Net Sıfır Beton İçin GCCA’dan 2050 Çimento ve Beton Endüstrisi Yol Haritası

2022’nin başlarında GCCA, ulusal çimento ve beton endüstrilerinin karbondan arındırılmasına yardımcı olmak için 2050 Net Zero Küresel Endüstri Yol Haritası’nı yayınladı. Yayınlanan bu rapor karbon emisyonunun azaltılması için teknolojik ve inovatif çözümler sunuyor. Raporda yer alan bilgilere göre çimento sektörü de diğer sektörler gibi 2050 yılına kadar net sıfır olma yolunda ilerliyor, fakat buna rağmen yeşil hidrojen ve CCUS (karbon yakalama, kullanma ve depolama) gibi bazı teknolojiler henüz yeterince kullanılmıyor. 

Endüstri, son otuz yılda çimento üretimindeki CO2 emisyonlarının %20 oranında orantılı olarak azaltılmasıyla ilerleme kaydetmiştir. Bu yol haritası, yalnızca on yıl içinde aynı azalmayı sağlayan dekarbonizasyon önlemlerinin önemli ölçüde arttığını göstermektedir. 2030’dan itibaren dekarbonizasyon, 2050’de net sıfır hedefine ulaşmak için daha da hızlanacaktır. Rapora göre, çimento ve betonun üretim sürecinin tüm aşamalarında CO2 emisyonlarını azaltmak için uygulanacak 7 yöntem vardır. Bunlar; klinker üretiminin azaltılması, çimentoda doğru bağlayıcı kullanımı, beton üretiminde verimlilik, karbon kullanımı, yakalama ve depolama, kullanılan elektriğin karbondan arındırılması, yeniden karbonlaşma, tasarım ve inşaatta verimlilik. 

• termal verimlilik

• atık yakıtlardan tasarruf (“alternatif yakıtlar”)

• karbonu giderilmiş ham madde kullanımı

• yakıt olarak hidrojen kullanımı

• optimize edilmiş karışım tasarımı

• bileşenlerin optimizasyonu

• üretimi endüstrileştirmeye devam etmek

• kalite kontrol

• hem çimento fabrikalarında hem de beton üretiminde kullanılan elektriğin karbondan arındırılması

• betonda CO2’nin doğal alımı 

• optimizasyon sağlamak için tasarımcılara müşteri özeti

• tasarım optimizasyonu

• şantiye verimliliği

• yeniden kullanım ve kullanım ömrünün uzatılması

• Portland klinker çimentosu ikamesi. Klinker bağlayıcı oranı ile de ifade edilir

• Portland klinker çimentolarına alternatifler

• çimento fabrikalarında karbon tutma

Raporda yer alan bilgilere göre, küresel olarak ortalama olarak klinker bağlayıcı faktörü şu anda 0,63’tür. 2030 ve 2050 yıllarında sırasıyla 0,58 ve 0,52’ye düşmesi öngörülmektedir. Farklı malzeme mevcudiyeti ve pazar gereksinimleri nedeniyle bölgesel veya ülkelere göre farklılıklar meydana gelebilir. Dünya genelinde ortalama olarak Portland klinker çimentolarına alternatiflerin 2030 ve 2050 yıllarında sırasıyla çimentonun %1 ve %5’i olacağı ve 2050 yılında toplam CO2 emisyonlarında %0,5’lik bir azalmaya katkıda bulunacağı tahmin edilmektedir.

Beton üretiminde katkıların daha geniş bir şekilde kullanılması, agregaların iyileştirilerek işlenmesi, beton üretiminde CO2 emisyonu için önemli fırsatlardır. Bu tasarruflar endüstrinin bazı bölümleri tarafından uygulanmaya devam etse de daha geniş ve daha derin uygulamalar daha fazla tasarruf sağlayacaktır. Dünya genelinde ortalama olarak, beton üretiminin bağlayıcı kullanımı açısından optimize edilmesi, 2030 ve 2050 yıllarında bağlayıcı talebinde sırasıyla %5’e %14’lük bir azalmaya yol açabilir.

CCUS, yeni bir yöntemdir ve gerekli alt yapı oluşturulduğunda 2030’dan sonraki süreçte de önemli hale geleceği tahmin edilmektedir. Çimento ve beton endüstrisinde elde edilen CO2’nin kullanılması, ıslak betona enjeksiyon, sertleşmiş betonun sertleştirilmesi ve atık ürünlerden agrega imalatını içerir. 2050 yılına kadar 1370Mt CO2’nin yakalanacağı ve kullanılacağı/ depolanacağı tahmin edilmektedir.

Bu yöntem ile ilerleyen dönemlerde çimento ve beton üretiminde kullanılan elektrik üretiminden kaynaklanan emisyonların sıfıra indirilmesi sağlanacaktır. Sektörden gelen elektrik talebi, artan toplam üretime paralel olarak 2030 yılına, ardından da 2050 yılına yükselecektir. Talepteki bu artış, elektriğin karbondan arındırılmasıyla karşılanmaktadır. Uluslararası Enerji Ajansı'nın (IEA) 2020 ve 2030 yılları için küresel verileri, önümüzdeki 10 yıl içinde şebeke karbonsuzlaşmasının etkisini tahmin etmek için kullanılmıştır.

