İklim Krizinde Yeni Umut: Karbon Yakalama Teknolojileri Ne Vaat Ediyor?

İklim kriziyle mücadelede inovasyonun önemi her geçen gün artıyor. Sera gazı emisyonlarını azaltmak için geliştirilen teknolojiler arasında Karbon Yakalama ve Depolama (Carbon Capture and Sequestration, CCS), özellikle endüstriyel kaynaklardan meydana gelen karbon salımını önemli ölçüde düşürme potansiyeliyle öne çıkıyor. Bu umut vaat eden teknolojinin temel prensiplerini, mevcut uygulamalarını ve gelecekteki rolünü yakından inceleyelim.

Karbon Yakalama ve depolama nedir?

The British Geological Survey’e göre Karbon Yakalama ve Depolama, iklim değişikliğiyle mücadelede genel CO₂ (karbondioksit) emisyonlarını azaltmak için geliştirilen stratejilerden en önemlisi. Karbon Yakalama ve Depolama, büyük endüstriyel tesislerden kaynaklanan CO₂ emisyonlarını yönetmek için kilit bir teknoloji olarak kabul ediliyor. CCS, CO₂'nin emisyon kaynağından alınarak güvenli bir şekilde taşınması ve derin yeraltı bölgelerinde kalıcı olarak saklanması veya hapsedilmesi prensibine dayanıyor. Aynı zamanda, CCS atmosferdeki CO₂ seviyelerini düşürmek amacıyla doğrudan veya dolaylı olarak CO₂'nin atmosferden uzaklaştırılması anlamına da gelebiliyor.

Karbon yakalama ve depolama neden önemli?

Global CCS Institute tarafından yayınlanan Global Status of CCS 2024 ( 2024 CCS Küresel Durum) raporuna göre, Paris Anlaşması'nın 1,5 derece hedefine ulaşmak için sera gazı emisyonlarının bu yüzyılın ortasına kadar net sıfıra indirilmesi ve ardından atmosferdeki CO₂ miktarını azaltmak için karbon giderme çalışmalarının gerçekleştirilmesi gerekiyor. Ancak sera gazı emisyonları Sanayi Devrimi'nden bu yana artmaya devam ediyor, bu da atmosferdeki CO₂ birikimini yükseltiyor ve iklim hedeflerine ulaşmayı zorlaştırıyor.

Bu durum, hem emisyon kaynaklarında azaltımı hem de atmosferden karbon gidermeyi içeren "karbon yönetimi"ne odaklanma gerekliliğini artırıyor. Karbon Yakalama ve Depolama, hem çeşitli endüstrilerdeki emisyon azaltımında, hem de doğrudan hava yakalama veya biyokütle kullanan süreçlerden yakalama yoluyla karbon gidermede rol oynayarak karbon yönetiminin önemli bir parçası olarak küresel çapta kabul görüyor.

Ancak CCS gibi yüksek maliyetli teknolojilerin, gelişmekte olan ülkelerde yaygınlaştırılması çeşitli zorluklar barındırabilir. Bu durum, iklim adaleti perspektifinden bakıldığında, teknolojik erişim ve finansman olanakları açısından tartışma yaratıyor. CCS teknolojileri, yüksek maliyetin yanı sıra, uzun vadeli depolamada sızıntı riski ve çevresel etkiler konusundaki belirsizlikler nedeniyle sınırlı güvenilirlik gibi bir kaygıyı da beraberinde getiriyor. Buna ek olarak, yer altı depolama süreçlerinin uzun dönemli izlenmesi, olası sızıntı risklerinin yönetimi ve kamuoyunun bilgilendirilmesi de dikkate alınması gereken diğer önemli başlıklar olarak öne çıkıyor. Bazı eleştirmenler ise bu teknolojinin, fosil yakıtların kullanımını sürdürerek enerji dönüşümünü geciktirme riski taşıdığını savunuyor.

Karbon yakalama teknolojileri nasıl çalışıyor?

Karbon Yakalama ve Depolama sistemlerinin hayata geçirilmesi, enerji üretim tesislerinde veya sanayi kuruluşlarında genellikle üç ana süreçten geçer: CO₂'nin yakalanması, taşınması ve kalıcı olarak depolanması.

CO₂'nin emisyon kaynağında ayrıştırılması için farklı teknolojiler kullanılır. Bunlar; halihazırda kurulu enerji santrallerinde yaygın olarak uygulanan “yanma sonrası karbon yakalama”, ağırlıklı olarak endüstriyel işlemlerde tercih edilen “yanma öncesi karbon yakalama” ve yakıtın oksijenle yakıldığı “oksijen yakıtlı yanma sistemleri” olarak sınıflandırılır.

Yanma sonrası yöntemde CO₂, bir yakma reaksiyonunun atık gazlarından ayrıştırılır. Yanma öncesi teknolojiler ise endüstriyel alanda ticari olarak kullanılabilirken, enerji santralleri için hala erken geliştirme aşamasındadır ve yakıtın gazlaştırılıp CO₂'nin ayrılmasını içerir. Bu yöntem maliyet avantajı sunsa da sadece yeni tesislerde uygulanabilir. Oksijen yakıtlı yanmada ise yakıt, hava yerine saf oksijenle yakılarak daha konsantre bir CO₂ emisyon akışı elde edilir, bu da yakalamayı kolaylaştırır ve maliyetini düşürür.

