Demir Çelik ve Enerji Verimliliği Tarih: 01 December 2016

Enerji talebinde ve maliyetlerdeki artış, enerjide dışa bağımlılığımız, rekabet koşulları, tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de var olan enerji kaynaklarının etkin kullanımını zorunlu kılmakta, bu nedenle de sanayide enerji verimliliği çalışmaları ön plana çıkmaktadır.

Çelik endüstrisi, dünyada en fazla enerji tüketen sektörler arasında yer almaktadır.  Enerjiyi yoğun kullanan demir çelik sektörünün, Türkiye’nin toplam enerji tüketimi içerisindeki payı, % 7.5, sanayi tüketimi içerisindeki payı ise, % 22.9 civarındadır.

Enerji tüketiminin fazla olduğu ünitelerde, yüksek fırın, kok fabrikaları, ark ocağı, tav fırınında, ocağı besleyen enerji sistemlerinde, toz tutma ve soğutma suyu sistemlerinde enerji tüketimini azaltacak çalışmalar yapılmaktadır.

Çelik sektörümüzde, enerjinin girdi maliyetlerinde payı, hammaddeden sonra 2. sırada yer almakta ve % 15-25 civarında yüksek bir orana sahip bulunmaktadır. Enerjinin üretim maliyetleri içerisindeki payı, enerjinin demir çelik sektörü açısından nasıl bir öneme sahip olduğunu göstermeye yetmektedir.

Bu sebeple, çelik sektörümüz, enerji verimliliğini arttırıcı projelerin geliştirilmesi konusunda, kendisine bir yol haritası çizmiş ve teknolojisini sürekli bir şekilde geliştirerek, yenileme yönünde çalışmalarını sürdürmektedir. Çelik sektörümüzde, enerji verimliliği çalışmaları 80’li yıllarda başlamış, son 10 yılda yapılan çalışmalar dikkate alındığında; ton ham çelik başına enerji tüketiminde, % 18-20 civarında bir azalma sağlanmıştır.

10-15 yıl öncesinde, enerji verimliliği çalışmaları yapılırken, rekabet edebilmek için, girdi maliyetlerini düşürmek ön plandaydı. Son yıllarda, enerji verimliliği çalışmalarının, çevre performansı, iklim değişikliği ve düşük karbon ekonomisi üzerinde de olumlu etkilere sahip olduğu görülmüştür.  Sürdürülebilir üretim için, enerji verimliliği yatırımlarının artık, bu farkındalıkla yapıldığı görülmektedir. Enerji verimliliğine yönelik iyileştirmeler, çok düşük maliyetli yada maliyetsiz basit işletme tedbirleri şeklinde olabildiği gibi, geri dönüş süresi, ortalama 2-4 yıl olan oldukça yüksek maliyetli yatırımlar da olabilmektedir.

Ark ocağı, pota ısıtma, tandiş ısıtma ve haddehane tav fırınlarında yakıt olarak, verimliliği yüksek ve düşük karbonlu doğal gaz kullanımının arttırılmasıyla, fuel oil ve motorin kullanımından kaynaklanan çevresel etkiler azaltılmıştır.

Hammadde kalitesi ve kompozisyonu, enerji tüketimini doğrudan etkileyen çok önemli bir parametredir. Toprak, taş, ile kirletilmiş hurda, eriyerek, cürufa karışır, cüruf bazikliğini sağlamak için, ilave kireç kullanımı gerekir. İçerisinde, alüminyum, bakır, çinko, kurşun vb. metallerin bulunduğu hurda, üretim hızını, dolayısıyla, enerji tüketimini arttırırken, çelik kalitesini düşürücü bir etki yaratır. Plastik, lastik ile kirletilen hurda da,  çelik mukavemetini düşürücü etki yaratmaktadır. Ayrıca, duman, gaz gibi emisyonları da arttırmaktadır. Sektörümüzde, kirli hurdanın olumsuz etkilerini giderebilmek için, hurda eleme ve ayrıştırma, büyük öneme sahiptir.

Son dönemde, kok gazı, yüksek fırın gazı, konverter gazı gibi yan ürün gazlarının ve atık gazların tesis içerisinde yakıt olarak kullanılmasına yönelik çalışmalarda artış sağlandığını söyleyebiliriz.

Sektörden örnek uygulamalar;

• Üretim prosesleri sırasında açığa çıkan kok gazı, yüksek fırın gazı ve çelikhane konverter gazı; temizlendikten sonra üretim proseslerinde yakıt olarak değerlendirilmektedir. Bu gazlar üretimi ve anlık tüketimleri sırasında; sistem ihtiyacından fazla olması durumunda gaz atma bacalarında yakılmak suretiyle atmosfere verilmektedir.

Atık gazlar, gaz atma bacası yerine, enerji santralinin buhar kazanında yakılarak buhar ve türbin jeneratör vasıtasıyla da, elektrik elde edilmektedir.
Atık gazların, elektrik santralinde kullanılması ile, her ay şebekeden satın alınan elektrik miktarının toplam tüketime oranı % 60 iken, santralin devreye alınması ile birlikte bu oran % 20’lere gerilemiştir.