2030’a kadar CO2 emisyonlarının, 2020’ye kıyasla %54, 2050’ye kadar %100 azalacağı öngörülmektedir.

Bu yol haritasında, IVL metodolojisinin 1. kademesi kullanılmıştır. Bu, bir ton klinker (525kgCO2/ton) için mümkün olan teorik maksimum karbonasyona, yani 105kgCO2/ton klinkere uygulanarak %20’lik bir rekarbonasyon değerinin benimsenmesine izin verir. Küresel yeniden karbonlaşmanın 2020, 2030 ve 2050 yıllarında sırasıyla 319, 318 ve 242 Mt CO2 olarak tahmin edilmektedir.

Tasarım yöntemini uygulamanın birincil yolu, mevcut kalite, maliyet, hız ve özel proje müşteri gereksinimleri parametrelerine ek olarak CO2 emisyonlarının azaltılmasının bir tasarım parametresi haline gelmesini sağlamaktır. Dünya çapındaki tüm projelerde, tasarım ve inşaatlarda elde edilebilecek CO2 emisyon azaltımlarının 2030 ve 2050’de sırasıyla %7 ve %22 olduğu tahmin edilmektedir.

Raporda çimento sektörünün 1990 yılından 2050 yılına kadar olan net sıfır yol haritası da yer alıyor. Raporda “İlk İlerleme” olarak adlandırılan ve 1990 ile 2020 arasını kapsayan döneme göre, çimento endüstrisi, CO2 emisyonlarını küresel düzeyde izleyen ve halka açık olarak raporlayan ilk sektörlerden biriydi. Son otuz yılda, çimento sektörü, emisyonlarını yaklaşık beşte bir oranında azalttı ve bu miktar dünyanın dört bir yanındaki üreticilerini kapsayan bir oran. Beton üretiminde ise son otuz yılda bir ilerleme gözlemlenmiştir. Karıştırma ekipmanları, katkı sektörüne yapılan yatırımlar, kontrol ve kalite sistemleri beton üreticilerinin daha kaliteli ve mukavemeti yüksek betonlar üretmesini sağlamıştır. Ayrıca gelişmekte olan ekonomilerde küçük proje sahalarında torbalı çimento kullanılarak yapılan üretimden hazır beton ya da prekast betonun fabrika üretimine doğru bir gelişim gözlemlenmiştir. Gelişmiş ekonomilerde ise dijitalleşme daha çok gündeme gelmiştir. Yaşanan tüm gelişmeler eşdeğer performansa sahip betonlar için CO2 ayak izinin azaltılmasını sağlamıştır.

Bu önemli on yılda, aşağıdaki eylemler ve girişimlerle CO2 azaltımlarının hızlandırılması hedeflenmiştir:

• artan klinker ikamesi – uçucu kül, kalsine killer, öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (ggbs) ve öğütülmüş kireç taşı dahil.

• fosil yakıt azaltımı ve alternatif yakıt kullanımının artması

• beton üretiminde geliştirilmiş verimlilik 

• geri dönüşüm de dahil olmak üzere beton projelerinin tasarımında ve inşaat sırasında beton kullanımında geliştirilmiş verimlilik

• teknoloji ve yeniliğe yatırım

• CCUS teknolojisi ve altyapı geliştirme

2030 yılına kadar m³ beton başına %25 CO2 azaltımı öngörülürken, çimentoda bu sayının ton başına %20 olması hedeflenmektedir. Ayrıca raporda daha fazla azalmanın, tedarik ve üretim zincirlerinin her noktasında fosil yakıt kullanımının sınırlandırılması ve toplumun atıklarının daha akıllı ve daha yeşil bir alternatif olarak yeniden değerlendirilmesi anlamına geleceği ifade edilmektedir. Raporda ilerleyen yıllarda devreye girecek teknolojilere ve yeniliklere şimdiden yatırım yapılması da gündeme geliyor. Raporda, Karbon Yakalama Kullanımı ve Depolaması’nın (CCUS), Yol Haritasının önemli bir bileşeni olarak ifade ediliyor. CCUS için Kuzey Amerika, Çin, Hindistan ve Avrupa’da hız kazanan canlı projeler ve duyurularla şimdiden önemli bir ivme kazandı. Raporda, bu bölgelerden alınan veriler ışığında “endüstriyi dünya çapında dönüştürmeye yardımcı olmak için teknoloji ve altyapıyı geliştirmeye, riskleri azaltmaya ve dağıtmaya yardımcı olmak için politika yapıcılar ve yatırım topluluğu gibi paydaşlarla birlikte çalışmamız gerekiyor.” ifadeleri yer aldı.

