Doç. Dr. Erginbay UĞURLU*
İklim değişikliğini önlemek için geliştirilen karbon yakalama ve depolama yöntemleri gün geçtikçe gelişiyor. Bu alanda kullanılan teknolojiler öyle bir seviyeye ulaştı ki, artık karbondioksit, plastik ve karbon fiber gibi sektörler tarafından girdi olarak kullanılıyor…**
Küresel ısınma ve iklim değişikliği, son yıllarda hem politik hem ekonomik alanda en dikkate alınan ve en çok çaba sarf edilen konulardan biri haline geldi. Sera gazı salımlarının yeniden artış trendine girmesi küresel ısınma açısından kaygı uyandırırken, karbon toplama konusunda son yıllarda ortaya çıkan teknolojiler bu konuda umut vaat ediyor. Küresel karbondioksit salımları, sera gazı salımlarını azaltmak amacıyla alınan önlemlerle üç yıl boyunca durağan seyrederken, 2017’de yaklaşık yüzde 2 oranında arttı. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change) küresel sıcaklık artışının 2 santigrat derecenin altında tutulması gerektiğini belirtiyor ve bu gerekliliğin geçerliliğini yitirmemesi için bile dünya çapında CO2 salımının kontrol altında tutulması gerektiğini ifade ediyor. İklim değişikliğinin nedeni olan doğal sera gazlarının en önemlileri; su buharı, karbondioksit, metan, diazotmonoksit ve ozon gazları olarak sıralanabilir. Sera etkisi; atmosferdeki bu gazların yerküreden yansıyan güneş ışınlarının dönmesini engellemesi nedeniyle yerkürenin daha fazla ısınmasına neden olan bir süreçtir. Sera gazı salımları nedeniyle oluşan sera gazı etkisinde, karbondioksit (CO2) gazı nedeniyle oluşan miktar oldukça yüksek orana sahip.
“Dünyada beş farklı yöntem kullanılıyor”
Dünyanın çevresel dengesini ve canlıların sağlığını etkileyen bu gelişmeler, dünya devletlerini konuya eğilmeye itti. 1997’de 169 ülkenin katılımıyla Japonya’nın Kyoto şehrinde iklim değişikliğinin olumsuz etkilerine karşı düzenlenen konferansta, Kyoto Protokolü imzalandı. Protokol, sera gazı salımlarının en az yüzde 55’inden sorumlu olan 55 ülke tarafından imzalandı ancak yürürlüğe girmesi 6 Şubat 2005 tarihinde oldu. Türkiye, bu protokole 5 Şubat 2009’da katıldı. TÜİK verilerine göre, Türkiye’deki sera gazı salımının artan bir trende sahip, 2016 yılında toplam sera gazı emisyonu CO2 eşdeğeri olarak 496,1 milyon ton (Mt) olarak hesaplanmış. Türkiye’nin küresel
ısınmaya son 150 yılda katkısı ise oldukça düşük diyebileceğimiz yüzde 0,04 oranında.
Küresel ısınmaya karşı enerji verimliliğini artırmak ve enerji korunumunu teşvik etmek, doğal gaz ve benzeri düşük karbon içeren yakıt tüketimini artırmak, yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmak, doğa mühendisliği (geoengineering) yaklaşımları kullanmak ve CO2 yakalama ve depolama yöntemleri kullanmak olmak üzere beş farklı önlem alınıyor. Bu yazının konusu dışında olmakla birlikte bu önlemlerin her birinin farklı avantajları ve dezavantajları bulunuyor.
Genel olarak maliyeti yüksek olan karbon yakalama ve depolama (carbon capture and storage, CCS) (KYD) yönteminde, maliyetin yüzde 70-80’lik kısmı yakalama, taşıma ve depolama aşamalarından kaynaklanıyor. CO2 yakalama sistemleri; yanma öncesi (pre-combustion), yanma sonrası (post-combustion) ve oksi yakıt yakma (oxyfuel combustion) olmak üzere üç ana yanma yöntemi kullanıyor. Yanma öncesi yönteminde, yanma sırasında CO2 ayrıştırılıyor. Yanma sonrası teknolojiler, mevcut santrallerin güçlendirilmesi için tercih edilen seçenektir. Oksi yakıt yakmada ise yanma için hava yerine oksijen kullanılıyor ve oluşan gazlar ağırlıklı olarak su buharı ve CO2’den oluşuyor.
“21 tane karbon yakalama projesi var”
“Karbon toplama (carbon collection)” kavramı, ilk olarak Cesare Marchetti tarafından 1977 yılında kaleme aldığı makalede kullanıldı. Doğa mühendisliği ve CO2 sorunu üzerine (On geoengineering and the CO2 problem) adlı makalesinin ardından sera gazı salımının çevre politikaları için ne kadar önemli bir konu olduğu ortaya çıktı.
