İklim değişikliğinin olası sonuçlarından kaçınmak için 2050 yılına kadar karbon emisyonunda “net sıfır”a ulaşmamız, başka bir deyişle atmosfere saldığımız ve bertaraf ettiğimiz karbondioksit oranını eşitlememiz gerekiyor. 6-18 Kasım 2022 tarihleri arasında düzenlenen COP27 Zirvesi’nde Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) tarafından sunulan “Küresel İklim Raporu”na göre, sera gazı emisyonları ve atmosferde biriken ısı sürekli arttı. Bu da geçen 8 yılın, dünyanın en sıcak 8 yılı olmasına neden oldu. Raporda ayrıca sera gazlarının 2021’deki rekor artışını 2022 yılında da sürdürdüğü belirtiliyor. İşte tam da burada karşımıza çıkan karbon yakalama teknolojisi, iklim değişikliğiyle mücadelede, küresel enerji ve iklim hedeflerine ulaşmada önemli rol oynuyor. Peki karbon yakalama teknolojisi nedir gelin detaylı olarak bakalım.

Karbon yakalama teknolojisi nedir?

2050 yılına kadar net sıfıra ulaşmamıza yardımcı olabilecek bu teknoloji, karbondioksitin (CO2) yakalandığı, doğrudan (kimyasal olarak değiştirilmemiş) veya dolaylı olarak (dönüştürülerek) çeşitli ürünlerde kullanıldığı bir dizi süreci ifade ediyor. İklim değişikliğiyle mücadeleye yönelik mevcut stratejiler, temel olarak enerji üretimi veya ulaşım gibi süreçlerden kaynaklanan karbon emisyonlarının ortadan kaldırılmasına odaklanıyor. Karbon yakalama teknolojileri ise CO2’nin doğrudan atmosferden veya emisyon noktasından nasıl yakalanabileceğini ve doğal ortamda güvenli bir şekilde nasıl depolanabileceğini inceliyor. Bu teknolojinin iki temel biçimi bulunuyor:
- Biyolojik karbon yakalama ve depolama: Ormanlar ve okyanuslar gibi doğal çevrenin atmosferden CO2’yi yakalaması.
- Yapay / jeolojik karbon yakalama ve depolama: Endüstriyel tesisler, rafineriler, demir-çelik, çimento veya petrokimya tesislerinde insan faaliyetleri sonucu açığa çıkan CO2’nin yakalanması ve yeraltında depolanması.

Karbon yutakları da denilen ormanlar, okyanuslar, otlaklar ve sulak alanlar gibi doğal yaşam alanlarımız atmosferden CO2’yi yakalıyor. İşte bu yüzden bu doğal alanlarımızı korumamız büyük önem taşıyor. Bunun gibi doğal yöntemlerle birlikte CO2’nin yakalanması, taşınması ve jeolojik olarak depolanmasında çeşitli teknolojiler kullanılıyor. Burada her bir teknolojinin uygunluğu söz konusu endüstriyel prosese veya tesislerin tipine bağlı olarak değişebiliyor.

“İklim değişikliğiyle mücadeleye yönelik mevcut stratejiler, temel olarak enerji üretimi veya ulaşım gibi süreçlerden kaynaklanan karbon emisyonlarının ortadan kaldırılmasına odaklanıyor. Karbon yakalama teknolojileri ise CO2’nin doğrudan atmosferden veya emisyon noktasından nasıl yakalanabileceğini ve doğal ortamda güvenli bir şekilde nasıl depolanabileceğini inceliyor.”

Karbon yakalama süreci nasıl işliyor?

Üç aşamalı bu süreçte CO2, kömür ve doğal gazla çalışan enerji üretim tesisleri, çelik veya çimento fabrikaları gibi endüstriyel süreçlerde üretilen diğer gazlardan ayrıştırılıyor. Daha sonra CO2 sıkıştırılıyor ve boru hatları, karayolu taşımacılığı veya gemilerle depolama için bir sahaya taşınıyor. Son olarak CO2 kalıcı depolama için yerin derinliklerindeki kaya oluşumlarına gönderiliyor.

Karbon yakalama sistemlerini ise üç başlık altında inceleyebiliriz:

Yanma sonrası:CO2, bir fosil yakıtın yanması sonucu ortaya çıkan baca gazından uzaklaştırılıyor. Yanma sonrası yakalama sistemi, CO2’yi yakalamak için bir çözücünün kullanılmasını içeriyor. Bu çözücü madde, CO2’den ısı kullanarak ayrıştırılıyor ve geri dönüştürülerek yeniden kullanıma sokuluyor. Uzaklaştırılan CO2 ise yerin altında, kayalarda depolanıyor.