Net sıfır beton ortak hedefine ulaşmak için bu önemli on yılda kapsamlı bir politika çerçevesinin geliştirilmesi gerekecektir. Bunun endüstri, politika yapıcılar ve hükümetlerin ortak çabası olması gerekecek.

2030 ve 2050 yılları arasını kapsayan dönemde önceki yıllarda elde edilen ilerlemenin üzerine inşa sürecinin devam edileceği öngörülüyor. Rapora göre bu süreçte klinker ikamesi devam edecektir. 2030 yılına kadar karbon emisyonunu düşürmeye yönelik çalışmalar yapılsa da 2030’larda bile, CO2 emisyonlarını azaltmak için alternatif yakıtların daha fazla kullanılması için alan hâlâ olacaktır. 

CCUS’un geliştirilmesi ve kullanımı yönünde çalışmaların devam edeceğinin belirtildiği raporda “Sonuç olarak, emisyonları azaltmak için elimizden gelen her şeyi yapacak olsak da, CO2’nin yakalanması, mümkünse yeniden kullanılması veya depolanması gerekeceği anlamına gelir. 2030’a kadar kapasiteyi ve ticari durumu oluşturduktan ve altyapıyı geliştirdikten sonra, 2050’ye kadar net sıfıra ulaşabilmemizi sağlamak için CCUS’u geniş ölçekte konuşlandırmaya başlayacağız. Ek olarak, üyelerimizin Innovandi programlarımız, inovasyona yaptıkları yatırım, işbirliği çalışmaları, karbondan arındırma misyonumuzda yeni teknolojilerin önünü açabilir. Örneğin, yeşil/temiz hidrojen ve fırın elektrifikasyonunun 2040’tan itibaren önemli bir rol oynayacağı tahmin ediliyor.” ifadeleri yer alıyor.

Bu yol haritası, sektörün BM Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları’nda (SKA) yer alan sürdürülebilirlik taahhüdü ile de uyumlu... Bir endüstri olarak çimento ve beton, sürdürülebilir kalkınmanın birçok alanına dokunmaktadır. Betonun özellikleri, onu iklim değişikliğinin etkileriyle mücadele etmek için hayati bir unsur haline getiriyor ve dünya çapında sürdürülebilir ve dirençli binaların gelişimini mümkün kılmasını sağlıyor.

Betonun yaygın ve düşük maliyetli bulunabilirliğinin yanı sıra dayanıklılığı ve esnekliği, birçok SKA’na ulaşılmasında kritik bir kaynak olacaktır. Bu, özellikle kentleşme ile ilgili hedefler için ve hayati altyapıda veya uygun fiyatlı makul konutlarda büyük ölçekli iyileştirmelere ihtiyaç duyulan yerlerde geçerlidir.

Sektörün rolü ve malzemenin faydaları, neredeyse tüm Sürdürülebilir Kalkınma Amaçlarına ulaşılmasında rol oynuyor:

• dayanıklı ve uygun maliyetli binalar ve altyapı, her düzeyde eğitim sağlayarak ve gıda israfıyla mücadele ederek toplulukların yoksulluktan kurtulması için merkezi öneme sahiptir.

• betonla yapılan ulaşım altyapısı, yerel gıda üreticilerinin pazara erişimini sağlar, eğitime erişimi destekler ve ekonomik fırsatlar ve refah yaratır.

• küresel bir endüstri olarak, çimento ve beton üretimi ekonomik büyümeyi yönlendirir ve hem doğrudan hem de dolaylı istihdam sağlar; ve bir endüstri olarak adil ve güvenli çalışma koşulları sağlamayı taahhüt ediyoruz.

• beton, dünya genelinde suyun taşınması, temiz içme suyu sağlanması ve etkili sanitasyon için tercih edilen malzemedir.

• beton, hidroelektrik barajlar inşa ederek, rüzgar türbinleri veya elektrik hatları için temeller sağlayarak veya gelgit enerjisi veya jeotermal enerji için altyapı sağlayarak temiz enerji üretmenin ve taşımanın ayrılmaz bir parçasıdır.

• betonun benzersiz yansıtıcı özellikleri ve termal kütlesi, yapılı çevremiz için enerji verimliliğine katkıda bulunur.

• bu belgenin de gösterdiği gibi, çimento ve beton endüstrisi 2050 yılına kadar net sıfır betona ulaşmayı taahhüt ederek iklim etkisini ortadan kaldırır.

• betonun gücü ve hem suya hem de ateşe karşı eşsiz direnci, dünyadaki toplulukları doğal afetlerden ve iklim değişikliğinin etkilerinden korur.

• Beton, savunmasız kentsel topluluklar için dirençli, karşılanabilir konut sağlanması için temeldir.

• Çimento ve beton endüstrisi, diğer endüstrilerin yan ürünlerini hammadde veya yakıt olarak kullanarak ve yeniden kullanılabilen veya geri dönüştürülebilen bir ürün sağlayarak döngüsel ekonominin merkezinde yer alır.