik bağlayıcı malzemelerin üretimine önemli katkılarda bulundu. Vicat, belirli oranda silika, alümina ve kalsiyum oksitin birleştirilmesiyle sentetik hidrolik bağlayıcı üretti. Aynı yıllarda Joseph Aspdin isimli bir İngiliz duvarcı ustası hazırladığı ince taneli kil ve kalker karışımını pişirerek ve daha sonra öğüterek bağlayıcı bir ürün elde etti. Bu ürüne su ve kum katıldığında ve zamanla sertleşme olduğunda, ortaya çıkan malzemenin İngiltere’nin Portland adasından elde edilen yapı taşlarını andırdığını gören Joseph Aspdin, buna “portland çimentosu” adını verdi ve ürettiğini ürünün patentini aldı. İngiltere Kirkgate İstasyonu’nun yanında halen ayakta olan “Wakefield Arms” binasının Joseph Aspdin’in ürettiği bağlayıcı ile yapıldığı belirtiliyor.

1850’de İngiliz Isaac Charles Jonhson, Aspdin tarafından bulunan çimentoya benzer bir çimento üretti. Modern portland çimentosunun ilk üreticisi olarak tarihe geçti. Başta İngiltere olmak üzere, Fransa, Belçika ve Almanya’da portland çimentosu üretilen fabrikalar kuruldu. Bununla birlikte “betonarme malzeme” kullanımı başladı.

BETONARME EVLER VE TOPLU KONUTTA İLK ADIM

1860’lı yıllarda yüksek fırın cürufu granüle hale getirilerek kullanılmaya başlandı. 1865’te Almanya’da bir fabrika “öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu ile söndürülmüş kireç” karışımından oluşan çimento üretti. 1870’li yıllarında Fransız François Coignet’in ABD’de patentler aldığı yöntemle “Beton Coignet” adı altında ön yapımlı beton elemanları üretildi.

1887’de İngiliz Frederick Ramsome, çimento fabrikalarında kullanılmak üzere ilk “döner fırın”ı yaparak patentini aldı. 1890 yılında çimento üretiminde alçıtaşı kullanılmaya başlandı. 1892’de Almanya’da, 1896’da Amerika’da cüruflu çimento üretimine geçildi. 1900’lü yıllarda çimento üretimi ve betonarme ev yapımı konusunda Thomas Alva Edison’un çalışmaları oldu. 1908’de kendisine betonarme garaj yapan Edison, 1909’da daha uzun bir döner fırın yaparak çimento kapasitesinin artmasını sağladı. 1909’da 11 adet betonarme ev yapan Edison’un bu girişimi ABD’de toplu konut yapımının başlangıcı oldu. Hazır beton üretimi ilk kez 1903’te Almanya’da başladı.

TÜRKİYE’DE İLK ÇİMENTO FABRİKASI

Anadolu’da ise Hitit kentlerinde, özellikle Çorum, Tokat ve Malatya illerindeki antik kentlerde, magneziyen kireç ile karıştırılmış puzolanik aktif doğal malzemelerin harç yapımında kullanıldığı biliniyor. Güneydoğu Anadolu’da Asurlulardan kalma tarihi kalıntılarda normal kireç ile bazalitik puzolanik maddenin kullanılmış olması vb. örnekler, Anadolu’da Romalılar ve Yunanlılar’dan önce çimento kullanıldığı gösteriyor.

Dünya’da çimento üretim ve satışına 1878 yılında başlanmasına rağmen, Türkiye’nin çimento sektörü ile tanışması ise esas olarak 1912 yılında özel sektör girişimi ile oluyor. “Aslan Osmanlı Anonim Şirketi”’ne ait “Darıca Fabrikası” ile “Eskihisar Portland Çimento ve Su Kireci Osmanlı Anonim Şirketi’ne” ait “Eskihisar Fabrikası” işletmeye alınıyor. Darıca Fabrikası FLSmidth firması tarafından, Eskihisar Fabrikası ise bir Alman firması tarafından tesis ediliyor. Söz konusu iki fabrika 1920’de “Aslan ve Eskihisar Müttehit Çimento Fabrikaları A.Ş.” adı altında birleşiyor.

DÜNYADA BETON UYGULAMALARI

1918’de ABD’li Duff A. Abrams, “su çimento oranı kanunu” nu ortaya çıkardı. 1928’de Fransız Eugene Freyssinet, yüksek dayanımlı çelik ve beton kullanarak ön gerilmeli beton yapımını geliştirdi. 1929’da İsveçli Axel Eriksson, yüksek basınçlı buhar kürü uygulayarak “gaz beton” üretti.

1930’lu yıllarda yerine yerleştirilen taze betonun sıkıştırılması işleminde vibrasyon uygulanmasına, 1933’te betonun pompa gücü kullanılarak taşınmasına, 1935’te bazı betonların donma- çözülme olaylarında dayanıklılığının içerisine sürüklenen hava kabarcıklarına bağlı olduğunun anlaşılmasından sonra beton yapımında hava sürükleyici malzemelerin kullanıma başlandı. 1943’te Pier Luigi Nervi yapılara estetik bir görünüm sağlayacak ferro betonu buldu. 1950’li yıllarda öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu beton yapımında kullanılmaya başlandı. Silis, ilk kez 1952’de bir tünel yapımında, betonda katkı malzemesi olarak kullanıldı. 1958’de ABD’de genleşen çimento üretimi gerçekleştirildi. 1960’lı yıllardan itibaren betonda kimyasal katkı malzemesi kullanımı yaygınlaştı. Buna ilişkin ilk standart 1962’de Amerika’da yürürlüğe girdi. 1970’li yıllarda “silindirle sıkıştırılmış beton” olarak adlandırılan betonun yol ve özellikle de baraj yapımında kullanımı yaygınlaştı.

KAYNAKLAR:

* Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Çimento Sanayi için Mevcut En İyi Teknikler Ulusal Kılavuzu (Mayıs 2016)

* Avrupa Çimento Üreticileri Birliği Sürdürülebilir Çimento Üretimi Belgesi / “Avrupa Çimento Sanayinde Alternatif Yakıt ve Hammaddelerin Birlikte İşlenmesi”

* Türk Çimento Sektörünün Alternatif Yakıt ve Alternatif Hammadde Kullanımı Yaklaşımı / Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği, Kasım 2014)

* Akçansa, 2012-2013 Sürdürülebilirlik Raporu

Share.

About Author

Leave A Reply

'