Matthias Mersmann
KHD Humboldt Wedag
CTO
Çimento sektörü, küresel ölçekte artan altyapı ihtiyacı ile iklim krizi kaynaklı karbon azaltım zorunluluğunun kesiştiği kritik bir dönemeçten geçiyor. Önümüzdeki birkaç on yıl içinde dünya genelinde inşa edilecek altyapının bugünkünden katbekat fazla olacağı öngörülürken, beton ve çimentoya olan talebin de hızla artması bekleniyor. Buna karşın, çimento üretiminin doğası gereği hem enerji tüketimi hem de kimyasal prosesler kaynaklı CO2 emisyonları barındırması, sektörü küresel karbonsuzlaşma gündeminin merkezine yerleştiriyor.
KHD, Cement Beyond Carbon vizyonu ile, karbonsuzlaşmayı tekil teknolojik çözümlerin ötesine taşıyan bütüncül bir dönüşüm perspektifi sunuyor. Bu yaklaşım; klinker oranının düşürülmesinden alternatif yakıt kullanımına, gelişmiş proses optimizasyonundan karbon yakalama teknolojilerinin entegrasyonuna kadar uzanan çok katmanlı bir yol haritasını kapsıyor. KHD’nin perspektifi, çimentonun geleceğinin yalnızca “daha az karbon” ile değil, karbonun ötesine geçen bir üretim anlayışıyla mümkün olabileceğini vurguluyor.
CUSCIT’25’teki konuşmanızda BM Genel Sekreteri António Guterres’in şu ifadesine atıfta bulundunuz: 2050’de var olacak altyapının dörtte üçü bugün henüz mevcut değil. Bu, çimento talebi açısından ne anlama geliyor?
Ayrıntılı olarak incelendiğinde bu gerçekten şaşırtıcı bir oran. Nature dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, dünya genelinde 2020 yılı itibarıyla yaklaşık 550 gigaton beton kullanılmış durumdaydı. Guterres’in öngörüsünü takip edersek, önümüzdeki 25 yılda ilave 1.650 gigatona ihtiyaç duyacağız. Bu artış, yıllık ortalama 65 gigatonluk bir talebe karşılık geliyor ve mevcut küre-sel üretim seviyelerinin iki katından fazlasını işaret ediyor. Buna paralel olarak Küresel Çimento ve Beton Birliği (GCCA), mevcut uygulamalar devam ederse 2050’ye kadar beton büyümesinde %143’lük bir artış öngörüyor.
Bu noktada, söz konusu projeksiyonlarda belirsizlikler olduğunu kabul etmeliyiz. Örneğin, Birleşmiş Milletler’in varsayımları, tümüyle gerçekleşmeyebilecek toplumsal kalkınma senaryolarına dayanmaktadır. Ancak, beton altyapısına yönelik yüksek talebin devam edeceği neredeyse kesindir. Deniz seviyeleri yükselirken, İstanbul da dahil olmak üzere kıyı mega kentlerinin deniz savunmaları, setler ve koruyucu altyapılar inşa etmesi gerekecek.
Bu durum, mevcut karbon salım hızının sürdürülemez olması nedeniyle ciddi bir zorluk yaratmaktadır. Dolayısıyla, beton üretimini klinker tüketimi ve karbon emisyonlarından ayrıştırmak zorundayız.
Konuşmanızın temel mesajlarından biri, çimentonun karbon emisyonlarını azaltmak için hızlı hareket etme gerekliliğiydi. Hızlı karbonsuzlaşma neden bu kadar kritik?
Çünkü zamanımız tükeniyor. Bu durumu somutlaştırmak için iki örnek paylaşmak isterim. Avrupa Çevre Ajansı kısa süre önce, Avrupa genelindeki karbonsuzlaşma çabalarının Paris Anlaşması’nın gerekliliklerini karşılamak için çok yavaş ilerlediğini gösteren bulgular yayımladı. Daha da dikkat çekici olan nokta ise, Alman Çevre Danışma Konseyi’nin hesaplamalarına göre, Almanya’nın Paris hedefleriyle uyumlu kalabilmesi için kalan CO2 bütçesinin 2033 yılına kadar tükenecek olmasıdır. Bu tarih yalnızca sekiz yıl uzaklıktadır. Sonrasında Almanya’nın tamamen karbon nötr olması gerekecek. Çimento üretimi Almanya’nın emisyonlarının yaklaşık %2’sini oluşturuyor olsa da bu zaman çizelgesi, ağır sanayilerin gerekli karbonsuzlaşma patikalarının çok gerisinde kaldığını gösteriyor. Bu durum, küresel ölçekte de benzer şekilde karşımıza çıkmaktadır.
