Karbon yakalama teknolojileri

Novus Yeşil’den herkese merhaba!

Bugün 2 Şubat Salı, saat 10:00. İtiraf etmeliyiz ki bir süredir sizlere iklim değişikliğini tamamen tersine çevirebilecek Negatif Emisyon Teknolojilerinden (NET’ler) bahsetmek istiyorduk ama bu konuya girmek için elimizde iyi bir bahanemiz yoktu. İki hafta önce, elektrikli araba devi Tesla’nın kurucusu Elon Musk, en iyi karbon yakalama teknolojisine 100 milyon dolar para ödülü vereceğini açıkladı ve bütün sektörün başını döndürdü. Şimdi biz de buradayız… 

Bu haftanın incelemeleri; 

⌛ İklim krizini terse çevirmek

☁️ Havayı süzmek

🔥🌴 Kurtuluş bitki yakmak

Ayrıca dünyanın ve Türkiye’nin en önemli yeşil haberleri bültenimizde!

İKLİM

İklim değişikliğiyle mücadelede zamanı geriye sarabilecek bir çözüm: negatif emisyon teknolojileri (NET’ler)
Canberk Demir

Geçtiğimiz Ocak ayında Microsoft, 2030’da karbon nötr olacaklarını ve 2050’ye kadar da geçmiş bütün karbon salınımlarını elimine edeceklerini açıkladı. Bunu yapabilmek için de yenilenebilir enerji ve enerji verimliliği gibi standart teknolojilerin yanı sıra negatif emisyon teknolojilerinden (NET’ler) yararlanacağını belirtti.  

• Küresel ısınma: Sera gazları atmosferde her zaman var olan ve güneşten gelen ışınların bir kısmını soğurarak gezegenimizin yaşanılabilir bir sıcaklıkta kalmasını sağlayan gazlardır. Son yıllarda, özellikle fosil yakıt tüketimine bağlı olarak CO2 (karbondioksit) sera gazının salınımları oldukça yükseldi. Bunun sonucu olarak yeryüzünde sıcaklık giderek artmaktadır. Küresel ısınma ise, dünya üzerinde yıl boyunca kara, deniz ve havada ölçülen ortalama sıcaklıklarda görülen artışa verilen isimdir. 

• NET’ler: Küresel ısınmanın önüne geçmek için hiyerarşik olarak uygulanması gereken çeşitli yöntemler vardır. Bunlardan ilki ve öncelikli olarak uygulanması gereken mevcut karbon salınımlarımızı azaltmaktır. Atmosfere fosil yakıtlara nazaran daha az CO2 yayan yenilenebilir enerji kaynakları kullanmak (rüzgar ve güneş enerjisi), yüksek verimlilikli teknolojilerle (LED ampüller) enerji tüketimini azaltmak veya orman tahribatlarının önüne geçmek, salınımları azaltmanın bazı yollarıdır. Öte yandan iklim modellerine göre salınımları azaltmak küresel ısınmayı durdurmak için yeterli olmayacak ve aktif olarak atmosferde halihazırda var olan karbonu azaltmamız gerekecek. Bunu yapmamızı sağlayan yöntemlere negatif emisyon teknolojileri (NET) denir.

NET’leri kullandıkları mekanizmalara göre birkaç gruba ayırabiliriz: 

