Ağaçların karbon tuttuğu ve betonun karbon saldığı inancı oldukça yaygındır. Çoğu konuda olduğu gibi aslında gerçek detaylarda saklıdır. Ağaçların karbon tuttuğu elbette tartışılmaz bir gerçektir. Aynı şekilde, betonun olmazsa olmaz bileşeni olan çimento üretiminin karbon açısından yoğun bir süreç olduğu da gerçektir. Ancak çimento ve betonun karbon ayak izi hakkındaki hikâye bu noktada sona ermez. Yapılan araştırmalar, betonun yeniden karbonatlaşma adı verilen bir süreçle önceden salınan karbonun önemli bir kısmını tekrar emdiğini (tuttuğunu) göstermektedir. Basitçe söylemek gerekirse, beton aynı zamanda bir karbon yutağı olarak da hizmet etmektedir. Peki, bu iki gerçek, ahşap ile beton arasında süregelen tartışmayla nasıl ilişkilendirilebilir?
Nature Geoscience dergisinde yayımlanan bir çalışma [1], çimento içeren malzemelerin yeniden karbonatlaşma ile küresel ölçekte önemli miktarda karbon emilimine neden olduğunu belirtmektedir. Çalışma, 2013 yılında tüm endüstriyel işlem ve fosil yakıt yanmasından kaynaklanan küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık %5’inin çimento üretimi sırasında karbonat içeren kayaçların (kireçtaşı) kalsinasyonundan kaynaklandığını bildirmektedir. Çimento üretiminden kaynaklanan emisyonların nicelendirilmesine büyük önem verilirken, sürecin doğal tersine çevrimi olan yeniden karbonatlaşmanın karbon döngüsü çalışmalarında çok az dikkat çektiği görülmektedir. Araştırmacılar, çimento içeren malzemelerin hizmet ömürleri boyunca, yıkım ve beton atığı için ikincil hizmet ömürlerinde karbonatlaşma kimyasına dayalı bir analitik model kullanarak, 1930 ile 2013 arasında küresel CO2 emilimini tahmin etmeye çalışmıştır. Araştırma sonusunda çimento içeren malzemelerinin karbonatlaşmasının, 2013 yılında 0,25 Gt CO2/yıl seviyesinde olduğunu öne sürmektedir. Toplamda, 1930’dan 2013’e kadar yeniden karbonatlaşma sonucunda 4,5 Gt CO2/yıl, yaklaşık olarak aynı dönemde çimento üretiminden kaynaklanan kalsinasyon emisyonlarının yaklaşık %43’ünü dengelediği tahmin edilmektedir. Bu tahminler, çimento üretimi sırasında fosil yakıt kullanımı ile ilişkilendirilen emisyonları içermese de 4,5 Gt atmosferik karbonun bağlanması oldukça büyük bir miktardır.
Kalsinasyon ve yeniden karbonatlaşma döngüsü
Peki, bu durum ahşabın karbon tutması ile nasıl karşılaştırılır? Pasifik Kuzeybatı Bina Dayanıklılığı Koalisyonu tarafından yapılan bir çalışma [2], yaşayan bir ağaçta orijinal olarak depolanan karbonun, kereste veya çapraz lamine ahşap gibi uzun ömürlü bir yapı ürününe ulaşma oranının oldukça düşük olduğunu göstermektedir. Yapılan tahminler; ağaç türü, coğrafi konum veya orman yönetimi uygulamaları gibi faktörlere bağlı olarak değişmektedir. Ancak genel olarak, orman ekosistemindeki karbon akışını takip eden araştırmalar, başlangıçtaki canlı bir ağaçtan uzun ömürlü bir yapı ürününe, bağlı karbonun sadece %18-30’unun aktarıldığını öne sürmektedir. Başlangıçta bağlanan(tutulan karbonun çoğu hasat sırasında kaybolur veya odunun enerji için yakılması, atık olarak imha edilmesi veya kâğıt hamuru, kâğıt ve diğer kısa ömürlü ürünlerin üretiminde kullanılması sırasında yayılır. Bu karbon kayıplarını resmi sera gazı emisyon istatistiklerine yansıtmayan mevcut karbon muhasebesi kurallarını bir kenara bırakırsak, bu karbonun yeni ormanların büyümesi esnasında yeniden emilmesi oldukça uzun bir zaman alır. Bina Direnci Koalisyonu çalışmasında [2] belirtildiği gibi yeniden ağaçlandırmadan 75 yıl sonra, eski bir ormanda tutulan orijinal karbonun yalnızca %44’ü yeniden ağaçlandırılan bir ormanda geri kazanılmaktadır. 100. yılda bile, orijinal karbon kaybının yalnızca yarısı yeni ormanların büyümesiyle atmosferden yeniden emilmektedir.
