Ograniczanie emisji CO2 w produkcji cementu dzięki alternatywnym źródłom paliw

• Autorzy: Yaşar Selin , Taşeli Başak Kılıç

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2024.29.6.3

Warianty tytułu

EN

Reducing CO2 emissions in cement manufacturing through alternative fuel sources

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Badanie to ocenia dane dotyczące produkcji i zużycia cementowni, która obecnie produkuje cement i klinkier, oraz prowadzi obliczenia emisji CO2. Łączne emisje z paliw i odpadów w latach 2017-2021 oblicza się odpowiednio na 0,3786 Mt CO2e/rok, 0,4359 Mt CO2e/rok, 0,3168 Mt CO2e/rok, 0,3924 Mt CO2e/rok i 0,3340 Mt CO2e/rok. Biorąc pod uwagę, że wielkość emisji wynikająca ze zużycia paliwa wyniosła 392 366 ton CO2e/rok w 2020 r., a emisja wynikająca ze zużycia energii elektrycznej wyniosła 70 307 ton CO2e rocznie w tym samym roku, znaczenie emisji wynikających ze zużycia energii elektrycznej staje się oczywiste. Emisje cementowni wynikające ze zużycia energii elektrycznej spadły z 79 220 ton CO2e rocznie w 2017 r. do 61 695 ton CO2e rocznie w 2019 r. dzięki zwiększonemu wykorzystaniu paliw alternatywnych i mniejszej ilości węgla brunatnego. Ponieważ oczekuje się, że rosnący popyt klientów na cement doprowadzi do wzrostu zużycia koksu naftowego na przestrzeni lat, ustalono, że zużycie koksu naftowego spadło o 25% w porównaniu z rokiem poprzednim, a fabryka zaczęła używać zużytych opon jako paliwa alternatywnego w 2019 r. Preferencja ta spowodowała, że całkowita wartość emisji w 2019 r. zmniejszyła się o około 27% w porównaniu z wartością emisji w roku poprzednim. Podobnie, przy zużyciu 26 355 ton paliwa pochodzącego z recyklingu w 2021 r., ilość koksu naftowego zużytego w tym samym roku zmniejszyła się o 26% w porównaniu z rokiem poprzednim i zmniejszyła się do 78 225 ton. Zbadano również kwestię, jakie byłyby wielkości emisji, gdyby do uzyskania sprawności spalania uzyskanej przy użyciu paliwa zużywanego z pieca OPB użyto określonej ilości węgla brunatnego. Obliczono, że wybór koksu naftowego zamiast RDF w 2017 r. spowoduje wzrost emisji o ok. 38 proc., a wybór węgla brunatnego o ok. 43 proc.

EN

This study evaluates the production and consumption data of a cement plant that currently produces cement and clinker and calculates CO2 emissions. The total emissions from fuel and waste between 2017 and 2021 are calculated as 0.3786 Mt CO2e/year, 0.4359 Mt CO2e/year, 0.3168 Mt CO2e/year, 0.3924 Mt CO2e/year, and 0.3340 Mt CO2e/year, respectively. Considering that the emission amount due to fuel consumption is 392 366 tons CO2e/year in 2020 and the emission due to electricity use is 70 307 tons CO2e/year for the same year, the significance of emissions from electricity use becomes evident. The factory’s emissions from electricity usage decreased from 79 220 tons CO2e/year in 2017 to 61 695 tons CO2e/year in 2019 due to the increased use of alternative fuels and less lignite. Since the increasing customer demand of the factory is expected to lead an increase in petroleum coke consumption over the years, it has been determined that there has been a 25 % decrease in petroleum coke consumption compared to the previous year, with the factory starting to use End-of-Life Tires as an alternative fuel in 2019. This preference caused the total emission value for 2019 to decrease by approximately 27 % compared to the emission value of the previous year. Likewise, with the usage of 26 355 tons of Refused-Derived Fuel in 2021, the amount of petroleum coke used in the same year decreased by 26 % compared to the previous year, and decreased to 78 225 tons. The question of what the emission amounts would be if a certain amount of lignite was used to obtain the combustion efficiency obtained with the fuel consumed from RDF was also examined. It has been calculated that choosing petroleum coke instead of RDF in 2017 will cause an increase in emissions by approximately 38 %, and choosing lignite by approximately 43 %.

Słowa kluczowe

PL

ślad węglowy; przemysł cementowy; emisja dwutlenku węgla; produkcja cementu; efekt cieplarniany; gaz cieplarniany

EN

carbon footprint; cement industry; carbon emission; cement production; greenhouse effect; greenhouse gases

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 29, nr 6
• Strony: 395--412
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Yaşar Selin

• Department of Environmental Engineering, Giresun University, Giresun, Turkey

• https://orcid.org/0000-0001-7619-6781

autor

Taşeli Başak Kılıç

• Department of Environmental Engineering, Giresun University, Giresun, Turkey

• https://orcid.org/0000-0003-4421-8290

Bibliografia

• 1. A. Sel, Z.G. Göktolga, Projection of sectoral CO2 emission values within the framework of the 11th Development Plan. J. Mediterranean Facul. Econ. Adm. Sci. 20(2), 158-168 (2020).
• 2. J. Wei, K. Cen, Empirical assessing cement CO2 emissions based on China’s economic and social development during 2001-2030. Sci. Total Env. 653, 200-211 (2019a). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.10.371
• 3. M. T. Şahin, Carbon footprint applications: cement factory example. Gebze Technical University, Institute of Science and Technology, Department of Environmental Engineering, Master Thesis. (2019).
• 4. Y. Güler, Carbon dioxide emissions originating from the cement sector in Turkey. Kocaeli University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Department of Environmental Engineering, Master’s Thesis (2018).
• 5. M. B. Ali, M.B., Saidur R., M.S. Hossain. A Review on Emission Analysis in Cement Industries. Renew. Sust. Ener. Rev. 15(5), 2252-2261 (2011). https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.02.014
• 6. J. Wei, K.A. Cen, A preliminary calculation of cement carbon dioxide in China from 1949 to 2050. Mitig. Adapt. Strat. Glob. Change 24, 1343-1362 (2019b). https://doi.org/10.1007/s11027-019-09848-7
• 7. W. Shen, L. Cao, Q. Li, W. Zhang, G. Wang, C. Li, Quantifying CO2 emissions from China’s cement Industry. Renew. Sust. Ener. Rev. 50, 1004-1012 (2015). https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.05.031
• 8. D. R. Gómez, J. D. Watterson, B. B. Americano, C. Ha, G. Marland, E. Matsika, L. N. Namayanga, B. O. Elasha, J. D. K. Saka, K. Treanton, Chapter 2: Stationary Combustion, 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories Vol. 2 Energy, (2007).
• 9. IPCC. Intergovernmental Panel on Climate Change. Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp, (2006).
• 10. L. Hanle, P. Maldonado, E. Onuma, M. Tichy, H. G. Oss. Chapter 2: Mineral Industry Emissions, IPCC Chapter 2: Mineral Industry Emissions, (2006).