1. Doğa temelli NET’ler: Bitkiler fotosentez yoluyla havadaki karbondioksiti emerlerek oksijene çevirirler. Bir ağaç, sahip olduğu her bir kilo karbon için havadan 3,7 kg CO2 emer. Dolayısıyla ağaçlandırma ve yeniden ağaçlandırma (tahrip olan ormanları restore etme) doğal yollarla havadaki karbonu azaltmanın en basit yoludur. Öte yandan bataklıklar, kıyı habitatları, turbalıklar gibi ekosistemleri restore etmek ve tarımsal yöntemleri değiştirerek toprakta biriktirilen karbon miktarını arttırmak da diğer doğal NET’lerdir.
2. Teknoloji temelli NET’ler: Biyoenerji ile karbon yakalama ve depolama (BECCS) ve doğrudan havadan karbon yakalama (DAC) en temel teknoloji temelli NET’lerdir. Bültenimizde daha detaylı incelenen bu çözümlerin her ikisi de atmosferden büyük ölçekli karbon giderimi için CO2’nin jeolojik olarak depolanmasına dayanır ve temiz enerji geçişleri için önemli bir rol oynar. Bunlara ek olarak bitkisel kaynakların biyo-kömüre dönüştürülmesi ve bu maddelerin geniş topraklara serilmesi de yaratıcı bir karbon depolama yöntemidir.
3. Hızlandırılmış doğan çözümler: Son olarak bazı NET’ler doğal kayaçlaşma süreçlerini hızlandırarak havadan karbon emer. Belli kaya türleri doğal olarak havadaki CO2’nin yüzeylerde yoğunlaşarak karbonata dönüşmesini sağlar. Bu kayaçlar küçük parçacıklara ayrıştırılarak sahillere, tarım arazilerine veya okyanulara serpiştirilirse doğada çok yavaş gerçekleşen bu süreçleri yüzlerce kat hızlandırarak negatif emisyon üretebilir. 

TEKNOLOJİ

Havadaki karbonu doğrudan yakalayan bir teknoloji
Tarık Bercan Sarı

Doğrudan Havadan Yakalama (ingilizce Direct Air Capture, DAC) havayı filtreleyerek içerisindeki karbondioksit gazını ayıran teknolojilere verilen bir isim. Yakalanan CO2 gazı saf haliyle hammadde olarak satılabildiği gibi (örneğin gazlı içeceklerin içine koymak için), sentetik yakıtların üretilmesinde de kullanılabilir. Bu şekilde havadan yakalanan karbonla üretilen dizelin veya benzinin, yakıldığında iklime kötü bir etkisi olmaz. 

Öte yandan DAC sayesinde havadan yakalanan karbon yüksek basınçla sıvılaştırılıp belli bölgelerde yeraltındaki gözenekli kayaç tabakalarına gömülebilir. Yeraltındaki tuzlu su havzaları veya boşalmış petrol yatakları bunun için ideal yerlerdir. Buralarda yüzyıllarca hapsedilen CO2 zamanla kayaçlarla birleşerek karbonata dönüşür ve katılaşır. DAC’tan elde edilen CO2’nin yere gömülmesi, atmosferdeki karbonu doğrudan azalttığı için DAC, aynı zamanda bir negatif emisyon teknolojisidir. 

