Karbonu yakalamak

Özellikle fosil yakıtların artan tüketimi sonucu atmosferdeki oranı yükselen CO2, küresel ısınmanın temel sebebi olarak görülürken, bir çözüm seçeneği olarak karbon yakalama sistemi fikriyle sera gazı yayılımının önemli oranda azaltılması ve iklim değişikliklerinin kısmen yavaşlatılması amaçlanıyor. İnsan kaynaklı karbondioksit salımının motorlu taşıtlar dışında asıl yüzde 60’ının rafineriler, elektrik santralleri, endüstriyel fabrikalar gibi tesislerden kaynaklandığı biliniyor. O sebeple “karbon yakalama” sistemlerinde enerji tesislerinden ve santrallerden çıkan karbordioksitin “yakalanıp” sıkıştırılarak, boşaltılmış eski petrol ve doğal gaz rezervleri, derin tuzlu akiferler ve kömür tabakaları gibi jeolojik yapılarda depolanabilmesi düşünülüyor.

Diğer yanda günde 1 ton karbondioksiti atmosferden çıkarma kapasitesine sahip olacak teknolojiyi 2025 yılına kadar bulup geliştirecek ve uzun vadede gigaton seviyesinde karbordioksiti kalıcı olarak tutan cihazlar yaratacak kişilere, Tesla ve SpaceX’in kurucusu Elon Musk, 22 Nisan Dünya Günü’nde detayları açıklanacak XPrize Karbon Giderimi yarışması kapsamında 100 milyon dolarlık ödül vereceğini duyurmuştu. Yarışı kazanacak ekiplerden, doğrudan atmosferden veya okyanuslardan büyük miktarlarda karbondioksit çekecek, bunu çevresel açıdan risk oluşturmayacak güvenli yerlerde “kilitleyecek” teknolojiler geliştirmeleri isteniyor.

CO2'yi kalıcı olarak tutatacak doğa temelli karbon negatif herhangi bir cesur ve radikal teknolojik çözümler araştırılmaya devam ediyor.

Fakat, 4 yıl önce İsviçre’de dünyanın ilk “karbon yakalama” tesisinin açılmış olduğunu da hatırlatalım. Atmosferden karbonu uzaklaştırmak için Climeworks’ün bu çığır açan doğrudan hava yakalama (DAC) tesisinde çevresindeki havadan yılda 900 ton karbondioksit temizlenebiliyor.

Ancak, şimdiye kadar bu teknolojide çok az ilerleme kaydedildiği için tüm çabalar havadan karbon çıkarmak yerine emisyonları azaltmaya odaklandı. Yine de Uluslararası Enerji Ajansı, ülkelerin “net sıfır emisyon” hedeflerini karşılaması için karbon yakalama teknolojisinin daha da geliştirilmesi ve yaygınlaştırılması gerektiğini vurguluyor. Bu yönde ABD Başkanı Joe Biden da, iklim değişikliğiyle mücadeleye yönelik kapsamlı planının parçası olarak karbon yakalama teknolojisinin gelişimini hızlandırmak için teşvikler planlıyor.

Dünyanın sıcaklık artışını ve iklim değişikliğini durdurmak için sanayi öncesi düzeylere 1,5 hatta 2 santigrat derece düşürme zorunluluğunda; CO2 emisyonlarını sınırlamanın ötesine geçen bir ölçeğe ihtiyaç olduğu kesin! İnsanlığın karşı karşıya olduğu en büyük tehdit olan iklim değişikliğiyle mücadele ve dünyanın karbon döngüsünü yeniden dengeleme yönünde Paris İklem Anlaşması’nda kararlaştırılan hedeflere ulaşmak için 2030'a kadar yılda yaklaşık 6 gigaton CO2 “azaltılması” gibi ölçülebilir bir etki yaratabilecek sistemlerin kurulması gerekiyor. 2°C hedefi için 2020'den 2030'a kadar her yıl küresel emisyonlarda yapılması gereken azaltma yüzde 3'e yakın ve Paris Anlaşması'nın 1,5°C hedefi için ise yılda ortalama yüzde 7'den fazla… 2030'daki emisyon açığı, küresel ısınmayı 2°C'nin altında sınırlamak için 12-15 Gt CO2 eşdeğeri olarak, 1,5°C hedefi için ise açığın 29-32 Gt CO2 eşdeğeri olduğu tahmin ediliyor…

2050 yılına kadar da yılda 10 milyar tona kadar karbordioksitin ortadan kaldırılabilmesiyle ilgili gerçekçi karbon giderme projeleri arasında bir çok şehir mühendisi ve mimarın da, karbon açısından zengin yeni nesil beton ve biyoplastik türleri kullanarak atmosferden karbordioksiti uzaklaştırılabileceği iddiasındalar.

Diğer tarafta otomotivi doğrudan cezalandırmanın yanında net pozitif etkiyle atmosferden karbonu “çıkaracak” yöntemleri oluşturmanın yollarını “doğanın işleyişine bakarak” biyolojiye dayalı bir çevre düşünerek de bulmamız gerekiyor.

