LCA of cement/id

Produksi semen terjadi dalam skala besar, dan produk sampingan yang dihasilkan memiliki dampak besar terhadap lingkungan. Semen digunakan untuk membuat trotoar, bangunan, jembatan, bendungan, pipa, jalan raya, kanal, saluran pembuangan air hujan, dan banyak produk lainnya. Kira-kira 1 ton semen diproduksi untuk setiap orang di planet ini setiap tahunnya. ^{[ 1 ]} Kira-kira 5% emisi karbon global dihasilkan dalam pembuatan semen.

Produksi semen membutuhkan sejumlah besar bahan baku dan energi. Komponen utama semen disebut klinker. Klinker terdiri dari bongkahan abu yang terbentuk dengan memanaskan batu kapur, bauksit, dan pasir bijih besi hingga 2.770 ^derajat Fahrenheit. Produksi klinker sangat intensif sumber daya. Memproduksi satu ton klinker membutuhkan masukan energi antara 3000-6000 MJ dan sekitar 1,6 ton bahan baku. ^{[ 2 ]}

Proses Pembuatan Semen

Proses pembuatan semen digambarkan dalam diagram alir pada Gambar 1. Proses yang membutuhkan masukan energi digariskan dengan warna kuning dan proses yang membutuhkan panas digariskan dengan warna merah. Polutan yang dikeluarkan selama pembuatan adalah partikulat dan gas seperti CO₂ _, SO₂ _dan NOₓ _. Terak abu terbang batubara atau pozzolan dapat dicampur dengan bahan baku. Penambahan bahan opsional ini akan menghasilkan emisi yang lebih rendah.

Pembuatan Semen Tradisional

Debu tungku semen (CKD) adalah produk sampingan dari pembuatan semen. CKD dikumpulkan menggunakan tindakan pengendalian partikulat seperti penyaringan dan pembersihan. Untuk setiap ton klinker yang diproduksi, sekitar 300-400 pon CKD dibuang ke tempat pembuangan sampah. Beberapa proses pembuatan semen alternatif menggunakan CKD untuk penangkapan karbon atau daur ulang ke dalam aliran input bahan baku. ^{[ 1 ]}

Semen Portland dan Semen Campuran

Di banyak pabrik pembuatan semen modern, limbah dari proses industri lain dicampur dengan bahan baku semen untuk mengubah sifat-sifat semen. Praktik ini dapat mengurangi penggunaan bahan baku dalam produksi semen.

Karbon sunting

Penangkapan karbon adalah penangkapan dan penyimpanan permanen dan aman gas rumah kaca CO2 _. Sebagian besar upaya penangkapan karbon difokuskan pada penyimpanan CO2 _di lautan, formasi geologi dalam, dan biosfer terestrial. Namun, penangkapan karbon dapat dicapai dalam skala yang lebih kecil selama produksi semen. Ketika CKD dikombinasikan dengan CO2 _, CO2 distabilkan _. Keuntungan utama karbonasi mineral adalah pembentukan mineral karbonat seperti kalsit (CaCO3 ₎ dan magnesit (MgCO3 ₎ , produk akhir yang diketahui stabil dalam skala waktu geologis. ^{[ 3 ]}

Penilaian Siklus Hidup

Penilaian siklus hidup (Life Cycle Assessment/LCA) mengevaluasi dampak lingkungan dari suatu produk atau proses. Sebagian besar LCA mengevaluasi dampak lingkungan selama seluruh siklus hidup (dari awal hingga akhir) suatu produk atau proses.

cakupan

Penilaian dari awal hingga akhir siklus hidup semen sangat kompleks. Untuk semen, penilaian dari awal hingga akhir siklus hidup semen sangat sulit karena semen memiliki banyak kegunaan akhir, dan setiap kegunaan memiliki siklus hidup yang unik dan seringkali kompleks. Oleh karena itu, penilaian yang ditinjau di sini adalah studi "dari awal hingga akhir siklus hidup semen". Penilaian dari awal hingga akhir siklus hidup semen ini mengevaluasi dampak produksi semen dari proses ekstraksi bahan baku hingga proses pengemasan dan pengiriman. Dengan demikian, penggunaan akhir dan pembuangan semen tidak termasuk dalam penilaian ini. ^{[ 1 ] [ 4 ]}

metodologi

Semua penilaian siklus hidup memiliki tujuan yang sama, yaitu mengevaluasi dampak suatu produk atau proses terhadap lingkungan dan mengidentifikasi sumber daya yang dibutuhkan untuk memproduksi, menggunakan, dan menghentikan penggunaan produk atau proses tersebut. Terlepas dari tujuan umum ini, terdapat banyak metodologi yang beragam yang digunakan untuk mencapai tujuan tersebut.

