Atık Su Çamurundan Çeliğe: H2STEEL ile Döngüsel Bir Yaklaşım
Tom Casauwers tarafından hazırlanan bu haber, atık su arıtma tesislerinden çıkan çamurun geleneksel olarak atık kabul edilmesinin ötesine bakıyor ve çamurun çelik üretiminde kullanılabilecek değerli bileşenlere dönüştürülmesi üzerine AB destekli H2STEEL projesini ayrıntılarıyla aktarıyor. Arıtma tesisleri çoğunlukla kurutulup yakılan veya çöplüklere gönderilen sıvı çamur üretiyor; bu uygulamalar hem maliyetli hem çevresel açıdan zararlı hem de uzun süredir israf olarak değerlendiriliyor.
AB tarafından finanse edilen araştırma grubu, bu çamuru yeniden değerlendirmeyi hedefliyor. İtalya, Torino Politeknik Üniversitesi’nde enerji sistemleri, enerji ekonomisi ve biyoekonomi profesörü olan Davide Chiaramonti, “Bu çamurun bir değeri var, sadece atık değil,” diyerek çamurun karbon ve hidrojen gibi maddelerin üretiminde hammadde olarak kullanılabileceğine dikkat çekiyor.
“Yeşil” çeliğe doğru
Chiaramonti, İspanya, İtalya, Hollanda, İngiltere ve Fransa’dan bilim insanları ile çelik endüstrisi uzmanlarının yer aldığı H2STEEL girişimini yönetiyor. Projenin amacı, atık su çamurundan yeniden kullanılabilir ve çelik endüstrisindeki emisyonların azaltılmasına katkı sağlayabilecek malzemeler elde etmek için uygulanabilir bir süreç geliştirmek. Çelik üretimi, uçaklardan arabalara, binalardan rüzgar türbinlerine kadar birçok sektör için elzem olmasının yanı sıra, iklim değişikliğinin de önemli bir kaynağı; Uluslararası Enerji Ajansı’nın 2023 raporuna göre çelik endüstrisi küresel CO2 emisyonlarının %8’inden sorumlu.
Bu sektörde emisyonları azaltmak özellikle zor: çelik üretimi karbon açısından zengin hammaddeler gerektiren karmaşık bir süreç olduğundan, karbondan arındırılması en güç ve dönüşümü en maliyetli sektörlerden biri. Avrupa’da Geleneksel çelik üretimi, AB Emisyon Ticareti Sistemi kapsamında karbon fiyatlarındaki yükseliş baskısıyla karşı karşıya; piyasa tahminleri karbon fiyatının 2030’a kadar ton CO2 başına 120–150 avroya ulaşabileceğini öngörüyor. Bu durum, üretilen çelik başına önemli maliyet artışları doğuracak ve yıllık değeri 2,5 trilyon avroyu aşan küresel çelik pazarında uygun fiyatlı düşük karbonlu alternatiflere yönelik acil bir ihtiyacı gündeme getiriyor.
Sıcak çamur
H2STEEL işte bu bağlamda devreye giriyor. Chiaramonti, süreci “Döngüsel ekonominin güzel bir örneği. Az kullanılan bir kaynağı – kanalizasyon çamurunu – alıp tekrar kullanılabilir hale getiriyoruz” sözleriyle özetliyor. İşlem iki ana aşamadan oluşuyor: İlk aşamada çamur oksijensiz ortamda ısıtılarak “koklaştırma” adı verilen bir işlemle biyokömür haline getiriliyor. İkinci aşamada ise biyogaz tesislerinden elde edilen metan, biyokömürün katalizör olarak kullanımıyla hidrojen üretmek için işleniyor.
