CO2 azaltım ve karbon tutma teknolojileri ile endüstriyel emisyonlar daha sıkı tutuluyor
09 Aug 2021
Küresel ısınma hedeflerini tutturmak için endüstrinin sera gazı emisyonlarını daha da azaltması gerekiyor. Yüksek CO2 emisyonlu sektörlerde GEA çözümleri büyük etki yaratıyor, müşterilerin zararlı emisyonları azaltmasına, enerji verimliliklerini arttırmalarına ve karbon-nötr üretimine yönelik yolculuklarını gerçekleştirmelerine yardımcı oluyor.
Enerji israfının yanı sıra, fosil yakıtla çalışan tesisler, çelik, alüminyum, cam, gübre ve çimento endüstrilerinin tamamı, kötü bir ortak yana sahip: bunların tamamı, yüksek CO2-emisyonlu endüstriler olarak sınıflandırılmaktadır.
Çok sayıda sera gazından biri olan karbondioksit (CO2), Dünyanın yüzeyinden yayılan kızıl ötesi ışınları (net ısı enerjisi) emerek geri yansıtır ve sera gazı etkisine katkıda bulunur. CO2, metan ve su buharı en yaygın sera gazları olmakla birlikte, yüzey seviyesindeki ozon, nitröz oksitler ve florlu gazlar da kızıl ötesi ışınları absorbe eder. Bir kez salındıktan sonra sera gazları, atmosferde yüzlerce - ve hatta binlerce - yıl kalır.
Paris Anlaşmasıyla belirlenen hedefleri karşılamak için küresel sıcaklıktaki artışın, dünyanın doğal ekosisteminin feci şekilde bozulmasını daha da azaltmak amacıyla endüstri-öncesi seviyelerin 1.5 Santigrat derece üzerinde tutulması gerekiyor. Aksi halde gıda üretimi ve genel olarak gezegendeki yaşam giderek daha büyük bir tehditle karşı karşıya kalacak.
İklim değişikliğine önlemekten her birlikte sorumluyuz. Hızı arttırmamız ve önlemlerimizin ölçeğini arttırmamız, bu on yılı iklim değişikliğinde küresel eylem dönemi yapmamız gerekiyor.”- Birleşmiş Milletler, İklim Değişikliği Yıllık Raporu 2019
- Birleşmiş Milletler, İklim Değişikliği Yıllık Raporu 2019
GEA çözümleri, çok uçlu bu CO2 azaltım yaklaşımına katkıda bulunuyor ve döngüsel karbon ekonomisini destekliyor
Küresel emisyon azaltımı yönündeki acil talebi karşılamak için GEA, yüksek karbon emisyonlu endüstriler arasındaki CO2 azaltımındaki ilerlemeyi yönlendirmek üzere özellikle aşağıdakilere odaklanan özel bir ekip oluşturdu:
- üretim ve emisyon kontrol süreçlerinin enerji verimliliğinin arttırılması
- karbonun yakalanmasını, depolanmasını ve kullanımını sağlayan çözümler
Anahtar endüstrilerdeki müşteriler için emisyon kontrol sistemlerinin ve teknolojilerinin geliştirilmesi, tasarımı ve yapımında sağlam bir global lider olan GEA'nın bir asırdan fazla deneyimi bulunmaktadır. Bu geniş portföyün kapsamı:
- demir ve çelik, demirsiz metalürji, cam, çimento ve kimyasal endüstrileri için gaz temizleme teknolojileri
- rafinerilerde akışkan katalitik parçalanma tesisleri için gaz temizleme çözümleri
- yüksek saflıkta egzoz gazı sağlamak için ıslak, yarı-kuru ve kuru yıkayıcılar
Üretim ve emisyon kontrol süreçlerinin enerji verimliliğinin arttırılması
Cam ve çimento üretimi gibi endüstriyel proseslerden gelen aşırı ısının kullanımı, küresel iklim koruma hedeflerine ulaşmak için zorunludur. Bu, ısıyı sadece atmosfere bırakmaktan veya su enjeksiyonu yoluyla gazları soğutmaktan çok daha sürdürülebilir bir alternatif olan bir atık ısı geri kazanım ünitesi (WHRU) entegrasyonunu gerektirir. Diğer iki metot, örneğin, değerli termal gücün kaybı veya çok daha az tercih edilen sıcaklık anlamına gelmektedir.