• Yüksek fırın gazının basıncından faydalanmak suretiyle, tepe türbin sistemi kullanılarak, elektrik enerjisi üretilmiş, bu proje sayesinde, dışarıdan satın alınan elektrik miktarında önemli miktarda, tasarruf sağlanmıştır.
• Yüksek Fırınlar Tepe Basıncı Genleştirme Türbinleri tesisi ile tepe basıncı ayarı yapılması ve gazın basıncından yararlanarak elektrik enerjisi üretilmesi amaçlanmaktadır. İlave elektrik üretimiyle dışarıdan satın alınan elektrik miktarında tasarruf sağlanacaktır.
• Kok kuru söndürme tesisi yatırımında, azot vb. gazlarla yapılan kuru kok söndürme işlemi ile kokun su ile söndürülmesi sırasında kaybedilen enerjinin elektriğe dönüştürülmesi mümkün olmaktadır.
• Alevsiz brülör kullanan kuruluşlarımızda; tav fırınlarında,
• % 10’a kadar yakıt tasarrufu sağlandığı, hatta itmeli tip hadde fırınlarında, % 25 gibi oldukça yüksek bir yakıt tasarrufunun elde edildiği,
• Tufal kaybında azalma olduğu (%1’in altında),
• % 5 ve daha düşük hava fazlasıyla (oksijen %1 altında) tam yanma gerçekleştiği,
• CO emisyonunun (<10 ppm) kabul edilebilir seviyelerde kaldığı,
• NOx emisyonlarının (<50 ppm) gerilediği

görülmüştür.

Bunlara ek olarak; düzgün sıcaklık dağılımı ile ürün kalitesinde ve fırın veriminde artış yaşandığı, fırın ve refrakter ömrünün uzadığı, tespit edilmiştir.

• Soğutmada su tüketimini azaltacak (ark ocağı gövdesinde, kapağında, toz toplamada) kuru soğutma sistemlerinin (hava soğutmalı) kullanımının yaygınlaştırılması konusunda, projeler geliştirilmiştir. Kuru soğutma sistemleri ile, % 60’a kadar, enerji tasarrufu sağlamak mümkündür.
• Deniz soğutma suyu deşarjından, HES ile elektrik üretimi projesi ile; 20 milyon kwh/yıl enerji geri kazanılmaktadır. Bu tasarruf ile, 12 bin ton CO₂ emisyonu önlenmektedir.

Enerji Verimliliği Destekleri

Enerji Verimliliği Kanunu’na bağlı “Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Artırılmasına Dair Yönetmelik” kapsamında yürütülen verimlilik arttırıcı projelerin (VAP) yanı sıra, TÜBİTAK destekli TEYDEB projelerinden faydalanılmaktadır. Projelerin finansmanı için, uzun vadeli, düşük faizli uygun kredi, TTGV’nin enerji verimliliği destekleri gibi desteklerden faydalanılmaktadır.

Enerji Yönetimi

Enerji verimliliği çalışmalarının odak noktası enerji yönetimi kavramıdır. Bu nedenle enerji yönetiminde, mutlaka entegre bir yaklaşım esas alınmalı, birbirini etkileyen unsurlar belirlenmeli ve süreklilik sağlanmalıdır. Enerji kaynaklarının ve enerjinin verimli kullanılmasını sağlamak üzere yürütülen; eğitim, etüt, ölçüm, izleme, planlama, uygulama faaliyetleri bütünüdür. Enerji yönetimi faaliyetlerinin en önemli ve gerekli aşaması, ölçüm sisteminin sağlıklı bir şeklide oluşturulmasıdır. Ölçmek bilmek, bilmek yönetmek demektir. Ölçüm sisteminin yanı sıra, kalibrasyon sistemi de, sağlıklı bir şekilde çalışmalıdır.

Her yönetim sisteminde olduğu gibi enerji yönetim sisteminde de “Planla, Uygula, Kontrol Et, Önlem al” sıralamasında PUKO döngüsü temel alınmaktadır. Üye kuruluşlarımız, enerji yönetim sistemlerinin bir gereği olarak, PUKO döngüsünü kullanarak, geliştirdikleri enerji politikaları doğrultusunda, enerji tüketimlerini aylık/yıllık olarak izlemekte, enerji tüketimini düşürmeye yönelik hedefler belirlemekte, hedeften yapılan sapmaların nedenleri araştırılarak, gerekli önlemler alınmakta ve iyileştirme çalışmaları yapılmaktadır.

Enerji verimliliğini arttırmak adına, sektörümüz, ne tür çalışmaların içerisinde yer almıştır. 1995 yılında yürürlüğe giren “Sanayi Kuruluşlarının Enerji Tüketiminde Verimliliğin Arttırılması için Alacakları Önlemler Hk. Yönetmelik” ile, enerji yöneticiliği birimleri kurulmaya başlamış, enerji yöneticiliği kurslarına katılarak, sertifika alınmıştır. YEGM (EİE) ile Japon Kalkınma ve işbirliği Ajansı (JICA) işbirliğinde,  entegre ve ark ocaklı tesislere yönelik ön etüd ve etüd çalışmaları yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda, ilgili kuruluşlarda enerji tüketimini düşürücü bir takım önlemler alınmıştır.