• Artılar: Peki ağaçlar zaten bu işi yapmıyor mu diyebilirsiniz.  Haklısınız, yapıyorlar. Hatta bu yüzden DAC teknolojisi zaman zaman yapay ağaç olarak da adlandırılır. Fakat ağaçların biyolojik olarak tek görevi CO2 yakalamak olmadığı için aslında bu işte çok da verimli değiller. Havayı süzmeye odaklanan teknolojik tesisler kurmak, ağaçlara kıyasla  daha az alan ve daha az su kullanarak aynı miktarda karbondioksiti yakalamayı sağlıyor. Ayrıca, ağaçlandırma iklimle ilişkili olarak her arazide mümkün değilken DAC tesislerini her yere yerleştirmek mümkün.
• Eksiler: Peki neden şu an her yerde DAC tesisleri yok derseniz, konu maliyete geliyor. Elimizdeki yakalama teknolojileri şu anda ekonomik olarak dezavantajlı durumda. Bunun birinci nedeni bu sistemlerin negatif emisyon oluşturmak haricinde sundukları bir ürün veya hizmet olmaması. Yani devletler yeterli teşvikleri vermediği sürece DAC için makul bir iş planı oluşturulamaz. İkinci sebep ise DAC teknolojisinin diğer NET’lere göre çok daha pahalı olması. CO2’nin atmosferdeki yoğunluğu sadece %0.04 olduğu için karbon molekülleri filtrelemek kimya mühendisliği açısından samanlıkta iğne aramaya benziyor. Bu yüzden DAC çok fazla enerji gerektiriyor.
• Şirketler: Kanada merkezli girişim, Carbon Engineering, görece olgun ve kimya sektöründe uzun yıllardır kullanılan süreçlerden oluşan bir DAC teknolojisi geliştirdi. Yakaladıkları karbonu hem yer altına gömebiliyorlar hem de sentetik yakıt üretebiliyorlar. Öte yandan İsviçre merkezli, Climeworks ve Amerika merkezli girişim Global Thermostat daha yenilikçi DAC teknolojileri geliştiriyorlar. Her ne kadar bu üç startup DAC alanının önde gelen teknolojilerine sahip olsa da hala bir çok akademisyen daha ucuz ve verimli DAC teknolojileri üzerine çalışıyor.
• Gelecek: Günümüzde DAC ile bir ton karbon yakalamanın bedeli 200 ile 1000 dolar arasında olmakla birlikte teknoloji geliştiricileri uzun vadede maliyeti 100 dolara kadar düşürebileceklerine inanıyorlar. Bu fiyatlar asla ağaçlandırma gibi basit ve ucuz doğal NET’lerle rekabet edemez; ancak ağaç dikmenin fiziksel ve verimlilik sınırları ve yangın gibi tehditler düşünüldüğünde DAC gibi mühendislik çözümlerine büyük ölçekte ihtiyacımız olacak.

TEKNOLOJİ

Bitki yakarak dünyayı nasıl kurtarabiliriz? 
Yörükcan Erbay

Biyoenerji ile Karbon Yakalama ve Depolama (Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS), biyokütle yakımından yararlanarak negatif emisyon elde eden süreçlerin ortak adı. 

• Prensip: Bitkiler büyürken fotosentez yaparak atmosferden karbon yakalar ve bunu organik maddeye çevirir. Bitki ömrünü tamamladığında- örneğin doğada çürüdüğünde, yakıldığında, yendiğinde- bu organik karbon muhtelif yollarla tekrar CO2’ye dönüşür ve havaya geri karışır. Bu döngü sebebiyle biyoenerji genellikle yenilenebilir enerji olarak algılanır; çünkü bitkinin yakılması havaya yeni karbon katmamış olur. BECCS teknolojisi ise bu döngüyü bir ileri aşamaya taşır. Bitkiler enerji üretmek için yakıldıklarında salınan CO2 havaya karışmadan yakalanır ve yer altına gömülür. Kilometrelerce derinlikteki kayaçların içine gömülen bu karbon, bitkilerin büyürken atmosferden emdikleri karbon olduğu için havadan net olarak CO2 ayıklanmış olur.
• Avantajlar: BECCS’in ayrı ayrı unsurları, gelişmiş ve büyük ölçekte günümüzde kullanılan teknolojiler. Bu sebeple küresel iklim modellerinde en yaygın kullanılan NET’ler ağaçlandırma ve BECCS’dir. Bu teknolojinin diğer NET’lerden esas farkı ise havadan karbon yakalamanın yanı sıra elektrik, ısı ve hatta biyoyakıt gibi değerli yan ürünler üretebilmesi ve maliyetinin en azından bir kısmını karşılayabilmesi. Öte yandan BECCS, merkezi, büyük kapasiteli tesislerde yapılabileceği için iklim değişikliğiyle mücadele etmek için gerekli yüksek kapasitelere çıkarılması görece kolaydır.
• Riskler: Bütün bu olumlu yönlerine karşı BECCS’e şüpheyle yaklaşan birçok kişi olduğunu söylemekte fayda var. Kapsamlı bir çevre analizi yapıldığı zaman BECCS’in gerçekten negatif emisyon sağlayabilmesi için yakılan bitkilerin sürdürülebilir kaynaklardan gelmesi gerektiği görülmektedir. BECCS yakıtı olmaya en uygun biyokütleler ormansal faaliyet atıkları ve biyojenik kökenli evsel atıklardır (gıda, kağıt, vs.), çünkü bu kaynaklar biyoenerji arzımız üzerinde fazladan bir baskı oluşturmaz. Öte yandan bu kaynaklar sınırlı olduğu için muhtemelen BECCS’i bilfiil ağaç yakarak gerçekleştirmemiz gerekiyor. Ağaç yakımının negatif emisyon oluşturması için kesilen her ağacın yerine yeni bir ağaç dikilmesi ve bu süreçlerin devletler tarafından sıkıca takip edilmesi lazım.
• Gelecek: Uluslararası Enerji Ajansına göre BECCS’den bir megavat-saat elektrik üretmenin bedeli 138 dolarken ABD’de rüzgar ve güneş enerjisi fiyatları 20-40 dolar aralığında. Her ne kadar gelecekte BECCS fiyatlarının düşmesi beklense de devletler negatif emisyonlar için ciddi teşvikler vermeden NET’lerin gelişmesi mümkün değil. Tek başına İngiltere’nin elektriğinin %6’sını biyoenerjiden üreten Drax şirketi, 2,4 GW kapasiteli santrallerine karbon yakalama sistemi kurarak dünyanın ilk büyük ölçekli BECCS tesisi olmayı amaçlıyor. 2034’e kadar bu değişimi tamamlayabileceğini düşünen şirket yılda atmosferden 16 milyon ton karbon çekebilir. Her ne kadar bu etkileyici bir başarı gibi gözükse de iklim modellerine göre sadece AB’nin 2100’e kadar toplam 50 milyar ton karbon yakalaması gerekiyor. Kısacası BECCS ve NET’ler adına daha kat edilmesi gereken çok uzun bir yol var.

