Karbon Yakalama, Kullanma, Depolama (KYKD) Nedir?
Yerden Çıkarılan Karbonu Yakalayıp Geri Gömme Yöntemi, Fabrika ve Santrallerin Saçtığı Karbondioksit Emisyonlarını Engelleyebilir mi?
Oli Scarff/AFP/Getty Images
Karbon Yakalama, Kullanma ve Depolama (İng: "Carbon capture, usage and storage" ya da kısaca "CCUS"), büyük fabrikalar ve enerji santralleri tarafından üretilen karbondioksitin atmosfere ulaşmasını ve küresel ısınmaya katkı sağlamasını engelleyebilen farklı teknolojiler zincirini ifade eder. İlk adım, fabrika bacalarına karbon yayılımı olmadan önce hapseden çözücü filtreler (İng: "solvent filter") takmaktır.
Gaz, daha sonra kullanılabileceği veya depolanabileceği yerlere aktarılabilir. Karbondioksitin çoğu fosil yakıtların geldiği ilk yer ve iklim krizine katkı sağlayamayacak yer olan yer altına pompalanır; ama bir kısmı, plastik yapmak, sera bitkileri yetiştirmek ve hatta karbonatlı gazlı içecekler üretmekte bile kullanılabilir. Eğer tutulan karbonun son durağı bir depo alanı değil de, bir diğer ürüne dönüştürüp kullanmak ise, bu yönteme Karbon Yakalama ve Yararlanma (İng: "Carbon capture and utilization" ya da kısaca "CCU") denir.
Karbon Yakalama, Kullanma ve Depolama Teknolojisi Hakkında Sık Sorulan Sorular
Karbon Tutma Teknolojisi Nasıl Çalışıyor?
Geoengineering Monitor sitesinden Anja Chalmin, süreci şöyle anlatıyor:
Yakalama ve depolama her zaman karbondioksit ayırma işlemleriyle başlar ve CO2’yi ortam havasından ya da sanayi emisyonlarından yakalayabilen teknolojileri temel alır. Bütün CO2 ayırma yöntemleri atmosferden ya da egzoz gazlarından CO2 ayıklamak için kimyasal reaksiyonlardan faydalanırlar. Bu alanda kullanılan en gelişmiş iki işlem, sıvı çözücü ve katı emicilerdir. CO2, sıvı çözücünün içinde çözünür ya da katı emicinin yüzeyine yapışır.
Karbon Tutma Teknolojisi Nerelerde Kullanılıyor?
Ticari olarak faaliyet gösteren yaklaşık 20 CCUS projesi var. Bu sayı, dünyadaki karbon yayılımını temizlemek için yeterli değil. Bu alandaki öncü ülkeler Amerika Birleşik Devletleri, Kanada, Norveç ve Çin. Her ne kadar CCUS projesi yavaş başlamış olsa da Uluslararası Enerji Ajansı'nın (IEA) bildirdiğine göre son 3 yılda 30 yeni proje kabul edildi. Ne yazık ki, Dünya'yı endüstri öncesi dönemdeki seviyeye göre 1.5 C° fazla ısıtan karbon yayılımını engelleyebilmek için bundan fazlasına ihtiyaç var.[1]
Karbon Tutmaya Neden İhtiyacımız Var?
Uluslararası Enerji Ajansı'na göre CCUS projesi, karbondioksit yayılımını neredeyse beşte bir oranında azaltabilir ve iklim krizi ile mücadeledeki maliyeti %70 oranında azaltabilir. CCUS'un gerekli olmasının en önemli nedenlerinden biri, ağır sanayinin; yani gübre üreticileri, çelik fabrikaları ve çimento üreticilerinin daha temiz enerjiyle çalışmaya uyum sağlamasının zor ve pahalı olmasıdır. CCUS'u geliştirmenin bir başka önemli nedeni de hidrojen potansiyelini ortaya çıkarmaktır.
Hidrojen, fosil yakıtların yerine uçaklarda, trenlerde, fabrikalarda hatta ev ısıtmada kullanılabilecek temiz bir gazdır. Ancak fosil yakıt gazından hidrojen üretmek için karbon yakalama kullanılmazsa, atmosferde karbon yayılımı devam edecektir. Hidrojen, yenilenebilir enerji ile çalışan elektroliz makineleri sayesinde sudaki hidrojen ve oksijen moleküllerinin ayrıştırılmasıyla elde edilebilir ancak bu daha pahalı bir yöntemdir.
Günümüzde Geliştirilen Karbon Yakalama Teknikleri Neler?
Türkçimento tarafından yayınlanan bir "Sektörel Öncelik" dokümanında şöyle yazılıyor:
Günümüzde halen yatırım maliyetleri yüksek olan ve geliştirilmesi gereken endüstriyel ölçekli karbon yakalama ve depolama teknikleri genel olarak üç başlık altında incelenebilir. Bunlar, Yakma Öncesi Yakalama (Pre-Combustion CO2 Capture), Yakma Sonrası Yakalama (Post-Combustion CO2 Capture) ve Oksi-yakıt Yakma Tutumu (Oxy-fuel) teknikleridir. Bu teknikler günümüzde halen geliştirme aşamasındadır.
