Atmosferden Karbondioksit Çekerek İklim Değişikliğini Durdurabilir miyiz?

Yazan: Mehmet Haşim Çevik

Düzenleyen: Ümit Sözbilir

Özet: Küresel ortalama sıcaklık artışına ve iklim değişikliğine neden olan atmosferdeki (karbondioksit) CO₂ oranı gün geçtikçe artmaktadır. İklim değişikliği ile mücadele, fosil yakıtlara olan bağımlılığın azaltılması ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelme çabalarına ek olarak atmosferden CO2’in yakalanarak depolanmasını gerektirmektedir.

Giriş

İklim değişikliğinin en temel sebebi olan küresel sera gazlarının en büyük kaynağı enerji üretim ve tüketim sektörleridir. Kullandığımız enerjinin büyük bir kısmı hâlen yoğun miktarda CO₂ salımına neden olan fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Bu nedenle kullandığımız enerjiyi fosil yakıtlarından daha temiz olan yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması ile elde edilmesi için küresel çapta bir enerji dönüşümü sürecindeyiz. Fakat enerji altyapımız ve ekonominin büyük ölçüde fosil yakıtlara bağımlı olması, yenilenebilir enerji kaynaklarının yeterli düzeyde enerji üretecek kapasiteye ulaşamaması ve sürekli enerji üretimin yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlanamaması, fosil yakıtlardan kısa sürede tamamen vazgeçilmesi zorlu kılıyor.

Fosil yakıtların enerji üretimindeki payının hızlıca düşmemesi ve uzun yıllardır kullanılması nedeniyle her geçen yıl atmosferdeki CO₂ oranının artmasına neden olmaktadır. CO₂ ısıyı özümseyip (absorb) ve tuttuğu için küresel sıcaklık ortalamasının artmasına neden olup iklim değişikliğine yol açmaktadır. 1958 yılından beri ABD’nin Hawaii kentinde bulunan Mauna Loa Gözlemevi atmosferdeki CO₂ miktarını ölçmektedir. Aşağıdaki grafikten de anlaşılacağı üzere atmosferdeki CO₂ oranı her geçen yıl artmaktadır. 2023 yılının mayıs ayından bu oran 424 ppm seviyelerine ulaşarak 2022 yılındaki rekoru kırdı [1]. Bu durum iklim değişikliği ile mücadele için endişe vericidir.

Eğer fosil yakıtlara bağımlılık ve artan enerji ihtiyacı nedeniyle iklim değişikliği için hayati seviye olarak kabul edilen 1,5 °C hedefini tutturmak için gerekli salım azaltımını gerçekleştiremezsek atmosferden doğrudan CO₂ çekerek veya enerji üretimi sırasında CO₂’i atmosfere salmadan depolayarak iklim değişikliğini engelleyebilir miyiz? Bu yazıda bu sorunun cevabını arayarak karbon yakalama teknolojilerine ve iklim değişikliği üzerindeki etkilerine değineceğiz.

Karbon Yakalama ve Depolama

Atmosferde gittikçe yoğunluğu artan CO₂ gazının atmosferden çekilerek depolanması veya yeni yollarla tekrardan kullanılması gibi fikirler iklim değişikliği ile mücadele için yakın zamanda daha fazla öne sürülmeye başlanmıştır. Atmosferdeki CO₂ gazını azaltmanın birkaç yöntemi bulunmaktadır. Bu yöntemler; daha çok ağaç dikmek ve fotosentezden yararlanmak, karbon yakalama (filtre) teknolojileri ve molekül mühendisliği (engineered molecules) [2]. Bu yöntemlerden günümüzde kullandığımız, ekonomik ve sosyal etkileri bulunan ve daha somut bir teknolojik çözüm olan karbon yakalama teknolojilerine değineceğiz.

Hem havadan doğrudan CO₂ çekerek hem de daha atmosfere salmadan fabrika bacalarına ve enerji üretim tesislerinin bacalarına filtreler takılarak CO₂ tutulabilir ve depolanabilir. Atmosferden karbon çekme veya enerji santralleri ve sanayi tesislerinin bacalarına filtre takma yöntemi ile CO₂ salımını engellemek için karbon yakalama ve depolama (carbon capture and storage) veya karbon yakalama ve kullanma (carbon capture and utilisation) olarak adlandırılan teknolojiler 1972 yılından beri kullanılmaktadır [3].

Karbon yakalama teknolojileri genel olarak şu şekilde çalışır: Öncelikle bir enerji santrali ya da ağır sanayi tesisinde kullanılan fosil yakıtlardan çıkan ve CO₂ içeren baca gazı (flue gas) bir tanka alınır. Burada baca gazı kimyasal bir çözücü ile karıştırılarak içerisindeki CO₂’i bu çözücü sayesinde bırakır. Bu tankın içerisinde CO₂ ve kimyasal çözücü tankın içinde kalırken CO₂’ten ayrılmış baca gazı atmosfere bırakılır. Daha sonra çözücü ve CO₂ başka bir tanka alınarak ısı yöntemi ile birbirlerinden ayrılır. CO₂ depolanmak veya yeniden kullanılmak üzere tanktan transfer edilirken CO₂’ten ayrılmış çözücü aynı yöntem için tekrar kullanılır [4]. Baca gazından ayrılarak toplanan CO₂ ya en az bir 1 km derinlikte yer altında depolanıyor ya da başka sanayi sektörlerinde yeniden kullanılıyor. Yer altında depolandığı zaman bile CO₂ aslında işe yarayabiliyor. Genellikle petrol ve doğal gaz kuyularında depolanan CO₂, basıncı artırarak daha fazla petrol çıkarılmasını sağlıyor [5]. Bu durum petrol şirketlerinin iştahını kabartarak bu teknolojiye yatırım yapmalarını sağladığı için atmosferden çekilen CO₂’in büyük bir kısmı yeniden petrol üretiminde kullanılmaktadır.