Canlı bir ağaçta tutulan karbonun ne kadarının kesildikten sonra uzun ömürlü ahşap bir yapı ürününde depolandığı konusundaki tahminler oldukça değişkendir. Kesilmiş ağaçtan imal edilen geniş ürün yelpazesi göz önüne alındığında, bu rakamlar herhangi bir ağacı tanımlamak için tasarlanmamıştır. Doğrudan parçalanan bir odun hamuru kütüğü ile boyutsal kereste imal etmek için kullanılan bir kütüğün, tamamen farklı karbon depolama sonuçları bulunmaktadır. Bir çalışmaya göre, başlangıçta canlı ağaçtaki karbonunun sadece %15’i uzun ömürlü ahşap ürünlerde depolanmaktadır. Bu konuda daha yaygın alıntı yapılan bir çalışmada, başlangıçta ağaçlarda depolanan biyokütlenin %18’inin nihayetinde uzun ömürlü ahşap ürünlere aktarıldığını belirtmektedir [3]. B.C. Ormanlar ve Arazi Bakanlığı tarafından yayımlanan bir rapor, yaşayan ağaç biyokütlesinin ortalama olarak %40-60’ının kereste fabrikasına taşındığını ve bu kısmın %45-50’sinin uzun ömürlü ahşap ürünlere dönüştürüldüğünü bildirmektedir. Kesin hacim tahminlerinden bağımsız olarak, bir ağaç kesildiğinde ve uzun ömürlü ahşap ürünlere dönüştürüldüğünde, depolanan orijinal karbonun sadece küçük bir kısmı korunmaktadır ve bu sadece birkaç on yıl boyunca geçerlidir. Çünkü çoğu bina değiştirilmekte ve içinde bulunan ahşap ürünler sonunda çürümekte veya yakılmaktadır. Uzun ömürlü ahşap ürünlerin, hizmet ömrü sonunda bertaraf edilmesi veya depolama alanına atılması durumunda kalan depolanmış karbonun salınması veya metana dönüştürülmesiyle ilgili başka bir karmaşık durum ortaya çıkmaktadır. Metanın (CH4), CO2‘ye kıyasla 27-30 kat daha büyük Küresel Isınma Potansiyeline (GWP) sahip olduğu bilinmektedir [4]. Bu nedenle, en başta belirtilen “ahşabın karbon deposu ve betonun atmosferik karbon kaynağı olduğu” ifadesi göründüğü kadar basit değildir. Aslında; beton zamanla bir karbon deposu olarak hareket etmeye devam ederken, hasat sonrası ahşap, kronik bir CO2 yayıcısı haline gelmektedir. Aynı zamanda metan emisyonlarının potansiyel bir kaynağıdır. Tüm bunlar, beşikten mezara kapsamlı yaşam döngüsü analizinde bilimsel ilerlemenin, yapı malzemelerinin gerçek karbon etkilerini değerlendirmek için daha gerçekçi bir temel sağladığını göstermektedir.
Sonuç olarak, karbon hesaplama ölçütleriyle ilgili basit cevapların olmadığı nettir. Beton tarafından ne kadar karbonun tekrar emildiğini tam olarak belirlemek ve bunun iklim değişikliğinin etkilerini dengeleme açısından ne kadar önemli olabileceğini belirlemek için çok daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Bir ağaçta karbon depolamak için hiçbir şeyin daha etkili olmadığı ve ne betonun ne de bir kereste parçasının bu konuda rekabet edemeyeceği unutulmamalıdır. Bununla birlikte, belki de betonun küresel ısınma denkleminde kötü çocuk olarak değil; önemli bir karbon tutucusu (yutağı) olarak yapılı çevredeki değerini yeniden düşünme zamanı gelmiştir.
İnş.Yük.Müh. olan Yasin Engin, lisans ve yüksek lisans eğitimini Boğaziçi Üniversitesi'nde tamamlamıştır. 16 yıldır beton ve çimento sektöründe çalışmaktadır. Web sitesindeki tüm yayınlar Yasin Engin tarafından paylaşım amacıyla hazırlanmıştır. Yayınlar kaynak gösterilerek kullanılabilmektedir.
(yasin.engin@gmail.com)
