Çimento üretiminden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının hesaplanması
Accounting for greenhouse gases emission from cement production
Yazar: AYŞE EBRU ORHAN
Danışman: PROF. DR. GÜLEN GÜLLÜ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Çimento sektörü Türkiye emisyonlarının % 7,2'sini oluşturmaktadır. Endüstriyel işlemler de en yüksek paya sahiptir. Çimento üretim süreçlerinde klinker üretim aşaması CO2 oluşumuna sebep olmaktadır. Karbonat içerikli hammaddelerin yüksek ısı ile reaksiyona girmesi sonucu CO2 açığa çıkmaktadır. Bu nedenle tez kapsamında entegre bir pilot tesis seçilerek, hem yakıt kaynaklı hem de proses kaynaklı sera gazı emisyonlar hesaplanmıştır.
Tezin ilk aşamasında IPCC yöntemleri (Tier 1, Tier 2 ve Tier 3) ve CSI hesaplama aracı kullanılmış ve sera gazı emisyonları 2015, 2016 ve 2017 yılları için 4 farklı yöntem ile elde edilmiştir. Yöntem farklılıklarına göre üç yılda emisyonların 828.017,87 ton CO2 – 1.270.674,26 ton CO2 arasında olduğu bulunmuştur. IPCC yöntemleri içerisinde en güvenilir olanın yapılan belirsizlik hesapları sonucu Tier 3 olduğu bulunmuştur. (Tier 3 belirsizliği %3-7 iken, Tier 1 ve 2'nin %20 civarındadır). Bunun yanı sıra CSI ile Tier 3 yöntemi sonuçlarının birbirine benzerlik göstermesi de Tier 3'ün güvenilirlik oranını arttırmaktadır. Çünkü CSI hesaplama modülü tesise özel veri girişleri yapıldığında, emisyon hesabını otomatik olarak veren bir modüldür.
Tezin ikinci aşamasında, tesisin alternatif yakıt olarak atıkları kullanması değerlendirilmiştir. Hesaplama yapılan üç yıl içerisinde ATY kullanımı sonucu atmosfere yapılan 70.980, 45 ton CO2 salınımının engellendiği bulunmuştur. CO2 tasarrufununa ek olarak, 2609 TJ'lik fosil yakıt kazancı elde ederek, doğal kaynakları verimli kullanımına katkı sağlamıştır.
Tezin son aşamasında tesisin atık kullanım oranları Türkiye geneli çimento sektörüne uyarlanmış ve çeşitli senaryolar üretilmiştir. Senaryolarda amaç sektörün geneli pilot tesis kadar ATY kullanımı ile ne kadar çevresel fayda sağlanabileceğini göstermektir. Yapılan uyarlamalar sonucu üç yılda 10,2 Mt CO2 emisyonlarının engellenebileceği elde edilmiştir. Aynı zamanda atıkların değerlendirilmesiyle 5.903,31 Gg atığın depolama alanlarına gönderiminin ve 175.201,39 TJ'lük fosil yakıt tüketiminin önüne geçilebileceği görülmüştür. 
Günümüzde inşaat sektöründe gözlemlenen sürekli büyüme devam etmektedir. Altyapı ve yol yapım çalışmaları, kentsel dönüşüm uygulamaları, üçüncü havaalanı inşaatı, Çanakkale Boğaz Köprüsü inşaası gibi projeler ile çimento talebinde artış olacağı düşünülmektedir. Sektörde yaşanacak olan kapasite artışı göz önüne alındığında, doğal kaynak verimliliği ve hava kirliliği açısından ATY kullanımının fayda sağlayacağı anlaşılmıştır.

Abstract:
The cement industry constitutes 7,2% of Turkey's emission. Industrial transactions also have the highest share. During the cement production process the clinker production stage causes CO2 formation. Carbonate-containing raw materials are reacted with high temperature, resulting in CO2 emissions. For this reason, an integrated pilot plant was chosen as a part of the thesis and both greenhouse gas and process greenhouse gas emissions were calculated.
IPCC methods (Tier 1, Tier 2 and Tier 3) and CSI calculation tool were used at the first stage of the study and greenhouse gas emissions were obtained by 4 different methods for 2015, 2016 and 2017. According to the method differences, emissions in three years were found to be 828.017,87 tons CO2 – 1.270.674,26 tons CO2. It is found that the indeterminate accounts made of the most reliable IPCC methods are the resultant Tier 3. (Tier 3 uncertainty is between 3-7%, about 20% of Tier 1-2). In addition, the similarity between CSI and Tier 3 method results in an increase in the reliability of Tier 3. Because the CSI calculation module is a module that automatically calculates the emission calculation when special data entries are made.
In the second stage of the thesis, the facility was assessed in using waste as an alternative fuel. Within three years of calculation, it was found that 70.980, 45 tons of CO2 emissions were prevented from being used as a result of ATY use. In addition to saving CO2, it achieved a fossil fuel gain of 2609 TJ, contributing to the efficient use of natural resources.
In the last stage of the thesis, the plant's waste utilization rate was adapted to Turkey's overall cement industry and various scenarios were produced. The scenario shows how much environmental benefit can be achieved by using the ATY as well as the general pilot plant. At the end of the adaptation, 10,2 Mt CO2 emissions could be prevented in the three years. At the same time, it has been observed that the storage of 5.903,31 Gg of waste can be avoided and the consumption of fossil fuel of 175.201,39 TJ can be prevented.
Today, the continuous growth observed in the construction sector continues. With infrastructure and road construction, urban transformation applications, third airport construction and Çanakkale Bosphorus Bridge construction projects, cement requirements are expected to increase. Considering the increase in capacity to be experienced in the sector, it was understood that the use of ATY would be beneficial in terms of natural resource productivity and air pollution.