Küresel Karbon Yakalama ve Depolama Enstitüsü (Global Carbon Capture and Storage Institute ) 2018 verilerine göre, dünya çapında uygulamaya konulmuş ya da yapım aşamasında olan 21 geniş ölçekli KYD projesi bulunuyor. Enstitü verilerine göre, bu 21 projeden dördü yapım aşamasında 17’i ise uygulamaya geçmiş durumda. Bu 21 projenin yıllık 37 milyon ton CO2 yakalama kapasitesi var ve bu kapasite her yıl 8 milyon taşıtın trafikten çekilmesine eşdeğer.
Sleipner CO2 tesisi, ilk KYD tesisi olarak biliniyor. Norveç açıklarında yer alan bu tesis, yakalanan CO2’yi deniz altındaki kum kütlelerine depoluyor. Tesis, 1996’dan bu yana yıllık yaklaşık 0,85 milyon ton CO2 depolayarak toplam 17 milyon tondan fazla CO2‘yi bu depolara enjekte etti. Küresel ısınmaya karşı alınan önlemler açısından ilk KYD tesisi Norveç’te olmakla birlikte CO2’nin yakalanıp yer altına hapsedilmesi, ilk olarak 1972 yılında ABD’de petrol üretiminde sağladığı kolaylık nedeniyle petrol kuyularında uygulandı. Bu uygulamaya Karbondioksitle Zenginleştirilmiş Petrol Kazanımı (Carbon dioxide enhanced oil recovery, CO2-EOR) adı veriliyor. Batı Teksas’ta 1972 yılında uygulanan bu yöntem, kısaca elde edilen CO2’i kaya oluşumlarına hapsedilmiş ek ham petrolden arındırılması için mevcut petrol sahalarına enjekte etme temeline dayanıyor.
“Yeni yöntemler ağaçlardan çok daha verimli”
CO2 yakalanmasında öncülük yapanlardan isimlerdin başında ise Prof. Klaus S. Lackner geliyor. Yerküre Enstitüsü Lenfest Sürdürülebilir Enerji Merkezi (Lenfest Center for Sustainable Energy at the Earth Institute) Direktörü olan Lackner, en iyi CO2 yakalayıcının ağaç yaprakları olduğunu ancak günümüzdeki düzeydeki CO2’i yakalamak için toprakların verimli olarak başka amaçlarla kullanımına alan bırakmayacak kadar çok ağaç dikmek gerektiğini belirtiyor. Lackner verdiği bir demeçte, yaptıkları CO2 yakalama cihazının bir ağaçtan 1000 kat daha fazla karbon yakalayacağını hesapladıklarını söylüyor.
KYD alanında araştırma ve proje yapan enstitü vb. kurumların dışında Shell, Chevron, NRG Energy gibi büyük enerji firmaları ve Catalytic Innovations, Opus 12, Carbonclean, Dioxide Materials, Global Thermostat, CO2 Solutions, Climeworks ve Bill Gates tarafından desteklenen Carbon Engineering gibi startup şirketler de faaliyet gösteriyor. Global Thermostat kurucularından olan Columbia Üniversitesi’nden Prof. Dr. Graciela Chichilnisky, Kyoto Protokolü’nde yer alan karbon piyasasının da mimarları arasında yer alıyor. Global Thermostat (GT) şirketi havadaki CO2’yi yakalayan bir arıtma süreci içeren ve bu arıtma sürecinde enerji üreten bir teknoloji geliştirdi.
Chichilnisky yöntemlerinin özelliğini şöyle açıklıyor: Bizim teknolojimiz çok çok düşük maliyetli. Elektrik
kullanmıyoruz. Biz düşük sıcaklıkta ısı kullanıyoruz ve hemen hemen her miktarda CO2 üretebiliriz. GT’nin kullandığı yöntem CO2’in ticari bir mal olarak da kullanılabilmesine olanak tanıyor. Üretilen CO2 plastik üretimi sektörü, karbon fiber sektörü vb. sektörlere satılabilir ve bu sektörlerde girdi olarak kullanılabilir. Karbon yakalama ve depolama çevre kirliliği ve küresel ısınmaya karşı yaptığı katkıları dışında yeni bir sektör ortaya çıkmıştır. GT şirketi ele alındığında da pazarlanabilir yeni bir ürün doğuyor.
Erginbay UĞURLU Kimdir?
2004 yılında Marmara Üniversitesi Ekonometri Bölümü’nden mezun olan Erginbay Uğurlu, 2006 yılında İTÜ İktisat Anabilim Dalı’nda “Reel Döviz Kuru ve Ekonomik Büyüme: Türkiye” başlıklı tez çalışması ile yüksek lisans eğitimini tamamladı. “Türkiye Enerji Piyasasının Çok Değişkenli Doğrusal Regresyon Analizi İle İncelenmesi” adlı teziyle Gazi Üniversitesi Ekonometri Anabilim Dalı’nda doktorasını tamamlayan Uğurlu, 2013 yılında Columbia Üniversitesi İktisat Bölümü’nde misafir araştırmacı olarak bulundu. Uğurlu, halen İstanbul Aydın Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Ekonomi ve Finans Bölümü’nde öğretim üyesi olarak görevine devam ediyor.