Bu noktada KHD’nin “Karbon Ötesi Çimento” stratejisi ön plana çıkıyor. Bu vizyonun neyi ifade ettiğini ve KHD’yi karbonsuzlaşma sürecinde nasıl bir çözüm ortağı olarak konumlandırdığını açıklayabilir misiniz?
“Karbon Ötesi Çimento”, çimento sektörünün karbonsuzlaştırılabileceğine dair bir imkân beyanını ve bu hedefe ulaşmak için tasarlanmış kapsamlı bir yol haritasını aynı anda temsil etmektedir. İki aşamadan oluşmaktadır.
İlk aşama, günümüzde mevcut olan kanıtlanmış ve gelişmekte olan teknolojiler aracılığıyla emisyonların radikal biçimde azaltılmasına odaklanmaktadır. Bu kapsamda; kalsine kil kullanımıyla çimentodaki klinker oranının önemli ölçüde düşürülmesi, alternatif yakıtlarla çok yüksek ısıl ikame oranlarına ulaşılması ve gelişmiş kontrol sistemleri aracılığıyla tesis operasyonlarının optimize edilmesi gibi temel kaldıraçlar öne çıkmaktadır.
2030 sonrasında kritik hâle gelecek olan ikinci aşama ise, kireç-taşının kalsinasyonu kaynaklı kaçınılmaz emisyonların karbon yakalama teknolojileri aracılığıyla ele alınmasını hedeflemektedir. Maksimum verimlilik iyileştirmeleri sağlansa dahi, çimento üretiminde bazı CO2 emisyonları kimyasal olarak kaçınılmazdır. Verimlilikle ulaşılabilecek sınır noktasına gelindiğinde, karbon nötrlüğüne erişim için karbon yakalama zorunlu hâle gelmektedir. Bunun başka bir alternatifi bulunmamaktadır.
“Karbon Ötesi Çimento” çimento sektörünün karbonsuzlaştırılabileceğine dair bir imkân beyanını ve bu hedefe ulaşmak için tasarlanmış kapsamlı bir yol haritasını aynı anda temsil etmektedir.
Özellikle kalsine kil konusuna odaklanalım. Uygun nitelikte kilin bulunabilirliği bir zorluk olarak sıklıkla dile getiriliyor. KHD bu konuya nasıl yaklaşıyor?
Pek çok üretici, en yüksek kaliteye sahip ve kalsinasyonu en kolay mineral olarak görüldüğü için yalnızca kaoliniti tercih ederek arayışını bu yönde yoğunlaştırıyor. Ancak bu yaklaşım, seçenekleri gereksiz yere sınırlandırıyor. KHD olarak, illitli, montmorillonitli ve kloritli killer dahil olmak üzere çeşitli kil türlerini yüksek kaliteli tamamlayıcı çimento malzemelerine dönüştürebilen son derece verimli bir flaş kalsinasyon teknolojisi geliştirdik.
Buradaki kilit nokta, iki kritik parametrenin—bekleme süresi ve sıcaklığın—her kil türüne hassas biçimde ayarlanmasıdır. Flaş kalsinatörümüzde çok ince öğütülmüş kil tozu sistem içinde eşit şekilde akar. Bu sayede tüm parçacıklar için kontrollü bir bekle-me süresi ve homojen bir sıcaklık maruziyeti sağlanmaktadır. Bu hassasiyet, aşırı sıcaklıktan kaynaklanan yeniden kristalleşmeyi ve aşırı bekleme süresine bağlı aglomerasyonu önleyerek, mini-mum karbon ayak iziyle optimum ürün kalitesinin elde edilmesini sağlamaktadır. Kalsine kil, çimentoda klinkerin %50’sine kadarını, dayanımdan ödün vermeden ikame edebilir. Geliştirdiğimiz teknoloji sayesinde üreticiler, daha önce uygulanabilir olmadığı düşünülen çok daha geniş kil rezervlerine erişim imkânı elde etmektedir.
Stratejinizin bir diğer önemli bileşeni alternatif yakıtlar. KHD Pyrorotor® teknolojisi bu alandaki en gelişmiş çözümünüz olarak öne çıkıyor. Bu teknolojiyi farklı kılan nedir?
