Çimento LCA: klinker oranı, ikame malzemeler ve karbon yakalama

Çimento, dünya CO₂ emisyonlarının yaklaşık %7-8'inden sorumludur. Bu emisyonun büyük kısmı klinker üretiminden gelir — kalker (CaCO₃) yüksek sıcaklıkta kalsine edildiğinde CaO + CO₂ kimyasal reaksiyonu ortaya çıkar. Bu "proses emisyonu" yakıt bazlı emisyondan farklıdır ve enerji verimliliğiyle azaltılamaz; çünkü reaksiyon zaten kimyasaldır. Çimento LCA'sında bu nedenle her şey klinker oranı etrafında döner.

CEM tipleri ve klinker oranları

• CEM I — saf Portland; klinker oranı %95-100; en yüksek GWP (~850-900 kg CO₂eq/ton)
• CEM II — Portland karışımı; klinker %65-94, kalker veya cüruf ikamesi; GWP %10-20 düşer
• CEM III — yüksek fırın cürufu çimentosu; klinker %20-64; GWP %30-50 düşer
• CEM IV — puzolanik çimento; klinker %45-89; uçucu kül ile harmanlanır; GWP orta
• CEM V — kompozit çimento; klinker %20-64; cüruf + uçucu kül + kalker üçlüsü; GWP en düşük

SCM (Supplementary Cementitious Materials)

SCM'ler — uçucu kül, yüksek fırın cürufu, kalker tozu, silika dumanı — klinker yerine kullanıldığında çimentonun GWP'sini önemli ölçüde düşürür. Allocation problemi burada kritiktir: uçucu kül kömür santralinin yan ürünüdür; bu malzemeyi çimentoda kullanırken atık-malzeme gibi mi (yük yok) yoksa ekonomik ortak ürün gibi mi (kısmi yük) ele almalıyız? EN 16908 cut-off varsayılanını seçer — uçucu kül A1'de yüksüz girer, A2'de yalnızca taşıma yükü taşır. Cüruf için aynı yaklaşım. Bu, SCM'li çimentoların dramatik olarak düşük GWP göstermesinin nedenidir.

Alternatif yakıtlar

Çimento fırınları geleneksel olarak kömürle çalışır; modern tesisler atık-türevli yakıtlar (RDF — refuse-derived fuel), atık lastik, biyokütle gibi alternatif yakıtları %30-60'a kadar harmanlayabilir. Alternatif yakıt kullanımı yakıt-bazlı emisyonu %15-25 düşürür; ama proses emisyonunu (kalsinasyon) etkilemez. Biyokütle yakıt kullanılırsa karbon nötr varsayımı altında GWP-fossil daha da düşer (biyojenik karbon GWP-biogenic'e gider). EN 16908, alternatif yakıt kullanım oranı ve enerjik içeriğin belgelenmesini ister.

CCUS — karbon yakalama senaryoları

Çimento sektörü, kalsinasyon emisyonunu sıfırlamanın tek yolu olarak CCUS (Carbon Capture, Utilisation and Storage) teknolojilerine yatırım yapmaya başladı. Norveç'teki HeidelbergCement Brevik tesisi, dünyanın ilk endüstriyel ölçek karbon-yakalamalı çimento tesisidir (2024 itibarıyla). LCA modellemede CCUS bir A3 alt-süreci olarak eklenir; yakalama-iletim-depolama enerji yükü hesaba katılır, net emisyon -%50 ila -%85 arası iyileşme sağlar. Bu teknolojinin yaygınlaşması 2030+ senaryolarında sektör emisyonunu yarıya indirebilir.

Beton ile bağlantı

Çimento bağımsız bir EPD ürünü olabilir ama gerçek kullanımı betonun içindedir. Çimento EPD'niz ton bazında declared unit ile yayımlanır; beton üreticisi bu EPD'yi alıp m³ beton modulary tablosuna ölçeklendirir. clca bu zincirleme bağlantıyı otomatik kurar — çimento modeliniz güncellendiğinde, kullanan beton ürünleri otomatik yeniden hesaplanır.