Yakma öncesi yakalama (tutum) tekniğinde, yanma işlemi öncesinde katı yakıt, buhar ve oksijence zengin basınçlı bir ortamda ısıtılarak gaz yakıt formuna dönüştürülür. Bu yakıt hidrojen ve karbonmonoksit bileşimli olup sentez gazı (syngas) olarak da adlandırılır. Bu teknikte karbon, sentez gazı yanmadan önce fiziksel veya kimyasal absorpsiyon yöntemleriyle ayrıştırılır ve depolanırlar.
Yakma sonrası yakalama tekniğinde, yanma işlemi sonrası ortaya çıkan karbondioksit kimyasal çözücüler yardımıyla ayrıştırılmakta ve depolanmaktadırlar.
Oksi-yakıt yakma tutumu teknolojisinde yanma işleminde hava yerine yüksek saflıkta oksijen kullanılmaktadır. Böylece yanma sonucunda daha yüksek sıcaklık elde edilirken açığa çıkan CO2 ve H2O bakımından zengin baca gazlarının yakıcılarda tekrar kullanılabileceği değerlendirilmektedir.
Evrim Ağacı'ndan MesajEvrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.
KreosusKreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.
Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.
PatreonPatreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.
Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.
YouTubeYouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.
Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.
Diğer PlatformlarBu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.
Giriş yapmayı unutmayın!Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.
Karbonu Yer Altında Ne Kadar Süreyle Tutabiliriz?
Bu konuda kesin bir öngörüde bulunmak zordur. Eğer karbonun depolanacağı jeolojik lokasyonlar stratejik ve başarılı bir şekilde seçilebilirse, teknik olarak yakalanan karbondioksiti milyonlarca yıl boyunca yer altında tutmak mümkün olabilir. Bu sürede kuşkusuz bir miktar karbondioksit öyle veya böyle yüzeye sızacak ve atmosfere ulaşacaktır; ancak yapılan hesaplamalar, yaklaşık 1000 yıllık bir süre zarfında, depolanan karbondioksitin %99'unun yer altında tutulabileceğini öngörmektedir.
Buradaki en temel risklerden birisi, bu tür projelerde depolanacak karbondioksitin, bugüne kadar görülmemiş miktar ve ölçekte karbondioksitle başa çıkmayı gerektirmesidir. Bu konudaki teknolojik deneyim noksanlığı, öngörülemeyecek düzeyde problemi beraberinde getirebilir (tabii ki bu, bir yerden başlamamak için yeterli bir neden değil). Örneğin 1.000 MW'lık bir kömür santrali için geliştirilecek bir karbon yakalama projesi, günde 30.000 ton karbondioksitin depolama alanına gönderilmesini gerektirmektedir. Bu sırada kullanılan iletim boruları çatlayabilir ve gaz sızdırabilir. Bu, çevre için büyük bir felakete neden olabilir: 48 santimetre çapında ve 8 kilometre uzunluğunda bir taşıma borusunun çatlaması sonucunda sadece 3-4 dakika içerisinde 1300 ton karbondioksit atmosfere saçılabilir.[2]
Yöntemle İlgili Sorunlar Neler?
Her ne kadar yöntem kulağa hoş gelse de, CO2 yakalama, tüm sürecin sadece ilk aşamasından ibarettir ve tek sorun, bunun depolanması da değildir. Ortada bir de enerji korunumu problemi vardır: CO2'i yakalamak için kullanılan filtrelerin bu yakalanan gazı salması gerekir ki, bu sayede tekrardan filtreleri daha fazla CO2 yakalamakta kullanabilelim. Ancak bu rejenerasyon işlemi, genellikle yüksek sıcaklıkta (80-800°C) yapılır ve dolayısıyla bu yüksek sıcaklık da yüksek enerji girdisi gerektirir.[3] Chalmin, şöyle yazıyor:
Doğrudan Hava Yakalama (İng: "Direct Air Capture" veya kısaca "DAC") işlemleri, 1 ton CO2 yakalamak için 5-11 GJ elektrik ve/veya termal enerjiye gereksinim duyar. Yakalama işleminin yüksek enerji tüketimini bir karşılaştırma ile göstermek gerekirse, 2018 yılında EU-28’in yıllık ortalama hane elektrik tüketimi kişi başı 5,68 GJ olarak gerçekleşmiştir.
Kömürle çalışan termik santraller gibi, fosil yakıtların yakılması ile ortaya çıkan CO2’yi yakalamak, fosil yakıt tüketimini %30 yükseltmektedir. Bu da CO2 yakalama teknolojisi kullanarak aynı enerjiyi üretmek için daha çok fosil yakıtın çıkarılması ve yakılması gerektiği anlamına gelir.
Yani karbondioksit salınımını azaltma çabamız, çok daha yüksek enerji sarfiyatını (ve dolayısıyla o enerjiyi karşılamak için daha fazla karbondioksit açığa çıkarmayı) beraberinde getirebilir. Bu ilave enerji tüketimi, daha önce bahsi geçen enerji tüketimi hesaplarına dahil edilmelidir ve verimlilik, bu çerçevede hesaplanmalıdır.
