Dünyanın ilk jeotermal doğrudan kullanımlı çimento projesi sürdürülebilir endüstri için model oluşturuyor

Menengai jeotermal sahasındaki Wellpad, Kenya (kaynak: GDC)

Merve Uytun 28 Ağu 2024

1987’de kurulan Steam Srl (“STEAM”), jeotermal mühendislik ve danışmanlık alanında yaklaşık 40 yıllık deneyime sahiptir. Kenya’daki son görevleri, jeotermal enerjinin yüksek emisyonlu endüstriyel süreçleri devrim niteliğinde değiştirme ve küresel iklim hedeflerine katkıda bulunma potansiyelini sergiliyor.

Proje Arka Planı: Bir İş Stratejisi Olarak Jeotermal

Birkaç ay önce bildirildiği üzere , Steam, Karsan & Sons’ın (KRSL) Kenya’nın Menengai sahasındaki NDOVU NAKURU Çimento projesi için seçildi.

KRSL, agrega ve çimento sektörlerinde faaliyet gösteren nesiller boyu devam eden bir aile şirketidir. KRSL’nin çimento markası olan Ndovu Cement, Kenya’da pazar payı bakımından yedinci sırada yer almaktadır ve günlük 1200 ton üretim kapasitesine sahiptir. Şu anda Kenya’da altı ocağı ve Nairobi’nin güneyinde Athi Nehri’nde iki öğütme değirmeni bulunan bir çimento öğütme tesisi bulunmaktadır.

NDOVU NAKURU projesi, Nairobi’nin kuzeyinde ikinci bir öğütme tesisi kurmayı planlıyor. Bu tesis, KRSL’nin pazar tabanını genişletecek ve en önemlisi, tüm yeni operasyonlar ve tesisler için yenilenebilir enerji kullanma yönündeki 10 yıllık hedefiyle uyumlu olacak.

Sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak değerinin ötesinde, KRSL jeotermali güvenilir olduğu için seçti. Kenya’da nadir olmayan elektrik kesintileri, çimento üretiminde kullanılan ekipmana zarar verebilir. Ancak, anında hasara neden olmasalar bile, sık sık soğuk yeniden başlatmalar çimento üreticilerinin operasyonel maliyetleri üzerinde ağır bir yük oluşturabilir.

KRSL Enerji Yatırımları Başkanı Dr. George Muia, firmanın Nakuru projesi için vizyonunu ve bunun stratejik planına nasıl uyduğunu açıkladı. “KRSL’nin stratejik hedeflerinden biri, 10 yılda karbon ayak izini %40 oranında azaltmaktır. Agrega ocaklarımızdaki dizel araç sayısını %50’den fazla azalttık ve buna karşılık en büyük ocaklarımızdan ikisinde elektrikli konveyör sistemleri kullanmaya başladık. Jeotermal, karbon ayak izimizi mümkün olduğunca düşürme hedefimizi sürdürme ve aynı zamanda işletme olarak daha rekabetçi hale gelme fırsatı sağlıyor.”

Proje Genel Bakışı

Projenin önemini hafife almak kolay olabilir. Çimento sektöründe dünyanın ilk doğrudan kullanımlı jeotermal projesi olmasına rağmen, sadece bir 4-MW ORC enerji santrali ve bir jeotermal ısıyla çalışan kurutucuyu içeriyor. Geliştirilmiş Jeotermal Sistemler (EGS) ve İleri Jeotermal Sistemler (AGS) gibi yeni ortaya çıkan teknolojilerle ilişkilendirilen teknolojik gösterişten yoksun ve Kenya’nın çok yakında ulaşmayı hedeflediği 1 GW kurulu jeotermal enerji üretim kapasitesiyle karşılaştırıldığında sönük kalıyor.

Ancak Karsan’ınki gibi küçük etkili projeler, hem kamuoyunu hem de politika yapıcıları jeotermal enerjinin yenilikçi uygulamalarının enerji dönüşümünü hızlandırmak için araçları nasıl çeşitlendirebileceği konusunda eğitmek için elzemdir. Jeotermal enerjinin şaşırtıcı Kullanım Örneklerini ve faydalarını göstererek, Karsan projesi bu tür girişimler için daha geniş bir desteği teşvik ediyor ve geleneksel olarak karbondan arındırılması zor sektörlerde çalışan şirketlerin sürdürülebilir bir ekonomiye doğru kolektif yolculuklarında çözümler bulmada oynayabilecekleri rolü vurguluyor.

Karsan Projesi 

Karsan çimento fabrikası, Geothermal Development Company’nin (GDC) üretim kuyusu MW-18A’ya yaklaşık 6 kilometre uzaklıktaki Menengai buhar sahasındadır. Karsan’ın mevcut tesisleri arasında bir çimento öğütme fabrikası ve agrega ocağı bulunmaktadır ve şirketin yol haritasındaki bir sonraki adım, beton üretiminde ihtiyaç duyulan klinker miktarını azaltmak için kullanılabilen çok daha az enerji yoğun bir malzeme olan kendi puzolanik tüflü külünü üretmektir.

Bu amaçla Steam, Karsan’ın çimento fabrikasının puzolanik tüflü külün işleneceği kurutma ünitesinde jeotermal akışkandan elde edilen ısının doğrudan uygulanmasına yönelik konsept ve temel tasarımlar üzerinde çalışıyor.