Bu geri kazanılan ısı, hava arıtma prosesinde veya güç üretiminde kullanılabilir. Yine üretim proseslerinde gereken basınçlı hava üretimi için kullanılabilir veya bölge ısıtma ağları ya da diğer kurutma proseslerine yönlendirilebilir.
Çimento üreticisi ve GEA müşterisi olan Heidelberger Çimento yakında WHRU'nun hizmete alımını gerçekleştirecek. Sistem, klinker soğutması esnasında oluşan proses ısısını alacak ve bölgesel arıtma tesislerinden gelen yıllık yaklaşık 70.000 ton susuzlaştırılmış atığı yüzde 90 seviyesinde kuru maddeye dönüştürmek üzere kurutucuya yönlendirecek. Kilogram başına 11 ila 13 megajul kalorifik değer ile katı maddeler tesiste tutulacak ve tesiste yeşil enerji olarak kullanılarak, önemli miktarda fosil yakıtın yerini alacak. Bu çözüm, şirketin CO2 emisyonlarını 2025'e kadar yüzde 30 azaltma ve 2050 yılı itibarı ile CO2-nötr betona geçme hedefinin bir parçası.
2012 yılında GEA, Alman/Avusturyalı üretici Rohrdorf Zement'i, çimento üretimi için dünyanın ilk bitiş ucuna monte azot giderme sistemi ile desteklemiştir. Tesis, ısının tesiste yeniden kullanımını sağlamak üzere bir ısı geri kazanım ünitesi (WHRU) ve aktarım devresini içeriyor.
Pisa, İtalya'daki cam imalatçısı Saint Gobain, fırınlarından termal enerji kazanımı için GEA WHRU ve organik Rankin çevrimi (ORC) güç tesisi kullanıyor. Tesiste bu enerji aşağıdaki şekillerde kullanılıyor:
- binaları ısıtmak için ısıtma sistemi tarafından
- tesisin dahili sistemini beslemek üzere elektriğe dönüştürülerek
- çok sayıda pnömatik makineye güç vermek için sıkıştırılmış havaya dönüştürülerek
Sonuç olarak şirket, bu tesiste yılda yaklaşık 5.000 ton CO2 ve neredeyse bir milyon ABD doları elektrik maliyeti tasarrufu sağlıyor.
Bir ORC tesisi, özellikle ORC'ye değişken termal güçlerin beslendiği tesislerde CO2 emisyonlarının büyük oranda azaltılmasında iyi bir seçenektir. Buna cam uygulamaları ve çimento tesislerinde klinker soğutma tarafı dahildir. Ayrıca bir ORC tesisi, ek CO2 emisyonları üretmez.
Karbonun yakalanmasını, depolanmasını ve kullanımını sağlama
Karbonun yakalanmasını, depolanmasını ve kullanımına yönelik teknolojiler (CCS/CCU), fabrikalarda ve fosil yakıt kullanan elektrik tesislerinde üretildiği yerde CO2'nin yakalanmasını içermektedir. Bazı endüstrilerde, enerjiyle alakalı CO2 emisyonlarına, ham maddelerin dönüştürülmesinden ortaya çıkan prosesle alakalı emisyonlar (örn., çimento endüstrisinde CaCO3 → CaO) eşlik etmektedir, o nedenle prosesin enerji ihtiyacını azaltarak veya alternatif yakıtlara geçerek önlenemez. Atmosfere salınmadan önce CO2'nin yakalanması, daha sonra kullanılması veya depolanması uygulanabilir ve sera gazının minimuma indirilmesi için hayati bir seçenektir.
GEA emisyon kontrol teknolojileri, karbondioksidin egzoz gazından ayrıştırılması için gerekli bir proses olan CO2 yıkamasına geçiş için tüm bağlayıcı koşulları karşılamaktadır. Ancak bunun mümkün olması için, gazın temizlenmesi gerekir. CO2 ayrıştırma sisteminin (örn., amin ile yıkama) etkin performansını ve absorpsiyon medyasının uzun ömürlü olmasını sağlamak için, CO2 ayrıştırma tesisleri ultra-temiz baca gazı gerektirir.