Pyrorotor, alternatif yakıt kullanımında bir atılımı temsil eden döner bir gazifikasyon reaktörüdür. Çimento endüstrisi onlarca yıldır fosil yakıtların ikamesi üzerinde çalışmaktadır; ancak temel zorluk, düşük kaliteli ve yanması zor yakıtların ekonomik şekil-de yönetilebilmesi olmuştur. Pyrorotor, pahalı ön işleme gerek kalmadan, yanması zor, daha uzun bekleme süresi gerektiren veya yüksek nem içeren malzemeleri kullanarak fosil yakıtların %95’ine kadar ikame edebilir. Bu, en kritik ayırt edici özelliktir. Bu teknoloji, çimento üreticilerinin normal koşullarda uygun olma-yan, düşük maliyetli ve minimum işlem görmüş atık ile biyokütle yakıtlarını kullanabilmesine olanak tanımaktadır. Ayrıca, kade-meli yanma prensipleri sayesinde NOX emisyonlarını eş zamanlı olarak azaltmaktadır.
Pyrorotor, mevcut herhangi bir kalsinatöre modüler bir ek ünite olarak entegre edilebilmektedir. Bugün dünya genelinde 15 kuru-lum aktif olarak işletilmekte olup, müşterilerimizden son derece olumlu geri bildirimler alınmaktadır. Bu sistem sayesinde operatörler, düşük maliyetli alternatif yakıtları fırın beslemesinde başarıyla kullanarak hem yakıt maliyetlerini hem de karbon ayak izlerini kayda değer ölçüde azaltmaktadır.
KHD, Türkiye pazarında yakın zamanda Pyrorotor® sözleşmeleri de imzaladı. Bu projelerden bahseder misiniz?
Türkiye’deki ilk Pyrorotor® sözleşmemiz KÇS Kipaş Çimento’nun Kahramanmaraş tesisinde oldu. Bu kurulum Kahramanmaraş tesisinde kalsinatör bölümünde sürekli olarak %90’ın üzerinde termal ikame oranlarına ulaşmayı sağlarken, NOX emisyonları 800 mg NO2/Nm³ seviyesinin altında tutulmaktadır. Proje, devreye alma öncesinde yalnızca gaz kanalı bağlantıları için kısa süreli bir duruş gerektirdi. Bu proje, dünya genelinde sözleşmesi imzalanan 11. Pyrorotor® ünitemiz olma özelliğini taşımaktadır.
Ayrıca, 2025’in sonunda Türkiye’deki bir çimento fabrikasında ikinci bir Pyrorotor® kurulumunun siparişine ilişkin sözleşme imzaladık. Böylece dünya genelinde satılan toplam Pyrorotor® sayısı 21’e ulaştı.
Pyrorotor, pahalı ön işleme gerek kalmadan, yanması zor, daha uzun bekleme süresi gerektiren veya yüksek nem içeren malzemeleri kullanarak fosil yakıtların %95’ine kadar ikame edebilir.
Alternatif yakıtlar ve tamamlayıcı çimento malzemelerinin ötesinde, karbonsuzlaşma için hangi diğer teknolojiler gerekli?
Tesis optimizasyonu ve gelişmiş kontrol sistemleri çok kritik bir rol oynuyor. En yeni inovasyonumuz, KHD ProMax® RTO gelişmiş proses kontrol sistemidir. Bu yazılım, yapay zekâ ile insan tecrübesini birleştirerek çimento ve klinker üretimini gerçek zamanlı olarak optimize eder. Gerçek tesis operasyonları üzerinde çevrimiçi eğitilen ve insan uzman bilgisiyle zenginleştirilen çoklu sinir ağlarını kullanır; böylece sürekli kendini öğrenen ve optimize eden bir işletme sağlar. Gerçek tesis işletme verileri üzerinden çevrim içi olarak eğitilen ve insan uzmanlığıyla zenginleştirilmiş çoklu sinir ağlarını kullanan bu sistem; kendine öğrenme yeteneği sayesinde operasyonların sürekli olarak optimize edilmesini sağlamaktadır. Elde edilen verimlilik artışları doğrudan daha düşük enerji tüketimi ve daha az emisyon anlamına gelir.
