Download - Zeliha Temren
ASFALT VE BETON KARIŞIMLARININ İMALATINDA
ENERJİ TÜKETİMİ VE KARBON AYAK İZİİLE İLGİLİ BİR ÇALIŞMA
ASFALT VE BETON KARIŞIMLARININ İMALATINDA
ENERJİ TÜKETİMİ VE KARBON AYAK İZİİLE İLGİLİ BİR ÇALIŞMA
ZELİHA TEMREN - Kimya Y. Müh. - ASMÜDDr. İBRAHİM SÖNMEZ - İnşaat Müh. - İSFALTZELİHA TEMREN - Kimya Y. Müh. - ASMÜDDr. İBRAHİM SÖNMEZ - İnşaat Müh. - İSFALT
AMAÇAMAÇ
AMAÇAMAÇ
• Asfalt ve beton karışımların üretiminde; Enerji kaynağı kullanımı- Elektrik, yakıtlar Sera gazı emisyonları - Karbon ayak izi
GHG (Green House Gases)-CO2e*
TRL -asPECT ( Asphalt Pavement Embodied Carbon Tool) modeli
* CO2, N2O, CH4 ..gibi sera gazlarının CO2 cinsinden eşdeğeri
Asfalt /Beton Üretim Asfalt /Beton Üretim Tekniklerinin AnaliziTekniklerinin Analizi
Depolama
Petrolün çıkarılması
Rafineri
Taşıma
Elektrik üretimi
Yakıt-Bitüm ÜretimiYakıt-Bitüm Üretimi
Sera gazı emisyonlarıSera gazı emisyonları
• Karışım CO2e
Bileşenler CO2e + Taşıma CO2e + Üretim CO2e – Geri dönüşümü CO2e
• Asfalt Asfalt olarak %100 geri kazanılabilmekte Agrega + bitüm
• Asfaltın gelecekteki kg CO2e /ton
Yeni karışımCO2e - [%95 x (%bit x bit CO2e + %agr.x agr.CO2e x 1.05*) – RAP**]
*1,05 faktörü :Agregadaki rutubet kaybı ve zayiini yansıtmaktadır.* *Asfaltın geri kazanım işlemlerinde CO2e ≈ Agrega üretimine eşdeğer
Asfaltın Geri KazanımıAsfaltın Geri Kazanımı
Betonun geri kazanımıBetonun geri kazanımı
• Beton- Agrega +Çimento
• Beton CO2e Çimento üretimi
• Betonun geri kazanımı CO2e etkisi yok/çok az
asPECT Modeli - Kullanılan VerilerasPECT Modeli - Kullanılan Veriler
• Enerji kaynakları – Ulusal sera gazı emisyon envanterleri
Şebeke elektriği =0,518 CO2e kg/kWhMotorin=2,649 kg CO2e/ltFuel –oil =3207,7 kg CO2e/tonDoğal gaz =1,981 kg CO2e/m3
• Bağlayıcılar– Bitüm :Avrupa Bitüm Birliği- 2011 verisi -190 kg CO2e/ton, – Çimento : İngiltere Çimento Birliği,2009 verisi- 930 kg CO2e/ton* – Su : 0,3 kg CO2e /ton
* Çimento için sadece CO2 emisyonu esas alınmıştır.