GELİŞMELER

• Yerli enerji: Temmuz 2021’den itibaren Türkiye’de yeni kurulacak yenilenebilir enerji tesislerine verilen teşvikler dolardan TL’ye çevrilecek. Büyük ihtimalle bütçe açıklarının önüne geçebilmek için yapılan bu hamle ne yazık ki yenilenebilir enerjiye ödenen tutarın da önemli oranda kısıtlanacağı anlamına geliyor. Güncel dolar kuru üzerinden hesaplandığında teşvikler güneşte %67, rüzgarda %40, hidroelektrikte %25, jeotermalde %30, çöp gazında %67, biyometanizasyonda %44, termal bertarafta ise %49 azalacak. 

• Hamsi: Türkiye’de ilk kez geçen Ocak ayında avlanma sezonu içinde hamsiye özel Karadeniz kıyılarında avlanma yasağı geldi. İddialara göre Türkiye kıyılarında tamamen tükenmekte olan balık, kural tanımayan avcılar tarafından Gürcistan karasularında yakalanmaya devam ediliyor. Uzmanlara göre hamsinin azalmasının sebebi aşırı avlanma, iklim değişikliği ile suların ısınması ve HES’ler de dahil olmak üzere muhtelif sebeplerden denizlere yeterince besin akmaması.

• Akıllı şehirler: İstanbul Büyükşehir Belediyesi bünyesinde ilk kez bir Aydınlatma Komuta Merkezi hizmete açıldı. Merkez, kurumun yönetiminde olan bütün aydınlatma, jeneratörler, trafolar, asansörler ve yürüyen merdivenleri akıllı sinyalleşme ile tek bir merkezden kontrol edecek. Lambaların şiddeti bölgenin kullanım yoğunluğuna göre ayarlanarak elektrik tasarrufu sağlanacak. Ayrıca merkez, her türlü arızayı şikayet gelmesini beklemeden tespit ederek müdahale edebilecek.