Yılda bir milyar ton CO2'yi “toplayacak” bir cihaz üretilebilse de, karbonu istifleyerek tutma ve karbordioksiti atmosferden uzaklaştırma gibi fikirlerin yanında yine otomotivin buluşu sentetik yakıtlar, yakalanan karbordioksitin, basitçe toprağa depolanması yerine, yenilenebilir enerji mantığında çevreci bir verimi akla getiriyor.

Doğal olarak oluşan rüzgarlı iklimde karbon nötr ve hatta karbon negatif sentetik yakıt üretecek Şili’nin güneyinde Siemens ve Porsche’nin destekleriyle inşa edilen Haru Oni pilot tesisini duymuşsunuzdur. Bu projenin başlangıç aşamasında 2022 yılında yaklaşık 130 bin litre e-yakıt üretilmesi planlanırken; kapasitenin 2024 yılına kadar yılda yaklaşık 55 milyon litreye çıkarılması ve 2026 yılına kadar da yaklaşık 550 milyon litrelik üretim hedefleniyor. Burası, büyük miktarda rüzgar veya güneş enerjisi olan alanlarda hidrojen ve oksijeni ayırmak için yenilenebilir enerjinin kullanıldığı sentetik yakıt rafinerileri için çok iyi bir örnek.

Sentetik yakıtın 2035 yılına kadar CO2 emisyonlarını 100 milyon ton azaltabileceğini söyleniyor. Fakat, karbon yakalama süreciyle sentetik yakıtı yaratmak için harcanacak çok yüksek miktardaki enerji de, şimdilik düşündürücü… Elektriğin bataryalı araçlara güç sağlamak için kullanılmasında yüzde 72'lik verimlilik yolu olmasının karşısında, sentetik yakıtın üretimi ve yanmasında yüzde 16 verimlilik olması da şimdilik bir problem…

Yine de; Volkswagen, Audi, Bentley, Mazda ve hatta McLaren gibi bazı üreticiler, daha yeni ve daha temiz alternatifleri, benzin ve dizele güvenilir seçenek olacak sentetik yakıtları ciddi şekilde araştırıyorlar.

Mercedes Ar-Ge’si ise, yeni platformlar geliştirirken önce elektriği düşündüğünü ve sentetik yakıtlarla ilgili çekincelerini “Bol miktarda enerjiniz varsa; en iyi kullanım, onu doğrudan bir bataryaya koymaktır. Yeşil enerjiyi bir e-yakıta dönüştürmek, verimliliği çok fazla kaybettiğiniz bir süreçtir.” şeklinde açıklıyor.

Mazda’nın araştırmaları, mikroalglerden yapılan geri dönüştürülebilir sıvı yakıtlar üzerineyken; McLaren, halen CO2-nötr sentetik yakıtla çalışacak V8 motorunu geliştirmeye çalışıyor…

Audi ise, 2018’den bu yana testlerde kullanmak üzere kendi sentetik benzin ve dizelini üretecek kadar ilerledi. Volkswagen'in elektrifikasyona yaptığı büyük yatırıma rağmen bu alternatif yakıtlara bütçe ayırıyor olması, içten yanmalı motorların ömrünün uzayacağına inancımızı güçlendiriyor.

Yeraltından emilen petrokimyasallara dayanmayan içten yanmalı motor yakıtları konusunda; İsviçre'de, yenilenebilir enerji ve sudan başka hiçbir şey kullanmadan yılda 400 bin litreye kadar e-dizel üretecek bir pilot fabrika inşa ediliyor. Buradaki endüstriyel laboratuvar, suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için komşu bir hidroelektrik santralinden elektrik kullanacak. İkinci aşamada hidrojen, çevreye sera gazı olarak salmak yerine ya atmosferden çekilen CO2 ile ya da diğer endüstriyel işlemlerden çıkan atıklarla birleştirilecek. Bir ters su-gaz kaydırma reaksiyonunda, hidrojen ve CO2 uzun hidrokarbon zincirleri oluşturur ve son aşamada bir Fischer-Tropsch reaktörüyle uzun zincirler daha kısa moleküllere, sentetik dizele bölünür. Böylece Audi, tamamen sentetik olan yakıta ulaşıyor ve içten yanmalı motorların fosil yakıtsız kullanılmaya devam etmesine fırsat veriyor.

Sentetik yakıt oluşturmak için su, güneş veya rüzgardan yenilenebilir kaynaklı elektrik kullanılarak hidrojen ve oksijene iki temel unsuruna ayrılır. Havadan çekilen karbondioksit daha sonra hidrojenden filtre edilerek metanol oluşturulur ve bu yakıt istasyonlarında her araca doldurulabilecek, kimyasal olarak benzer bir yakıta dönüştürülür. Kısaca; sentetik yakıt, hidrokarbon yaratmanın uzun doğal sürecini taklit edilerek, hızlı bir prosedürle suni olarak üretilir. Sonuçta fosil yakıtlarla neredeyse aynıdır, ancak yenilenebilir bir süreçte temiz olarak yaratılmıştır.