İlk adım, ön arıtma ve ince partikül arıtması olup, GEA sülfürik ve nitrik oksitler de dahil olmak üzere kirleticilerin gideriminde çok yönlü çözümler sunmaktadır. Atık gaz temizlendikten sonra, CO2 ayrıştırması başlayabilir. Prosesin üretime engel olmamasını sağlamak için GEA, bitiş-ucuna mont edilen CO2 ayrıştırma proseslerini önermektedir.
Yakalanan CO2 içim dengeli, öngörülebilir ve esnek kullanım yollarına sahip olmanın önemi düşünüldüğünde, üreticilerin ayrıştırma prosesleri ve tesis seçiminden önce bu yollar arasında seçim yapması önerilir. GEA, maksimum esneklik için küçük ve orta boyutlu CO2 ayrıştırma tesisleri sunarak müşterilerin çeşitli saflık derecelerinde CO2 üretmesine, aynı ayrıştırma ünitesiyle farklı ürünler üretmesine imkan vermektedir; buna karbonat, amin ve gelecekte amonyak kullanan çözümler dahildir.
Endüstriyel prosesler esnasında yakalanan - veya atmosferden çekilen - CO2, fosil yakıtlardan karbon çekiminin yerine kullanılabilir. Yakalanan CO2, aşağıdakiler de dahil olmak üzere çok sayıda uygulama ve endüstride kullanım için yönlendirilmektedir:
- geliştirilmiş petrol ve gaz geri kazanımı (EGR) (CO2, daha yüksek dereceli petrol/gaz faydalanımı için boşalan rezervuarlara enjekte edilir)
- karbonatlı içecek üretimi
- beton sertleştirme
- plastik veya e-yakıtların kimyasal üretimi için ham madde (örn., metanol)
- ticari balık yeminde kullanımı için alg yetiştiriciliği
Global zorluklar, deneyimli bir ortak gerektirir
GEA ile ortaklık kurarak müşteriler, emisyon azaltma teknolojilerinde onlarca yıllık deneyime sahip global bir liderin desteğini yanlarına almaktadır. Derinlemesine endüstri bilgisi ve gaz özelliklerine yönelik bilimsel anlayış, GEA'nın daha uzun ömürlü emisyon kontrol sistemleri tasarlamasını sağlıyor. Termal ayrıştırma da dahil olmak üzere gaz akışlarına yönelik atık ısı geri kazanım ve ince partikül arıtması, yasal emisyon gerekliliklerini mümkün olan en düşük enerji tüketimi ile karşılamak - ve hatta aşmak - için dünya çapındaki müşteriler tarafından kullanılmaktadır.
İklim sorunlarının çözülmesi, gerekliliğin ve aciliyetin kabul edilmesi ile başlamalıdır. Karar vericiler ve müdahil olan tüm paydaşların o nedenle işbirliği - bağımsız emisyon kaynakları için doğru çözümlerin uygulanması için cesaretli ve istekli olmaları gerekmektedir.”- Felix Ortloff, Yıkama Sistemleri Başkanı, GEA
- Felix Ortloff, Yıkama Sistemleri Başkanı, GEA
CO2 emisyonlarının bedeli
“Karbonun bedeli", bir ton karbondiokside karşılık gelen (tCO2e) değer cinsinden ifade edilen, sera gazı emisyonları için açık bir fiyat belirleyen inisiyatifler anlamına gelmektedir. Karbon emisyonlarına bir fiyat biçilmesinin amacı, emisyonların azaltılmasını sağlayacak bir tutum değişikliğini tetiklemektir. Gerçek karbon fiyatı, çeşitli pazar-tabanlı araçların (örn. özel enerji vergisi, karbon vergisi ve emisyon izin fiyatı) toplamıdır. Karbon vergisi fiyat tabanlı bir araç olup, bazı ülkelerde düşükken, İsveç gibi bazı ülkelerde ise bu vergi çok daha yüksek olmaktadır (ton başına US$ 126). Emisyon izin fiyatı ise hacim tabanlı bir araç olup, emisyon ticaret sistemlerine (ETS) katılımın bedelini belirlemektedir.
Endüstriler yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişin yolunu buldukça, CO2 azaltımına ve geri dönüşüm teknolojilerine yatırım da önemini sürdürüyor. Anahtar faydaları:
- sera gazı emisyonunda azaltma
- daha az karbon vergisi
- CO2 ve CO2 bazlı ürünlerin satışından gelir akışı
- atık ısı geri kazanımı ile daha az enerji maliyeti ve yakıt vergisi
