Please use this identifier to cite or link to this item:
http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79165
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | Alice Sharp | - |
dc.contributor.author | Shaimaa Mostafa Mohamed ElSers | en_US |
dc.date.accessioned | 2023-11-10T01:23:16Z | - |
dc.date.available | 2023-11-10T01:23:16Z | - |
dc.date.issued | 2023-10 | - |
dc.identifier.uri | http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79165 | - |
dc.description.abstract | The cement industry is one of the world's most significant industrial sectors for development, which can stimulate economic growth for many countries. In Egypt, rapid urbanization and industrialization increased the demand for building materials, thus increasing cement production capacity. This industry is complex, energy-intensive, and resource-consuming, using various raw materials and energy sources. That leads to releasing pollutants, causing severe environmental impacts affecting ecosystem and air quality, human health, and climate change. The industry is pressured to adopt new technologies to mitigate emissions and environmental impacts. This study aims to adopt a Life Cycle Assessment (LCA) approach in Egypt to evaluate the environmental impacts of cement manufacturing processes by substituting conventional fossil fuels with green hydrogen as an alternative fuel. The study presents a "cradle-to-gate" approach to the life cycle assessment of cement industry processes, classifying them into raw material transportation, processing and preparation, clinker creation, and cement production. Unlike LCA studies, the recent study involves assessing the environmental impacts of the cement raw material transportation process, switching conventional fuel used in transport trucks into green hydrogen. Thus, two Egyptian hypothetical cement plants were assumed: the first Egyptian Hypothetical plant (EHP1), which uses diesel in transport trucks, and the second Egyptian Hypothetical plant (EHP2), which depends on mainly green hydrogen fuel. On the other hand, three Egyptian hypothetical plants with different operation scenarios were proposed to evaluate the environmental impacts assessment of cement manufacturing processes in cement factories. These scenarios include EHP1 (recent/old scenario), which utilizes 100% of conventional fuels (coal and electricity) in all cement manufacturing processes; EHP2 (hybrid scenario), which operates 50% of g conventional fuels (coal) and 50% of alternative fuel (green hydrogen) in cement manufacturing processes, and EHP3 (sustainable scenario) which applies 100% of alternative fuel (green hydrogen) in all cement manufacturing processes. The study analyses were employed using Open LCA software version 1.11.0, applying two methods of LCIA IMPACT 2002+ (midpoint and endpoint). When comparing EHP1 and EHP2 of the cement raw material transportation process, the most favorable results of the lowest environmental impacts were achieved when green hydrogen fuel replaced the fossil fuels in EHP2. Additionally, for the cement manufacturing processes, the most significant results of the lowest environmental impacts, such as the global warming potential, aquatic acidification, nonrenewable energy, and terrestrial eutrophication, were achieved in EHP3 (sustainable scenario) when green hydrogen fuel replaced the fossil fuels in all cement manufacturing processes, following EHP2 (hybrid scenario) which contributed with lower environmental impacts than EHP1 (recent/old scenario) by substituting fossil fuel used in clinker creation process into green hydrogen alternative fuel. It was concluded that applying the LCA methodology allowed evaluation of the environmental impact and improvements obtained with the fuel substitution with a cleaner energy source. This approach is indispensable for evaluating the environmental benefits of applying new technologies to cement production, leading to sustainable industry development. | en_US |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Chiang Mai : Graduate School, Chiang Mai University | en_US |
dc.subject | Cement Industry, Life Cycle Assessment (LCA), Alternative Fuel, Open LCA Software. | en_US |
dc.title | Life cycle assessment (LCA) of Egypt’s cement manufacturing processes employing alternative fuel | en_US |
dc.title.alternative | การประเมินวัฏจักรชีวิตของกระบวนการผลิตซีเมนตที่ใช้เชื้อเพลิงทางเลือกของประเทศอียิปต์ | en_US |
dc.type | Thesis | |