Bu süreçte biyokömür karbon açısından daha da zenginleşiyor ve çelik üretimi için değerli bir hammadde hâline geliyor. Ayrıca prosesin bir yan ürünü olan fosfor da ayrıştırılarak gübre üretiminde kullanılmak üzere elde ediliyor. Hem hidrojen hem de karbon açısından zenginleşen biyokömür, çelik üretiminde kirliliğin azaltılmasına katkıda bulunabilir: geleneksel süreçte kömürün demir cevheriyle yakılması CO2 salınımına yol açarken H2STEEL yaklaşımında kömürün bir kısmı hidrojen ile ikame edilebiliyor ve biyokömür geleneksel kömürün yerini alarak atığı endüstriyel bir hammaddede dönüştürüyor.
Proje ekibi teknolojiyi göstermek üzere Torino’da 4 metre yüksekliğinde bir işleme tesisi inşa ediyor. Chiaramonti süreci şu sözlerle anlatıyor: “900°C’de karbonize edilmiş çamuru kullanarak biyometanı karbon ve hidrojene parçalıyoruz. Böylece dairesel bir işlemle onu biyokömür ve hidrojene dönüştürüyoruz.”
Karbon ve hidrojen
Mart 2026’da sona erecek projenin resmi sonuçları henüz yayımlanmadı ancak ortaya çıkan potansiyel büyük. Çelik üretiminin karbonsuzlaştırılması, elektrikli fırınlardan hidrojen bazlı süreçlere kadar geniş bir araştırma yelpazesini çekiyor ve kanalizasyon çamuru kullanan H2STEEL yaklaşımı bu daha kapsamlı dönüşüme uyum sağlayabilir. Kuzey Fransa’daki Mézières’te bulunan ArcelorMittal’in araştırma merkezindeki sürdürülebilir karbon ekibinin başkanı Jan Vincke, “Bu teknoloji oldukça esnek” diyerek yöntemin çeşitli üretim süreçlerine adapte edilebileceğini vurguluyor.
ArcelorMittal, merkezi Lüksemburg’da bulunan ve dünyanın en büyük ikinci çelik üreticisi olan bir kuruluş olarak H2STEEL projesinin ortağı; geliştirilen teknolojiyi çelik tesislerinde uygulamayı hedefliyor. Vincke, “İster hidrojen fırını ister elektrikli fırın kullanalım, süreçlerimizde karbon ve hidrojen gibi bileşenlere yine de ihtiyaç duyacağız. Bu teknolojiyle emisyonları şimdi azaltabiliriz ve gelecekte de faydalı olacaktır” ifadelerini kullanıyor. Projeye Leiden Üniversitesi (Hollanda) ve Imperial College London gibi akademik ortaklar da dahil.
Sonraki adımlar
H2STEEL’in öne çıkan avantajlarından biri hız. Denemeler başarılı olursa teknoloji sadece birkaç yıl içinde kullanıma sunulabilir; bu, altyapı değişikliklerinin onlarca yıl sürdüğü çelik sektörü için beklenmedik derecede hızlı bir takvim anlamına geliyor. Ancak zorluklar sürüyor: Chiaramonti, “Çamurları güvence altına almamız, işlememiz ve çelik fabrikalarına teslim etmemiz gerekiyor, tedarik zincirleri oluşturmak ve maliyetleri en aza indirmek kilit öneme sahip olacak” diyerek tedarik ve lojistik konularının önemine dikkat çekiyor.
2050 yılına kadar karbon nötr olmayı hedefleyen ArcelorMittal projeyi yakından takip ediyor. Vinke, “Çelik endüstrisi için harika bir teknoloji ancak ekonomik uygulanabilirliğini kanıtlaması gerekiyor” diyerek maliyet-etkinlik sorgusunu yineliyor. Proje kapsamında patent başvuruları sürecinde olup ortaklar uygulamanın sonuçlarını görmek için sabırsızlanıyor. Chiaramonti, “Yaptığımız şey çok umut verici görünüyor şimdi son adımları atmamız gerekiyor” sözleriyle haberin kapanışını yapıyor.
