Çimento üretiminde çevresel sürdürülebilirlik için yaşam döngüsü değerlendirmesi
Life cycle assessment of cement production for environmental sustainability
Yazar: SİMGE ÇANKAYA
Danışman: PROF. DR. BEYHAN PEKEY
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Alternatif yakıtlar = Alternative fuels ; Klinker = Clinker ; Çevresel etki = Environmental impact ; Çimento = Cement

Özet:
Günümüzde hızla gelişen sanayileşme ve kentleşmeye bağlı olarak artış gösteren, yoğun enerji ve hammadde kullanımını gerektiren bir sektör olan çimento üretiminin, iklim değişikliği, ekosistem kalitesi, insan sağlığı ve doğal kaynak kaynaklar üzerindeki olumsuz etkilerinin en düşük seviyeye düşürülmesi ve iyileştirici önlemlerin alınabilmesi için, olası çevresel etkilerinin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi gerekmektedir. Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (Life Cycle Assessment - LCA), bu çevresel etkileri hammaddenin elde edilişinden, ürün/hizmet oluşumu, kullanımı ve nihai bertarafına kadar oldukça geniş bir kapsamda belirlemeye, belirlenen etkilerin boyutlarına göre azaltım hedeflerini tespit etmeye ve olumsuz çevre etkilerini en aza indirgemeye olanak tanıyan bir metottur. Bu çalışmada, geleneksel hammadde ve yakıtlarla üretimin gerçekleştirildiği 2007 yılı ve alternatif hammadde ve yakıtlarla üretimin gerçekleştirildiği 2013 yılı için çimento üretiminin yaşam döngüsü, ISO 14040 ve ISO 14044 standartları kapsamında, karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. SimaPro 8.0.4 yazılımı ile gerçekleştirilen YDD çalışmasının kapsamı "beşikten kapıya" olarak belirlenmiş; fonksiyonel birim ise 1 ton klinker ve 1 ton çimento olarak seçilmiştir. Etki değerlendirme metodu olarak IMPACT 2002+ kullanılmıştır. Çalışma sonucunda 2013 yılındaki 1 ton klinker üretimi sonucu oluşan tüm çevresel etkilerin, 2007 yılındaki duruma göre yaklaşık %12 azaldığı tespit edilmiştir. Sonuçlar zarar değerlendirmesi açısından ele alındığında; iklim değişikliği, insan sağlığı, ekosistem kalitesi ve kaynak kullanımı kategorilerindeki azalmalar sırasıyla; %1,4, %27, %10 ve %11 olarak belirlenmiştir. Ayrıca, farklı alternatif yakıt ikame oranları içeren 8 senaryo oluşturulmuş ve oluşturulan senaryolar arasında, en çevre dostu senaryolar, %30 ikame oranında atık yağ kullanılan Senaryo 7 ve %30 ikame oranında atıktan türetilmiş yakıt (ATY) kullanılan Senaryo 6 olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Recently, a considerable increase has been occurred in cement manufacturing, which is a highly intensive energy and resource consuming and carbon emission industry, in parallel with industrialization and urbanization. In order to minimize the adverse effects on the climate change, ecosystem quality, human health and resource of cement production, it is rather important to assess the potential environmental impacts of cement production process. Life cycle assessment (LCA) is a method that a "cradle to grave" systematic approach beginning with the gathering of raw materials from the earth to create the product and ends at the point when all materials are returned to earth. In this study, comparative LCA of cement production with conventional raw material and fuel (2007) and alternative raw material and fuel (2013) usage were performed in accordance with ISO 14040 and ISO 14044 standards. The scope of the study was determined as "cradle to gate" and the functional unit was selected as 1 ton clinker and 1 ton cement. SimaPro 8.0.4 software was used for LCA. Life cycle impact assessment was carried out with IMPACT 2002+ method. As a result of the study, overall environmental impacts reduced aproximately 12% in 2013 scenario using alternative raw materials and fuels. According to damage assessment; the effects on climate change, human health, ecosystem quality and resources decreased 1,4%, 27%, 10% and 11%; respectively. Additionally, eight different scenarios was constituted and the most environmental-friendly scenarios are determined as Scenario 7 (30% substitution of waste oil) and Scenario 6 (30% substitution of refused derive fuel-RDF).