Asfalt ve Beton Karışımların Asfalt ve Beton Karışımların Üretim SistemiÜretim Sistemi
Doğal gaz1,981 kg CO2e/m3
Bitümün taşınması 100 km
Bitüm üretimi 190 kgCO2e / ton
Asfalt plentiBacth- Doğal gaz/ Fuel oil
Drum-mix- Doğal gaz
Agregaların taşınması 10 km
Kırmataş agrega üretimi
Motorin2,649 kg CO2e/ lt
Çimento üretimi 930 kgCO2e / ton
Beton santraliSu
0,3 kg CO2e /ton
Çimentonun taşınması100 km
Asfalt karışımlarıAsınma, binder, bitümlü temel
Beton karışımlarıC25/30, C20/30
Şebeke elektriği0,518 CO2e kg/kWh
Fuel –oil3207,7 kg CO2e/ton
Asfalt/Beton karışımlarında - Aynı taş ocağı
AgregaAgrega
Yıllık üretim miktarı, ton 824.000
Elektrik tüketimi, kWh 2.065.000
Motorin , lt 855.800
Su, lt 2.400
Ocak açılması -Patlayıcı, kg-Nitro-Emulsion-ANFO
12.440160.000207.000
Yükleme ve boşaltma işlemleriMotorin , lt 8.000
Agrega Üretimi-Agrega Üretimi-kg COkg CO2e2e/ton/ton
1,3
1,92,7
5,9
0
1
2
3
4
5
6
ElektrikPatlayıcılar
MotorinAgrega
Asfalt Plenti – Doğal GazAsfalt Plenti – Doğal GazPlent tipiKapasite, t/saatIsıtma süresi, sn
Batch260300
Drum-mix150
Karışım tipi Aşınma Binder Bitümlü temel Bitümlü temel
Karışım bileşeni: Agrega % Bitüm %
95,54,5
95,94,1
96,63,4
96,53,5
2010 yılı üretimi ,ton 106.015 44.037 13.048 93.099
Yıllık toplam üretim , ton 163.100 93.099
Elektrik, kWh 40.790 18.620
Motorin, lt 163.161 89.375
Su, ton 1.825 1.095
Isıtma& kurutma, Doğal gaz, m3 1.060.547 558.594
Plente nakil -MesafeAgrega,kapasite >17t, kmBitüm,kapasite>3,5-33t,
km
10100
10100
Batch tipi Asfalt Plenti Batch tipi Asfalt Plenti Fuel OilFuel Oil
Kapasite, t/saatIsıtma süresi, saniye
160300
Karışım tipi Asfalt betonu aşınma
Karışım bileşeni: Agrega, % Bitüm, %
95,54,5
Yıllık üretim , ton 100.000
Elektrik, kWh (3,24 kWh/ton) 324.000
Motorin, lt (0,9 lt/ton) 90.000
Isıtma-kurutma, fuel-oil, ton(Agrega rutubeti : 4%; 7 kg fuel oil /ton)
700
Malzemelerin plente nakli -Mesafe-Agrega, , kapasite >17t, km-Bitüm, kapasite >3,5-33t, km
10100
COCO2e2e kg/ton Asfalt kg/ton Asfalt Yakıt Doğal gaz Fuel - oil
Plent tipi Batch plent Drum-mix Batch Plent
Tabaka Aşınma BinderBitümlü
temelBitümlü temel Aşınma
Karışımın bileşenleri 14,51 13,78 12,49 12,67 14,51
Malzemenin taşınması 3,39 3,31 3,17 3,19 3,39
Isıtma ve kurutma 12,88 12,88 12,88 11,89 22,14
Karıştırma/diğer 2,78 2,78 2,78 2,64 4,14
Ara toplam 33,56 32,75 31,32 30,39 44,18
Geri kazanım- Karbon azalımı
-3,37 -3,09 -2,59 -2,66 -3,37
Toplam ~30 ~30 ~29 ~28 ~41
Asfalt PlentiAsfalt PlentiEnerji kWh/kg COEnerji kWh/kg CO2e2e/ton Asfalt/ton Asfalt
COCO2e2e kg/ton Asfalt kg/ton Asfalt
Batch/Drum-mix plent Batch/Drum-mix plent COCO2e2e kg/ ton Asfalt kg/ ton Asfalt
13
3
13 12
3 3
29 28
0
5
10
15
20
25
30
Agrega+ bitümTaşım
a
Isıtma/kurutma
Karıştırma diğer
RAP tasarrufu
Toplam
Batch plantDrum-Mix plant
Beton SantraliBeton Santrali Beton santraline