MW-18A kuyusundan iki fazlı bir akış boşaltılır ve buhar/tuzlu su ayırıcısına gönderilir. Ayırma işleminden sonra tuzlu su, ayırma işleminden sonra bir destek pompası aracılığıyla yaklaşık 150 metrelik bir su kemeri aracılığıyla kurutma sistemine gönderilecek ve buhar yaklaşık 100 m’lik bir buhar boru hattı aracılığıyla bir enerji santraline gönderilecektir.

Karsan’ın bu proje ile elde edeceği karbon emisyonlarındaki kesin azalma, puzolanik tüflü külün çimento üretim sürecinde yerini alacağı klinker yüzdesi ve kurutucunun kendi üretim kapasitesi dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır. Ancak yakın zamanda yapılan bir çalışma, puzolanik malzemelerin çimento üretiminde kullanılmasıyla %20’ye kadar emisyon azaltımı sağlanabileceği sonucuna varmıştır. [1]

Jeotermal: Endüstriyel Sınıf Yenilenebilir Enerji

Çimento üretimi küresel karbon emisyonlarının yaklaşık %8’inden sorumludur ve bu sayı artmaktadır. 2011 ile 2013 yılları arasında ABD’nin 20. yüzyılın tamamında kullandığından daha fazla beton kullanan Çin gibi büyük tüketiciler, ^pazarın büyümesini yönlendirmektedir. Çimentonun karbon yoğun yapısı büyük ölçüde betona “dayanıklılığını” veren ve çimentonun karbon emisyonlarının %90’ından fazlasını oluşturan madde olan “klinker” üretiminden kaynaklanmaktadır. [2]

_{Klinker ,} esas olarak kireç taşının yaklaşık 1500°C’de bir fırında ısıtılmasıyla üretilir, bu da kireç taşının (kalsiyum karbonat) kalsiyum oksit (kireç) ve CO2’ye ayrışmasına neden olur. CO2 daha sonra geleneksel olarak atmosfere salınır. Ancak 1500°C’ye ulaşmak için çimento üreticilerinin hem sağlam hem de güvenilir elektrik kaynaklarına ihtiyacı vardır. Güneş ve rüzgar gibi aralıklı yenilenebilir enerji kaynakları, hem elektriksel “temel yük” (yani aralıksız) güç sağlama kabiliyetleri hem de elektrik kapasitesi açısından, çimento fabrikası sahiplerinin düşük karbonlu elektrik kaynakları olarak haklı çıkarması için genellikle çok risklidir.

Tipik olarak, çimento üretim tesisleri ya tesise fosil yakıtla çalışan bir jeneratör kurmalı ya da şebekeden elektrik satın almalı ya da her ikisini birden yapmalıdır. Ancak küresel elektrik üretiminin %60’ı hala fosil yakıtlardan geliyorken (özellikle 2023’te küresel elektrik üretiminin yaklaşık %36’sını oluşturan kömürden [3]) jeotermalin aralıksız (“temel yük”) gücünü seçmek, hem sürdürülebilir bir iş kurma hem de kendi enerji güvenliklerini iyileştirme hedefi olan şirketler için stratejik bir çözümdür.

Karsan, Menengai, GDC ve Kenya Ulusal Jeotermal Stratejisinin Ortaya Çıkışı

Karsan’ın bu yenilikçi projeyi hayata geçirme kabiliyeti etrafındaki koşulları tam olarak anlamak için, Menengai sahasının nasıl geliştirildiğini anlamak önemlidir.

Nakuru İlçesi’nde bulunan Menengai Kalderası, 1,6 GW’a kadar potansiyel kapasiteye sahip Kenya’nın önemli jeotermal kaynaklarından biridir. Menengai projesinin ilk aşaması, her biri 35 MW kapasiteye sahip ve toplam 105 MW çıkış sağlayan üç enerji santralini içerir [4] [5] . Bunlardan biri olan Sosian Menengai enerji santrali, Steam’in mühendislik görevlerinden bir diğeridir.

Menengai’de, devlete ait GDC, potansiyel geliştiricileri sondajla ilişkili yüksek finansal risklerden korumak için jeotermal kuyuların sondajını üstlenir. Üretken bir kuyuya ulaşıldığında, GDC ayrıca buhar toplama sistemlerinin inşasını da tasarlar. Bu sistemlerden gelen buhar daha sonra buharı tamamen elektriğe dönüştüren veya ısıyı doğrudan kullanarak Karsan projesi gibi kombine ısı ve güç projeleri geliştiren bağımsız güç üreticilerine (IPP’ler) satılır.

[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772397624000261

[2] https://energypost.eu/concrete-8-of-global-emissions-and-rising-thing-innovations-can-achieve-net-zero-by-2050/

[3] https://www.reuters.com/markets/commodities/fossil-fuels-still-dominate-global-power-systems-2023-11-30/

[4] https://www.power-teknoloji.com/projects/menengai-geothermal-power-project-kenya/

[5] https://constructionreviewonline.com/construction-projects/menengai-geothermal-power-plant-project-in-nakuru-kenya/

[6] https://www.thinkgeoenergy.com/gdc-planning-geothermal-industrial-park-at-menengai-kenya/

[7] https://constructionreviewonline.com/construction-projects/menengai-geothermal-power-plant-project-in-nakuru-kenya/

[8] https://www.thinkgeoenergy.com/35-mw-menengai-geothermal-power-plant-kenya-starts-grid-supply/

Kaynak: ThinkGeoEnergy