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