Yakalanan Karbondioksite Talep Var mı?
Buradaki sorunlardan bir diğeri, yakalanan CO2 eğer depolanmayacaksa ve herhangi bir diğer ürüne dönüştürülecekse (veya diğer süreçlerde kullanılacaksa), bu gaza olan talebin ne düzeyde olduğudur. Uluslararası Enerji Ajansı'na göre, sanayi üretiminde hammadde olarak kullanmak üzere yıllık küresel CO2 talebi 230 milyon ton civarındadır.[4] Bu miktar, Dünya genelinde salınan karbondioksit gazının sadece %1'ine karşılık gelmektedir (ancak talebin her yıl yaklaşık %1.7 artması beklenmektedir).[4] Dolayısıyla başka yerlerde kullanılacak olsa bile, gazın %99'a yakın bir kısmının depolanması gerekecektir.
Sonuç
Görülebileceği gibi Karbon Yakalama, Kullanma ve Depolama teknolojisi, şu anda sorunsuz bir teknoloji değil; ancak bu yönteme olan ilgi her geçen yıl biraz daha artıyor. Her ne kadar net bir sayı vermek zor olsa da, 2020 yılı itibariyle Dünya genelinde bu teknolojiye olan yatırımın 715 milyon euro civarında olduğu hesaplanıyor. Bu teknoloji, şu anki haliyle Dünya'yı küresel ısınma felaketinden kurtarabilecek gibi gözükmüyor; fakat bu alanda yapılacak çalışmalar ve iyileştirmeler, yeni teknolojilerin ve yaklaşımların önünü açabilir ve belki de bir gün atmosferik sera gazlarının önemli bir bölümünü azaltmakta ve geri dönüştürmekte bir araç haline gelebilir. Şimdilik o gelecek, biraz uzak gözüküyor.
İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!
Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.
Soru & Cevap Platformuna Git-
9
-
5
-
3
-
2
-
2
-
2
-
1
-
1
-
1
-
0
-
0
-
0
- ^ J. Ambrose. What Is Carbon Capture, Usage And Storage – And Can It Trap Emissions?. (24 Eylül 2020). Alındığı Tarih: 30 Ocak 2021. Alındığı Yer: The Guardian | Arşiv Bağlantısı
- ^ F. H. Hedlund. (2012). The Extreme Carbon Dioxide Outburst At The Menzengraben Potash Mine 7 July 1953. Safety Science, sf: 537-553. doi: 10.1016/j.ssci.2011.10.004. | Arşiv Bağlantısı
- ^ Geoengineering Monitor. Can Captured Carbon Be Put To Use?. (15 Temmuz 2020). Alındığı Tarih: 30 Ocak 2021. Alındığı Yer: Geoengineering Monitor | Arşiv Bağlantısı
- ^ a b IEA. Putting Co2 To Use. Alındığı Tarih: 1 Şubat 2022. Alındığı Yer: IEA | Arşiv Bağlantısı
- Policy Department. Boosting Building Renovation: What Potential And Value For Europe?. (1 Ekim 2016). Alındığı Tarih: 30 Ocak 2021. Alındığı Yer: European Parliament | Arşiv Bağlantısı
- J. Bai, et al. (2019). Spatial And Temporal Variations Of Embodied Carbon Emissions In China’s Infrastructure. Sustainability, sf: 749. doi: 10.3390/su11030749. | Arşiv Bağlantısı
- M. Batool, et al. Decarbonisation Options For The Dutch Fertilizer Industry. (30 Ocak 2021). Alındığı Tarih: 30 Ocak 2021. Alındığı Yer: PBL Netherlands Environmental Assessment Agency | Arşiv Bağlantısı
- C. Bhushan, et al. How Green Is The Urea Sector?. (5 Haziran 2019). Alındığı Tarih: 30 Ocak 2021. Alındığı Yer: Down to Earth | Arşiv Bağlantısı
- K. Kalinowska-Wichrowska, et al. (2020). Waste-Free Technology For Recycling Concrete Rubble. Construction and Building Materials, sf: 117407. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117407. | Arşiv Bağlantısı
- L. Shi, et al. (2020). Evaluation Of Industrial Urea Energy Consumption (Ec) Based On Life Cycle Assessment (Lca). Sustainability, sf: 3793. doi: 10.3390/su12093793. | Arşiv Bağlantısı
- C. Stanghellini, et al. (2015). Carbon Dioxide Fertilization In Mediterranean Greenhouses: When And How Is It Economical?. International Society for Horticultural Science (ISHS), sf: 135-142. doi: 10.17660/ActaHortic.2009.807.16. | Arşiv Bağlantısı
- T. Wang, et al. (2014). Co2 Fertilization System Integrated With A Low-Cost Direct Air Capture Technology. Energy Procedia, sf: 6842-6851. doi: 10.1016/j.egypro.2014.11.718. | Arşiv Bağlantısı
Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?
Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:
kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci
Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 30/12/2024 18:33:50 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/10033
İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.