• Kamuoyu: Birleşmiş Milletlerin 50 ülkeden 1,2 milyon kişiyle yaptığı dünyanın en geniş iklim değişikliği anketine göre katılımcıların %64’ü iklim değişikliğinin küresel bir acil durum olduğunu düşünüyor. Küresel ısınmayı tehdit olarak algılayanların en fazla olduğu ülkeler İngiltere (%81), İtalya (%81) ve Japonya (%79); en az olduğu ülkeler ise Moldova (%50), Sri Lanka (%55) ve Arjantin (%58). Türkiye ise %67 ile listenin ortalarında yer alıyor. Ayrıca Türkiye’de küresel ısınmayı sorum olarak algılayanların üçte ikisi önlem olarak elimizden gelen her şeyi hızlıca yapmamız gerektiğini düşünüyor. 

• Veganlık: Fransa’da ilk defa bir vegan restaurant Michelin Yıldızı aldı. Fransız araba lastiği üreticisi Michelin, yüzyılı aşkın süredir dünyanın en prestijli restaurant rehberini yayımlayıp en başarılı mekanlara bir, iki veya üç tane yıldız vermektedir. Güneybatı Fransa’nın Bordeaux  kentine yakın Arès kasabasında bulunan ONA restaurant (Origine Non Animale yani Hayvan Kökenli Olmayan), 1900 yılından beri bu ödülü alan ilk hayvan ürünü kullanmayan işletme oldu. Önceden arkeolog olup kendi kendine şefliği öğrenen Claire Vallee, ONA’yı 2016 yılında bağış kampanyaları ve aldığı etik bankacılık kredileri sayesinde açmış. 

• Finans: Küresel eşitlik, sosyal adalet ve kalkınma alanında çalışan CARE kuruluşu tarafından yapılan bir araştırmaya göre devletler ve uluslararası kuruluşlar gelişmekte olan ülkelere yaptıkları iklim değişikliği yardımını büyük oranda abartıyor. Japonya, Fransa ve Asya Kalkınma Bankası sırasıyla %66, %63 ve %46 abartma ile en kötü durumda. Bu abartmalar genellikle yol, köprü yapımı; depremde yıkılan evlerin yeniden inşası; yerel yönetimlerin güçlendirilmesi gibi yardımların iklim kategorisine alınmasından kaynaklanıyor. 

HAFTANIN ŞİRKETİ

Amerika merkezli startup, Nori, blockchain ve bilim temelli negatif emisyon kredileri satan bir pazar oluşturuyor. Şimdilik bu krediler çiftçilerin tarım yöntemlerini değiştirerek topraktaki karbon miktarını arttırmalarıyla üretiliyor. Topraktaki organik madde artışı, Amerikan Tarım Bakanlığı ve Kolorado Devlet Üniversitesi tarafından geliştirilen bir modelle hesaplanıyor ve üçüncü partiler tarafından denetleniyor. Satılan her bir krediyi blockchain üzerinden işleyen Nori, bu sayede kredilerin çifte sayılmasını engellemiş oluyor. Negatif emisyon topluluğuna da yardım etmeyi hedefleyen şirket karbon yakalamak üzerine iki farklı podcast çıkarıyor. 

BİLİYOR MUSUNUZ? 

Çapraz lamine ahşap (ÇLA) ağaçtan üretilen, güçlü bir yapı malzemesidir. Betondan %70 daha hafif olan ÇLA, iyi ısı izolasyonu sağlar ve büyük ticari yapıların inşasında kullanılabilir. Dünyada henüz yeni yeni yaygınlaşmaya başlayan bu malzeme Amerika’da ilk defa restorasyon amaçlı Boston’da eski bir fabrika binasının iki kat yükseltilmesi için kullanılıyor. Hafifliği sayesinde bina temelini güçlendirmeye gerek kalmadan yeni katların inşasına imkan sağlıyor. ÇLA ile konstrüksiyon aynı zamanda bir negatif emisyon ve karbon depolama yöntemi. Ağaçlar gelişirken havadan karbon yakalar. Kesilen ağaçların yakılmak yerine on yıllarca güçlü duracak yapılara dönüştürülmesi, ardından yerlerine yeni ağaçlar dikilmesi atmosferden net olarak CO2 çekilmesini sağlayarak binaların gömülü karbonunu azaltır.