Huntzinger et al. melakukan LCA (Analisis Siklus Hidup) semen dari awal hingga akhir dan membandingkan proses tradisional dengan proses manufaktur alternatif. LCA menggunakan metodologi berikut: ^{[ 1 ]}

1. Lingkup proses produksi semen yang akan dievaluasi (batas kendali) telah ditentukan.
2. Inventarisasi output dan input telah ditentukan.
3. Data dampak lingkungan yang ditemukan dalam literatur telah dievaluasi.
4. Hasilnya diinterpretasikan dan diberikan saran untuk perbaikan.

Josa et al. melakukan analisis komparatif dampak lingkungan yang disebabkan oleh produksi 16 produk semen di Uni Eropa. Metodologi CML 1992 digunakan dalam penilaian cradle to gate mereka. CML 1992 adalah metode berorientasi masalah yang dijelaskan dalam publikasi oleh Pusat Studi Lingkungan Universitas Leiden. Tahapan metodologi ini adalah: ^{[ 4 ]}

1. Inventarisasi siklus hidup (LCI) telah disusun. LCI mengukur bahan-bahan yang digunakan, polutan yang dipancarkan, dan energi yang digunakan selama produksi suatu produk.
2. Penilaian dampak siklus hidup (Life Cycle Impact Assessment/LCIA) dikembangkan untuk setiap produk semen.
3. LCIA dibandingkan dan dianalisis. ^{[ 4 ]}

Hasil

Tabel 1 menunjukkan polutan yang dipancarkan dari produksi semen. Sekali lagi, bagian dari siklus hidup yang dipertimbangkan adalah dari ekstraksi bahan baku hingga pengemasan dan pengiriman. Hasil untuk 16 produk semen yang dievaluasi dianggap tidak konsisten oleh penulis. Ketidakkonsistenan ini diduga sebagai akibat dari variasi dalam definisi batas kontrol untuk setiap produk. Untuk keperluan wiki ini, 5 hasil produk yang paling konsisten dirata-ratakan. Rata-rata ini mewakili 5 produk semen tipe-I dari Uni Eropa (UE). ^{[ 4 ]}

Komponen utama yang dihasilkan dari produksi semen ditunjukkan pada Tabel 1. Komponen-komponen tersebut adalah CO₂ _, SO₂ _, dan NOₓ _. Total emisi gas rumah kaca terutama berasal dari CO₂ _. Emisi yang berkontribusi terhadap pengasaman terutama berasal dari NOₓ _. Emisi eutrofikasi dinyatakan dalam satuan gram senyawa fosfat ekuivalen (PO₄ ₎ per kg semen. Debu dan kabut asap musim dingin dinyatakan dalam satuan gram partikel tersuspensi per kg semen.

Hasil penelitian Huntzinger et al. ^{[ 1 ]} ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2 menunjukkan skor dampak lingkungan untuk empat produk semen. Skor ini digunakan untuk membandingkan teknologi yang berbeda; skor ini merupakan indeks faktor lingkungan yang dipengaruhi oleh produksi semen. Penggunaan pozzolan sebagai pengganti klinker (Semen Campuran) mengurangi skor gas rumah kaca dari 0,088 menjadi 0,069. Daur ulang debu tanur semen (CKD) dan penggunaan CKD untuk penangkapan CO2 keduanya memiliki dampak yang lebih kecil pada skor dampak lingkungan.

Peluang untuk Penilaian Siklus Hidup di Masa Depan

Penilaian siklus hidup dari hulu ke hilir ini mungkin berguna dalam studi tambahan. Hasil ini dapat digunakan dalam penilaian dari hulu ke hilir untuk penggunaan akhir semen tertentu, misalnya, LCA (Analisis Siklus Hidup) untuk perkerasan beton. Memahami dampak semen pada setiap tahap siklus hidupnya penting untuk menempatkan produksi produk semen di masa depan dalam perspektif global. Studi dari hulu ke hilir ini diharapkan dapat membantu memberikan pemahaman tersebut, dan mungkin berguna dalam menentukan mekanisme baru untuk mengurangi dampak lingkungan dari produksi semen.

Referensi

Tautan Eksternal

• Wikipedia: Penilaian Siklus Hidup
• Asosiasi Semen Portland
• Pemikir Konkret
• Apa itu klinker semen?