Görsel 2:

Açıklama: Bir karbon yakalama teknolojisinin çalışma prensibini gösteren şekil.

Doğrudan havadan CO₂ çekme yönteminde ise herhangi bir tesisin sanayisinden ziyade atmosferden çok güçlü fanlar aracılığı ile doğrudan hava çekilerek CO₂ yakalanmaktadır. Çekilen hava fanların içerisinden geçerken bir filtre yardımıyla sadece CO₂’in yakalanıp geri kalan havanın geçip gitmesini saplıyor. Filtrelere bulaşmış CO₂ daha sonra ısı yardımıyla ayrılıp depolanıyor. Ayrıştırma sonucu elde edilen CO₂ gene çoğu sanayi tesisinde yeniden kullanılabilmekte veya yerin altında depolanabilmektedir. Bu teknoloji henüz çok pahalı ve oldukça yüksek miktarda enerji kullanmaktadır [6]. Fakat herhangi bir sanayi veya enerji tesisine ihtiyaç duymadan doğrudan havadan CO₂ çekebildiği için daha fazla yerde kurulabilmektedirler.

Bu teknolojilerin hangi yöntemlerle çalıştığı anlaşıldıktan sonra iklim değişikliği ile mücadelede nasıl rol oynadıkları ve günümüzde kullanım durumlarını inceleyelim.

Karbon Teknolojisi İşe Yarar mı?

Birleşmiş Milletler Hükûmetler arası İklim Değişikliği Panelinin raporuna göre eğer iklim değişikliği hedeflerine ulaşmak isteniyorsa karbon yakalama teknolojilerinin de iklim değişikliği ile mücadele politikalarında rol oynaması gerektiğini belirtti [7]. Zira fosil yakıtlara olan bağımlılık, altyapının ve teknolojilerin yıllar boyunca bu yönde gelişmesine neden olarak sosyoteknik sistemlerimizi kilitledi (technological lock-in). Ayrıca fosil yakıtların hâlâ çok ekonomik olmaları, küresel siyasette petrol ve doğal gaz üreten ülkelerin güçlü olmaları ve fosil yakıt şirketlerinin var olan devasa ekonomik güçlerini de kullanarak politika yapıcılarını etkileyerek yenilenebilir kaynaklara doğru dönüşümü yavaşlatmaktadır. Bu yüzden daha az fosil yakıt kullanılsa bile 2050 yılına kadar tamamen vazgeçilmeyeceği için karbon yakalama teknolojilerinin de önemli bir rol oynaması beklenmektedir.

Dünya genelinde karbon yakalama teknolojilerine olan ilgi, yatırımları arttırarak Ar-Ge ve yenilik (inovation) çalışmalarını hızlandırmaya çalışmaktadır. Fakat uzun yıllardır karbon yakalama teknolojilerinin kullanılabilir olmasına rağmen henüz yaygın bir şekilde devreye alınamayan teknolojilerdendir. Dünya genelinde enerji üretim santrallerinde ve diğer sanayi sektörlerinde kullanılan yaklaşık 40 karbon yakalama ve depolama tesisi bulunmaktadır. Bu tesisler 2022 yılında toplam 45 Mt (milyon ton) CO₂ yakaladı. Karşılaştırma olması açısından, 2022 yılında yalnızca enerji sektörü 36 Gt (gigaton) CO₂ salımına neden oldu. Yani karbon yakalama teknolojileri henüz çok düşük katkılarda bulunmaktadır. İnşa hâlinde ve 2030 yılına kadar bitmesi beklenen 50 yeni tesisin de eklenmesi ile yıllık 125 Mt CO₂ yakalanması beklenmektedir. Bu hedeflere ulaşılması hâlinde bile küresel net sıfır karbon hedeflerine 2050 yılında ulaşmak imkânsız görünmektedir [8].

Elbette bütün enerji sistemleri ve teknolojileri gibi karbon yakalamanın da maliyetinin düşerek daha ekonomik olması gerekmektedir. Zira bir ton karbon yakalayıp depolamanın maliyeti sektörden sektöre farklılık gösterse de ortalama 100 ila 200 Amerikan doları seviyelerindedir [9]. Bu da henüz yaygın bir kullanım için yeterli bulunmamaktadır. Daha ekonomik hâle gelmesi, özellikle sıfır karbonlu teknolojilerle değişemeyecek olan bazı sektörlerde (çimento vb.) kullanılmasının önü açılmış olacaktır. Böylelikle net sıfır ve 1,5 °C hedeflerini yakalamak için bir adım daha atılmış olacaktır.

Sonuç

İklim krizi ile mücadele kapsamında önemli bir rol oynaması beklenen karbon yakalama teknolojileri dünya çapında çeşitli Ar-Ge ve yenilik çalışmaları ile daha yaygın kullanılmaları için çabalar sürmektedir. Uzun yıllardır yeterince tesisin kurulamaması ve karbon yakalamaktan çok var olan CO₂ salan kaynakların daha az CO₂ salan kaynaklarla değiştirilmesine odaklanan iklim politikalarının da artık 1,5 °C hedefine ulaşmak için yeterli olamayacağı anlaşılmaktadır. Bu yüzden en azından CO₂ salımının başka yollarla durdurulamayacağı sektörlerde (çimento üretimi, ağır sanayi vb.) daha yaygın bir şekilde karbon yakalama teknolojilerinin kullanılması gerekmektedir.