Yerden Havaya Karbonun Yolculuğu
Yakıt, plastik ve betonun “havadan” üretildiği bir dünya hayal edin. Bu, geleneksel petrol ekonomimizi temelden sarsan bir teknoloji olan Karbon Yakalama ve Depolamanın (Carbon Capture and Storage : CCS) vaadiydi. Bu vaade yeterince hızlı ulaşamadık ve hayal kırıklığına uğradık. Ama oyunu değiştirecek yeni bir teknoloji kapımızda : Doğrudan Karbon Yakalama (direct air capture: DAC).
Dünyadaki her yaşamın hayati bir bileşeni olan karbon, dünyadaki en değerli endüstriler arasında, üretim, enerji ve taşımacılığımızın çekirdeğini oluşturuyor. Ve önümüzdeki 10 yılda, havadaki karbondioksitten karbonu yakalamak ve depolamak, yer altındaki petrolden elde edilen karbondan daha düşük maliyete inecektir. 2030 yılına gelindiğinde, karbon yakalama ve kullanma (CCU) endüstrisinin 800 milyar dolarlık bir boyuta ulaşması bekleniyor.
Karbon Yakalama ve Depolama Nasıl Çalışır?
Kömür, doğalgaz, petrol gibi fosil yakıtlar kullanımı global boyutta hızla artarken, fosil kaynaklı elektrik santralleri, demir çelik, çimento, alüminyum vb ağır sanayi tesisleri, hava, deniz taşıtları ve kara nakil araçları, ev ve iş yerleri ısınma, soğutma ve diğer enerji gereksinimleri büyük oranlarda küresel fosil yakıt yakılması suretiyle karşılanmaktadır. Özellikle fosil yakıt kullanan güç santralleri atmosfere yoğun şekilde sera gazları emisyonları yapmaktadır. Sera gazı emisyonları içerisinde yüksek oranlarda bulunan karbon salımlarının yok edilmesi teknolojileri geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu hedefle CCS teknoloji geliştirilmiştir.
Küresel ısınma ve küresel iklim değişikliği mekanizmaları içerisinde küresel karbon salımları önemli yer tutmaktadır. Küresel karbon salınımlarının bertaraf edilmesi teknikleri arasında en yaygın teknik karbon tutma ve depolama CCS teknolojileri adı ile anılmaktadır. Aslında fosil yakıt kaynaklı termik santraller kanalıyla yayılan karbondioksitin tutulmasında kullanılan karbon yakalama ve karbon depolama CCS teknolojisi zor değildir. Ancak şimdilik CCS teknolojisi maliyeti son derece pahalıdır. Öte yandan, yakalanan karbondioksit emisyonları, yeraltı katmanları arasına sıkışmış veya tükenmeye yüz tutmuş petrol yatakları içerisine pompalanmak suretiyle ham petrolün yeryüzüne çıkarılması ve petrol üretim artışı sağlanması teknolojileri kapsamında da kullanılmaktadır. Böylece CCS teknolojisi maliyetleri bir nebze olsun düşürülmektedir.
Doğrudan Karbon Yakalama Neden Oyunun Kurallarını Baştan Yazıyor?
DAC, CCS’in aksine herhangi bir zamanda, herhangi bir yerde, havada büyük miktarda karbondioksit emme yeteneğine sahip bir teknolojidir. Birinci kuşak CCS teknolojileri, CO2’yi doğrudan duman yığınlarından almak ve onu sürekli saklamak için toprağa pompalamak adına Nokta Kaynak Yakalama adlı bir teknolojiyi kullandı. Bu süreç, CO2 emisyon noktalarına bağlı büyük endüstriyel tesisler gerektirerek çok daha az esnekliğe izin verdi.
Buna karşılık DAC, emisyon kaynağı santrallerden tamamen bağımsız olarak herhangi bir yere konabilir. Aynı rüzgar ve güneş santrallerinin merkezi enerji üretim yapısından her yere yayılmış ademi merkeziyetçi üretime getirdiği dönüşüm gibi düşünebiliriz. CO2 atmosfer içerisinde eşit dağılmaktadır; Patagonya Çölü’nün üstünde, Los Angeles’ta, Kayseri’deki havada eşit yoğunlukta CO2 var. Ve DAC teknolojisi düşünüldüğünde, bu eşit dağıtım, azalan nakliye maliyetleri anlamına gelmektedir. Doğada milyarlarca yıldır bulunan süreçleri taklit eden DAC, esasen, doğrudan atmosferden karbon çekmek için güneşin gücünü kullanarak endüstriyel fotosentezden başka bir şey değildir. Bu yakalanan karbon daha sonra birçok tüketici ürününe, yakıtlara, plastiklere ve betona çevrilebilir.