Yanma öncesi: Bu teknikte işlemdeki birincil yakıt, buhar ve hava veya oksijen ile reaksiyona giriyor ve genellikle syngas (sentez gaz) olarak adlandırılan bir karbonmonoksit ve hidrojen karışımına dönüştürülüyor. Bu teknikte karbon, sentez gazı yanmadan önce fiziksel veya kimyasal absorpsiyon yöntemleriyle ayrıştırılıyor ve depolanıyor.

Oksi-yakıt yanma: Birincil yakıt hava yerine oksijenle yakılıyor ve bu da esas olarak su buharı ve yüksek konsantrasyonda CO2 (%80) içeren bir baca gazı üretiyor. Daha sonra baca gazı içerisinde oluşan su buharı sıkıştırılarak ve soğutularak ayrıştırılıyor.

İklim değişikliğini önlemeye nasıl yardımcı olabilir?

Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC), Paris Anlaşması’nın hedeflerini gerçekleştirmek ve gelecekteki sıcaklık artışını 1,5°C ile sınırlamak istiyorsak, emisyonları azaltmak için çabaları artırmaktan daha fazlasını yapmamız gerektiğini vurguluyor. Bunun için atmosferden karbonu uzaklaştırmak amacıyla teknolojiden yararlanabiliriz. Bunlardan biri olan karbon yakalama teknolojisi, küresel ısınmayla mücadelede önemli bir rol oynayabilir. Uluslararası Enerji Ajansı IEA, karbon yakalama, kullanma ve depolama (CCUS) tesislerinin halihazırda dünya çapında yaklaşık 45 Mt CO2 yakaladığını, ancak bunun artması gerektiğini söylüyor.

SOCAR Ar-Ge’nin AB destekli karbon yakalama projeleri

SOCAR Türkiye olarak sürdürülebilir bir dünya için sorumluluk bilinciyle hareket ediyoruz. Bu kapsamda sürdürülebilirlik yolculuğumuzda hedefimiz, 2035 yılı itibarıyla %40 CO2 azaltımı, 2050 yılı itibarıyla ise net sıfır emisyon. Enerji odaklı ve dolayısıyla yoğun emisyona sebep olan iş kollarımızdan ötürü şirketlerimizin karbon ayak izini azaltacak teknolojilere özel bir önem veriyoruz. Bu amaçla pek çok proje gerçekleştiriyoruz.

SOCAR Türkiye Ar-Ge ve İnovasyon Merkezi, Horizon 2020-Karbon Yakalama, Depolama ve Kullanım (Carbon Capturing, Stocking and Use-CCS ) Programı kapsamında 2 adet Avrupa Birliği projesi yürütüyor. Bu projelerden ilki olan CARMOF Projesi ile Modifiye Karbon Nanotüplere ve Metal-Organik Çerçevelere (Metal Organic Framework-MOF) bağlı yenilikçi absorbanlar geliştirilmesi, karbondioksitin daha verimli bir şekilde tutulabilmesi için bu absorbanların içinde yer aldığı hibrit yapıda membran ve vakumlu absorbsiyon prosesinin geliştirilmesi hedefleniyor.

CO2 Fokus Projesi’nde ise karbondioksitin 3B Yazıcı ile basılacak reaktör ve katı oksit hücresi teknolojisiyle pazarda talep gören dimetil eter ürününe dönüştürülmesi hedefleniyor.

Karbon emisyonu yoğun bir sektör olarak CARMOF Projesi ile tesislerimizdeki yanma gazlarının içinde bulunan karbondioksitin, inovatif malzemeler ve yöntemler kullanılarak tutulması hedefleniyor. CO2 Fokus Projesi’nde ise, karbondioksit gazının vent gazı içerisinde tutulup, inovatif katalizörler ile dimetil etere dönüştürülmesi amacçlanıyor. Geliştirilecek bu teknoloji sayesinde karbondioksitin katma değeri yüksek kimyasal ürüne dönüştürülmesi mümkün olacak.

Bunlarla birlikte SOCAR Türkiye Ar-Ge İnovasyon Merkezi olarak AB Horizon 2020 Programı’na başvuru yaptığımız ve Aralık 2020’de fonlanmaya hak kazanan NEFERTITI Projesi ile güneş enerjisinden yararlanarak heterojen katalizörler eşliğinde karbondioksitten etanol ve izopropanol gibi kimyasal maddeleri üretmeyi hedefliyoruz.

Özetle sürekli gelişen karbon yakalama teknolojileri ile iklim değişikliğiyle mücadele etmek için daha da fazla araca sahibiz. İster yer altında güvenli bir şekilde depolansın, ister farklı bir kullanım için geri dönüştürülsün, karbon yakalama teknolojisinin küresel ısınmayı ve iklim değişikliğini önlemede fırsat sunduğunu söyleyebiliriz.