ait verilerÜlke ortalamalarına
ilişkin veriler
Kapasite , t/saat 280t/h ( ~120m3 /h) 240 t/h (~100m3 /h)
Karışım tipi C 25/C30 C 20/30
Ağırlıkça karışım bileşimiAgrega %Çimento %Su %
79147
81127
Toplam yıllık üretim , ton 454.600 100.000
Elektrik, kWh 1.300.000 250.000
Motorin, lt 450.000 100.000
Karışımda kullanılan su, ton 34.550 7.000
Malzeme nakli - Mesafe-Agrega, , kapasite >17t, km-Çimento, kapasite>3,5-33t, km
10100
10100
COCO2e2e kg/ton beton kg/ton beton
Beton santrali / C 25/30 Ülke ortalaması / C20/30
Agrega 4,66 4,78
Çimento 130,2 111,6
Su 0,002 0,002
Malzemenin taşınması 5,65,1
Karıştırma/diğer 4,1 3,9
Toplam 145 125
Beton santralindeBeton santralindeEnerji kWh/COEnerji kWh/CO2e2e kg/ton kg/ton
12,8 12,5
4,1 3,9
0
2
4
6
8
10
12
14
Beton santrali Ulusal ortalama
kg CO2e / ton
kWh/ ton
Beton üretiminde Beton üretiminde kg COkg CO2e2e/ton/ton
5
112
130
5 4
125
145
0102030405060708090
100110120130140150
Ulusa l orta lama
Beton santra l i
Asfalt plenti / Beton santralinde Asfalt plenti / Beton santralinde enerji tüketimi-kWh/tonenerji tüketimi-kWh/ton
Asfalt ve Beton Üretiminde Asfalt ve Beton Üretiminde kg COkg CO2e2e/ton/ton
Asfalt 40 kg CO2e/ton
Beton 135 kg CO2e/ton
Portakal suyu 1600 kg CO2e/ ton
Asfalt ve beton yolların Asfalt ve beton yolların ömür döngü analiziömür döngü analizi
Kalıcı asfalt üstyapı Klasik asfalt üstyapı Beton üstyapı
Ref: Ontoria Ulaştırma Bakanlığı -Ömür Döngü Analizi
yapım bakım
50 yıllık Ömür döngü analizi
• Doğal gaz kullanımı, asfaltın karbon ayak izini % 27 azalttı• Toplam GHG emisyonunun;
Agreganın ısıtma- kurutma işlemlerinden Fue-oil / Doğal gaz % 63 / 53
Bitüm üretiminden % 25 Agrega üretimi/Taşıma/Diğer % 12-22
• Enerji tüketimi; Batch plent ≈ Drum- mix plent
SONUÇSONUÇ Asfalt Karışımları Asfalt Karışımları
• GHG 125 kg CO2e /ton beton
• Toplam GHG emisyonunun ;Çimento üretiminden % 90Agrega/Taşıma/diğer % 7Beton santralinden % 3
SONUÇSONUÇ Beton Karışımları Beton Karışımları
• Beton GHG emisyonu > 4,5 x asfalt (doğal gaz )• Beton GHG emisyonu > 3.3 x asfalt (fuel-oil)
• GHG sonuçları Avrupa ort. %20 daha düşük Avrupa’da bileşen malzemelerin taşıma mesafeleri
daha uzun…….
Yol yapımında yaygın olarak asfalt kullanımıyla daha sürdürülebilir bir seçim yapılmıştır.
SONUÇSONUÇ
• asPECT sektörün kolay kullanabileceği bir program Şantiyede sürekli kaydedilen veriler
kullanılmakta;Üretim, malzeme ve enerji kaynağı kullanımı..
SONUÇSONUÇ
• Asfaltın geri kazanım potansiyeli; Enerji tasarrufu sağlar /karbon ayak izini azaltır
Asfaltla kaplanmış yollar gelecek nesillerin agrega ve bitüm kaynağı olarak
değerlendirilmeli ve korunmalıdır….
SONUÇSONUÇ
• Çevreci ihale sistemleri Rekabet kriterleri;
Malzeme ve enerji tasarrufu sağlayan/ karbon ayak izi düşük teknikler
Ömür döngü analizi / maliyet
SONUÇSONUÇ