DAC için birkaç farklı teknik geliştirilmiş olmasına rağmen, en yaygın olanı, ortam havasını bir filtreden geçiren endüstriyel ölçekli fanları içerir. Bu bileşen daha sonra saf, depolanabilir bir karbon dioksit akışı üretmek için (yüzeyinde ince bir film halinde molekülleri tutan) bir kimyasal adsorban kullanır.
Temel olarak, DAC havadan karbondioksiti yakalamak, hidrojen molekülleriyle bağlamak ve doğalgaz ve dizel gibi yanabilen yakıtlar oluşturmak için güneş enerjisini (veya diğer yenilenebilir enerji kaynaklarını) kullanır. Başka bir deyişle, işlem, bir pilli enerji depolama yöntemini taklit eder. Güneşten enerji alır ve kalıcı olarak ilerde kullanılabilir bir yakıt kaynağında depolar.
Günümüzün Büyük DAC Oyuncuları
Global Thermostat, Carbon Engineering, and Climeworks gibi şirketler, DAC teknolojisini en uç şekilde kullanabilen, atmosferden rekor miktarda CO2 yakalayabilen şirketlerin başında gelmektedir.
2018 Ekim ayında yayınlanan bir Ulusal Bilimler Akademisi (NAS) raporu, DAC’ın önümüzdeki üç yıl içinde dünya çapında kabul görmeye başlayacağını belirtiyor. NAS tarafından tahmin edildiği gibi, CO2 çıkarımı fiyatı ton başına karbon başına $100-150’ın altına düştüğünde, havadan elde edilen karbon, geleneksel olarak petrolden elde edilen karbon ile ekonomik olarak rekabetçi olacaktır. Raporun yayınlanmasından bu yana, DAC muazzam bir çıkış yakaladı. Bill Gates’in de yatırım yaptığı Carbon Engineering geçtiğimiz günlerde 68 milyon dolarlık bir C serisi finansmanı kapattı ve şimdi ölçekte ton başına 94 dolara kadar bir maliyetle CO2 çıkarımı elde edebileceğini iddia ediyor.
SpaceX’in Kaderi DAC’a Bağlı
Önümüzdeki birkaç on yılda, dünyadaki plastiklerin ve yapı malzemelerinin önemli bir yüzdesini havadan üretmek işten bile değil. Mesela betonu ele alalım. Yeryüzünde en çok kullanılan malzemelerden biri (sudan sonra ikinci), küresel CO2 emisyonlarının yüzde 7’sini oluşturuyor.
CO2’nin çimentoya enjekte edilmesi karışımı güçlendirir ve çok daha güçlü bir son ürün oluşmasını sağlar. Bu işlem aynı zamanda CO2’yi çimentoya kalıcı olarak enjekte eder ve bu da malzemenin yüksek karbon ayak izini büyük ölçüde telafi etmiş olur.
SpaceX’in Mars stratejisi bile roket yakıtı için CO2’nin yakalanması ve metan haline dönüştürülmesine dayanıyor. Bunun yanında NASA, Mars’taki CO2’yi şeker moleküllerine dönüştüren karbon kullanım teknolojilerini geliştirmeleri için ekipleri davet ederek 1 milyon dolarlık bir CO2 Conversion Centennial Challenge yarışmasına ev sahipliği yapıyor.
Son Düşünceler
DAC çok yakında maliyet etkin bir hale gelerek CO2’yi atmosferden hasat etmemize izin verecek ve günlük olarak kullandığımız sayısız ürün için hammadde bolluğu sağlayacak. CO2’yi ekonomimizin hayati bir parçası haline getirerek, şu anda “atık” olarak kabul edilen bir üründen, iklim değişikliği ile baş etmemizi sağlayacak inanılmaz bir değere dönüştürebiliriz.
Petrolün şu anki durumunu düşündüğümüzde yakalanacak karbonun sektörel uygulamaları neredeyse sınırsız olduğunu görürüz. Mars’ta yakıt, akıllı şehir altyapısı veya günlük plastik ürünler olsun, atmosferimizin karbon rezervlerini yakalamak gelişen yenilenebilir enerji teknolojileri ile neredeyse ücretsiz olacak ve bu kırılım global enerji ve malzeme ekonomimizi temelinden dönüştürecektir. Girişimciler için bu alanda yeni iş fikirleri oluşturmanın tam sırası.
Referanslar :