Yapay zekâ alanındaki gelişmelere rağmen, operatör eğitiminin kritik önemini koruduğuna inanıyoruz. Bilgili ve deneyimli operatörler, otomatik sistemlerin gözden kaçırabileceği verimsizlikleri tespit edip çözebilmektedir. Yakın zamanda, Simulex® eğitim simülatörümüzü sanal gerçeklik yetenekleriyle geliştirerek; katılımcıların tesisi sanal ortamda gezebilmesini, sorunları tespit edebilmesini ve etkin şekilde müdahale etmeyi öğrenmesini mümkün kıldık.
İleriye baktığımızda, KHD’nin Cement Beyond Carbon vizyonu Türk çimento üreticileri için ne ifade ediyor?
Cement Beyond Carbon, kapsamlı bir iş birliği fırsatını temsil etmektedir. Türkiye, uzun yıllardır güçlü ve rekabetçi bir çimento endüstrisine sahip olmakla birlikte, küresel ölçekteki üreticilerle aynı karbonsuzlaşma zorunluluklarıyla karşı karşıyadır. Biz karşı karşıya olunan bu zorluğun tüm boyutlarını kapsayan kapsamlı bir teknoloji portföyü sunuyoruz. Bu portföy, daha önce değindiğimiz sahada etkinliği kanıtlanmış teknolojilerin yanı sıra, ihtiyaç duyulduğunda geleceğin karbon yakalama teknolojilerinin entegrasyonuna yönelik uzmanlığı da kapsamaktadır.
KHD olarak, illitli, montmorillonitli ve kloritli killer dahil olmak üzere çeşitli kil türlerini yüksek kaliteli tamamlayıcı çimento malzemelerine dönüştürebilen son derece verimli bir flaş kalsinasyon teknolojisi geliştirdik.
Karbon yakalamadan bahsettiniz; bu, Cement Beyond Carbon vizyonunun 2030 sonrası ikinci aşamasında yer alıyor. Bazıları bunu fazla pahalı buluyor. Bu endişeye nasıl yanıt verirsiniz?
Sektörde pek çok kişi bugün karbon yakalamanın çok pahalı olduğunu düşünü-yor. Ancak bu bakış açısı kritik bir noktayı gözden kaçırmaktadır: sektör, verimlilik iyileştirmeleri ve malzeme ikamesinde ulaşılabilecek sınır noktasına geldiğinde, karbon nötrlüğüne giden yolda karbon yakalama tek seçenek hâline gelmektedir. Dolayısıyla soru, mevcut maliyetlere kıyasla pahalı olup olmadığı değil; hayatta kalmak için gerekli olup olmadığıdır.
Paris Anlaşması’na bağlı 197 ülke varken ve iklim değişikliğinin fiziksel gerçekliği giderek daha inkâr edilemez hâle gelmişken, karbon yakalamanın isteğe bağlı olmaktan çıkıp zorunlu hâle geleceğine inanıyoruz. Çeşitli yakalama teknolojileri mevcut ya da geliştirilme aşamasında. KHD’nin temel yetkinliği, hangi teknolojinin en uygulanabilir ve ekonomik çözüm olarak öne çıkacağından bağımsız şekil-de, bu teknolojileri mümkün olan en yüksek proses verimliliğiyle entegre eden çimento tesislerini mühendislik bakış açısıyla tasarlamaktadır. Müşterilerimizi bu kaçınılmaz sürece bugünden hazırlıyoruz.
En yeni inovasyonumuz, KHD ProMax® RTO gelişmiş proses kontrol sistemidir. Bu yazılım, yapay zekâ ile insan tecrübesini birleştirerek çimento ve klinker üretimini gerçek zamanlı olarak optimize eder.
Son olarak Türkiye’deki çimento sektörüne mesajınız nedir?
Çimentonun bir geleceği olduğuna inanalım; ancak bu geleceğin hızla karbonsuzlaşması gerekiyor. Çimento ve beton, toplumların ihtiyaç duyduğu altyapı ve binaları inşa etmek için vazgeçilmez malzemeler olmaya devam ediyor. Hatta çimento ve beton olmadan müreffeh bir gelecek yok; ancak çimentoyu üretme biçimimiz değişmeli.
İyi haber şu ki gerekli teknolojiler mevcut ve yol haritası tanımlanmış durumda. Kötü haber ise harekete geçmek için kalan sürenin hızla daralıyor olması. KHD olarak bu inancı Cement Beyond Carbon vizyonumuzda somutlaştırdık. Karbon nötr çimento üretimine giden yolculuk başlamış durumda ve her üreticinin başarıya ulaşması için gerekli kanıtlanmış teknolojilere ve uzmanlığa erişimini sağlamaya kararlıyız.