Şimdiye kadar, bir motorlu aracın fosil yakıtlara olan bağımlılığını kırmanın tek yolunun elektrifikasyon olduğu varsayılıyordu… Ancak; “suni” dizel yakıt, sadece ham petrol ihtiyacını ortadan kaldırmakla kalmaz, aynı zamanda üretim yöntemi de karbon nötr olan ve sıfır karbon ayak izine sahip dizel otomobillerin olabileceğini de kanıtlıyor.

Fosil yakıtların kullanılması, petrol rezervlerinde hapsolmuş olan karbonu atmosfere salarken; Audi'nin bu işlemi, atmosferi dolduran veya diğer atık uygulamalarından oluşan karbonu topluyor, hatta elektroliz ile doğaya daha fazla oksijen salıyor.

Herhangi bir yeni teknoloji gibi, bu suni yakıt, litresi 12 Euro’luk fiyatıyla şimdilik çok pahalı. Ancak bunun gibi tesislerin sayısı arttıkça ve optimize edildikçe, yakıt istasyonlarında daha ucuza e-dizel bulma olasılığı da yükselecek.

Diğer yanda; sentetik yakıtların potansiyeli içinde Fransa ve Almanya’da mısırdan doğal glukozu “e-benzin”e veya sentetik benzine dönüştürme de deneniyor. Petrolden bağımsız; e-gaz sentetik metan ve e-etanol’ün de üretilebildiğini geçmiş projelerde görmüş idik.

“Yeşil” rüzgar enerjisi yardımıyla iklime duyarlı sentetik e-yakıt üretmek için dünyanın her yerinde entegre, ticari ve endüstriyel ölçekli tesislerin kurulma kararları çoğalıyor.

2030 yılında dünyanın en büyük ve en güçlü ülkelerinden bazıları içten yanmalı motorlu yeni modellerin satışını yasaklarken, tam elektriklilere seçenek arayışları arasında çevre dostu yaklaşımlara tam uyan sentetik yakıtlar öne çıkmaya başladı.

“Temiz” yanan, mevcut yakıt istasyonu alışkanlıklarını ve altyapısını kullanabilen ve herhangi bir modifikasyon olmaksızın içten yanmalı motorlu herhangi bir araçta kullanılabilen, karbon nötr bir süreçte oluşturulabilen bu sentetik yakıtlar, hidrojenin aksine, normal benzin veya dizel ile aynı şekilde taşınabilir ve aynı şekilde dağıtılabilir. Bu da, yeni bir altyapı inşa etmeye gerek olmadığı anlamına gelir… Mevcut yakıt istasyonlarında, sadece, geçmişte kurşunlu benzinden kurşunsuz benzine geçiştekine benzer basit bir iyileştirme gerekebilir. Tekrar edecek olursak; geleneksel yakıttan sentetik yakıta geçişe yardımcı olacak en önemli nokta, bugün yoldaki herhangi bir aracın ciddi değişiklikler yapmadan onu kullanabileceği gerçeğidir. Halihazırda benzin veya dizelle çalışan her otomobil, hafif ticari araç, ağır vasıtalar, deniz taşıtları ve hatta büyük uçaklar, neredeyse bir gecede sentetik bir alternatife geçebilir. Dünya yollarında şu anda 1.4 milyardan fazla motorlu aracın yılda neredeyse 1 trilyon litre yakıt tükettiği düşünülürse, bu sentetik yakıtlarla CO2 salım potansiyelinde nasıl büyük bir düşüş olacağı kolaylıkla hesaplanabilir.

Türkiye parkındaki 23 milyon aracın yılda en az 20 milyar litre fosil yakıt tüketiminin de “temiz”lenmesi, artık zorunlu!..

Bugüne kadar geleceğin ne kadar “elektrikli” olacağını hep yazdık, söyledik, fakat o da artık değişebilir… 110 yıl önce bataryalı elektrikli otomobiller, içten yanmalı motorlularla rekabet etmiş, fakat “ICE”ler kazanmıştı… Çünkü, fosil yakıtlar daha iyi güç yoğunluğuna sahip idi. Böylece sıfırdan küresel bir yakıt ikmal ağı oluşturulup, benzin ve dizel çağı başlatılmıştı…Ancak, şimdi hikaye farklı bir şekilde değişebilir… Emisyonlar konusunda endişelenip, elektrikli teknolojiler geliştirilip “elektrik çağı” başlıyor derken; sentetik yakıt, eski altyapıların üzerinde bambaşka bir devrim başlatabilir!.. İçten yanmalı motorlu araçların sonu geldi demeden, yine de elektriklenecek bir gelecekte, e-yakıt ile “eskiler”imizi kullanmaya devam etme şansımız, ufukta görünüyor!..

Ancak; bu olasılığın güçlenmesi, gerçekleşebilmesi ve herkes tarafından kabul görmesi için, önce yeterince büyük ölçekte ve ucuza üretilebilmesi şart!..