thailis.controlvocab.lcsh | Portland cement | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Portland cement -- Manufacture -- Egypt | - |
thailis.controlvocab.lcsh | Alternative fuels | - |
thesis.degree | master | en_US |
thesis.description.thaiAbstract | อุตสาหกรรมปูนซีเมนต์เป็นหนึ่งในภาคอุตสาหกรรมเพื่อการพัฒนาที่สำคัญที่สุดของโลกซึ่งสามารถกระตุ้นการเติบโตทางเศรษฐกิจของหลายประเทศได้ ในประเทศอียิปต์ การขยายตัวของเมืองอย่างรวดเร็วและการขยายตัวทางอุตสาหกรรมทำให้ความต้องการวัสดุก่อสร้างเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้กำลังการผลิตปูนซีเมนต์เพิ่มขึ้นตามไปด้วย อุตสาหกรรมนี้มีความชับซ้อน ใช้พลังงานมาก และสิ้นเปลืองทรัพยากร โดยมีการใช้วัตถุดิบและแหล่งพลังงานที่หลากหลาย ซึ่งนำไปสู่การปล่อยมลพิษก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรง ส่งผลต่อระบบนิเวศและคุณภาพอากาศ สุขภาพของมนุษย์ และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เป็นเหตุให้อุตสาหกรรมได้รับแรงกดดันให้นำเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำแนวทางการประเมินวัฏจักรชีวิต (LCA) มาใช้ในประเทศอียิปต์เพื่อประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่มาจากกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์โดยการทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลทั่วไปด้วยไฮโดรเจนสีเขียว ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงทางเลือก การศึกษานี้ได้นำเสนอแนวทางการประเมินวงจรชีวิตขของกระบวนการอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์แบบ "cradle-to-gate" โดยแบ่งประเภทเป็นการขนส่งวัตถุดิบ การแปรรูปและการเตรียม การสร้างปูนเม็ด และการผลิตปูนซีเมนต์ โดยงานวิจัยนี้ต่างจากการศึกษาวัฏจักรชีวิตอื่น ๆ กล่าวคือ มีการประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของกระบวนการขนส่งวัตถุดิบปูนซีเมนต์ โดยเปลี่ยนเชื้อเพลิงธรรมดาที่ใช้ในรถบรรทุกขนส่งเป็นไฮโดรเจนสีเขียว ดังนั้น จึงได้สร้างข้อสันนิษฐานให้โรงงานปูนซีเมนต์สมมุติของอียิปต์สองแห่ง ดังนี้ โรงงานสมมุติของอียิปต์แห่งแรก (EHP 1) ใช้น้ำมันดีเซลในรถบรรทุกขนส่ง และ โรงงานสมมุติของอียิปต์แห่งที่สอง(EHP2) ใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสีเขียวเป็นส่วนใหญ่ ในทางตรงกันข้ามได้มีการเสนอโรงงานสมมุติในอียิปต์ 3 แห่งที่มีสถานการณ์การดำเนินงานที่แตกต่างกันเพื่อประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมของกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ในโรงงานปูนซีเมนต์ สถานการณ์เหล่านี้ ได้แก่: EHP1 (สถานการณ์ล่าสุด/เก่า) ใช้เชื้อเพลิงทั่วไป 100% (ถ่านหินและไฟฟ้า) ในกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ทั้งหมด, EHP2 (สถานการณ์ไฮบริค) ดำเนินการ 50% ของเชื้อเพลิงทั่วไป (ถ่านหิน) และ 50% ของเชื้อเพลิงทางเลือก เชื้อเพลิง (ไฮโดรเจนสีเขียว) ในกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ และ EHP3 (สถานการณ์ที่ยั่งยืน) ใช้เชื้อเพลิงทางเลือก (ไฮโดรเจนสีเขียว) 100% ในกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ทั้งหมด ผลการศึกษาได้ถูกนำมาวิเคราะห์ โดยใช้ซอฟต์แวร์ Open LCA เวอร์ชัน 1.11.0 และทำการวิเคราะห์ผลกระทบโดยใช้วิธีของ LCIA IMPACT 2002 + สองวิธีด้วยกัน (จุดกึ่งกลางและจุดสิ้นสุด) เมื่อเปรียบเทียบ EHP1 และ EHP2 ของกระบวนการขนส่งวัตถุดิบปูนชีเมนต์ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ต่ำที่สุด คือ เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนสีเขียวเข้ามาแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลใน EHP2 นอกจากนี้ สำหรับกระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ ผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำที่สุด เช่น ศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อน ความเป็นกรดของน้ำ พลังงานที่ไม่หมุนเวียน และภาวะยูโทรฟิเคชันบนพื้นดิน บรรลุผลสำเร็จใน EHP3 (สถานการณ์ที่ยั่งยืน) เมื่อเชื้อเพลิงไฮโดรเจนสีเขียวเข้ามาแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิลใน กระบวนการผลิตปูนซีเมนต์ทั้งหมดตาม EHP2 (สถานการณ์ไฮบริด) ซึ่งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า EHP 1 (สถานการณ์ล่าสุด/เก่า) โดยการทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้ในกระบวนการผลิตปูนเม็ดเป็นเชื้อเพลิงทดแทนไฮโดรเจนสีเขียว สรุปได้ว่าการประยุกต์ใช้การประเมิน LCA ช่วยให้สามารถประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและการปรับปรุงที่ได้รับจากการทดแทนเชื้อเพลิงด้วยแหล่งพลังงานที่สะอาดขึ้น แนวทางนี้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการประเมินประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมของการใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ ในการผลิตปูนซีเมนต์ ซึ่งจะนำไปสู่การพัฒนาอุตสาหกรรมที่ยั่งยืน | en_US |
Appears in Collections: | SCIENCE: Theses |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
640535807-Shaimaa Mostafa Mohamed ElSers.pdf | The Thesis of master's degree of the student: Shaimaa Mostafa Mohamed ElSers at Chiang Mai University in Thailand | 2.45 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.