Yakalanan CO₂, sıkıştırılıp sıvı hale getirildikten sonra çoğunlukla boru hatları ve gemilerle, bazen de tren veya diğer taşıma araçlarıyla uygun bir depolama bölgesine nakledilir. Son olarak bu CO₂, atmosfere karışmasını önlemek amacıyla eski petrol ve doğal gaz yatakları, derin tuzlu su katmanları ve kömür yatakları gibi derin yeraltı jeolojik formasyonlarına enjekte edilerek uzun süreli olarak saklanır.

Endüstride CCS uygulamaları ve Net Sıfır yolculuğu

Günümüzde Karbon Yakalama ve Depolama teknolojileri, özellikle yüksek emisyonlu endüstriyel tesislerde somut uygulamalarla hayata geçiyor. Doğal gaz işleme tesislerinde, gübre ve kimya sanayinde, enerji santrallerinde ve hatta çimento ile demir-çelik üretiminde pilot ve ticari ölçekte CCS projeleri bulunuyor. Geleceğe yönelik potansiyeli ise oldukça umut verici. Ulaşılması zor emisyon azaltım hedefleri için kritik bir rol oynayabilecek olan CCS, mavi hidrojen üretimi, doğrudan hava yakalama (direct air capture, DAC) teknolojileriyle birleşerek negatif emisyonlara ulaşma ve döngüsel ekonomi uygulamalarına katkı sağlama gibi alanlarda çığır açabilir. Birleşmiş Milletler’e göre net sıfır hedeflerine ulaşmada vazgeçilmez bir köprü görevi görmesi beklenen CCS, fosil yakıt altyapısının tamamen ortadan kalkmadığı veya bazı endüstriyel süreçlerde kaçınılmaz emisyonların olduğu durumlarda sürdürülebilir bir çözüm sunma potansiyeline sahip.

Karbonun yeniden kullanımı: CCS’nin dönüşen yüzü

CCS teknolojileri yalnızca CO₂’nin depolanmasına değil, aynı zamanda çeşitli endüstriyel süreçlerde yeniden kullanılmasına da imkân tanıyor. Bu yaklaşım “Carbon Capture and Utilization (CCU)” olarak adlandırılıyor ve yakalanan karbonun yakıt, yapı malzemesi, kimyasal ürünler veya sentetik gazlar gibi alanlarda yeniden değerlendirilmesini içeriyor. Örneğin, CO₂’den üretilen sentetik metan, çimento katkı maddeleri ya da alkol bazlı bileşenler gibi ürünler, hem çevresel fayda sağlıyor hem de ekonomik değer yaratıyor. Uluslararası Enerji Ajansı’na göre CCU uygulamaları, karbon yönetiminde döngüsel bir yaklaşım geliştirerek net sıfır hedeflerine ulaşma sürecinde tamamlayıcı bir rol oynuyor.

CCS hamlesi hız kazanıyor: 2024 Küresel Durum Raporunun bulguları

Global Status of CCS 2024 raporu, dünya çapında karbon yakalama ve depolama (CCS) projelerine yönelik ivmenin dikkat çekici bir şekilde arttığını ortaya koyuyor. Rapordan öne çıkan önemli bulgulara birlikte göz atalım.

Hükümetler ve sektörler iklim değişikliğiyle mücadele için bir araya geldikçe CCS, sera gazı emisyonlarını azaltmak ve net sıfır hedeflerine ulaşmak için önemli bir araç olarak ortaya çıkıyor. Raporda CCS projelerinde gelişimin her aşamasında önemli bir genişlemenin olduğu vurgulanıyor.

Devam eden projelerin tamamlanmasıyla, dünya genelindeki karbondioksit yakalama kapasitesinin yılda 100 milyon metrik tonun üzerinde bir seviyeye ulaşması bekleniyor. Karbon Yakalama ve Depolama faaliyetlerindeki bu yükseliş, iklim değişikliğiyle mücadelede küresel düzeyde artan bir sorumluluk bilincini yansıtıyor. 2024 CCS Küresel Durum raporunda ayrıca, Brezilya ve Çin'in de aralarında bulunduğu çeşitli ülkelerde karbon yakalama düzenlemeleri oluşturulması gibi politika alanında kaydedilen önemli ilerlemeler vurgulanıyor. Bu gelişmeler, bu yenilikçi teknolojiye yapılan finansal desteğin de önemli ölçüde arttığını gösteriyor.

Tüm bu olumlu gelişmelerin yanında, CCS’nin etkili ve kalıcı bir çözüm olabilmesi, yalnızca teknolojik ilerlemeye değil; aynı zamanda uygun politika çerçevelerine, şeffaf uygulamalara ve uzun vadeli sürdürülebilirlik ilkeleriyle desteklenmesine bağlıdır. Özellikle bazı sektörlerde, geçiş sürecinde emisyonları azaltma potansiyeliyle değerlendirilen CCS, bu yönüyle anlamlı bir araç olarak öne çıkıyor. Bununla birlikte, uzmanlar CCS’nin iklim eyleminin merkezine değil, tamamlayıcı bir parçası olarak konumlandırılması gerektiğini vurguluyor. Yani bu teknolojinin, enerji verimliliği, yenilenebilir enerji yatırımları ve yapısal dönüşüm gibi öncelikli adımlar atıldıktan sonra, teknik olarak kaçınılması güç kalan emisyonlar için devreye girmesi gerektiğini belirtiliyor.      

Yatırımlar ve işbirlikleri CCS'yi şekillendiriyor

Son olarak İngiltere'nin 28,5 milyar dolarlık karbon yönetimi yatırımı dikkat çekiyor. Birçok Avrupa ülkesi (Avusturya, Danimarka, Fransa, Almanya, Norveç, Polonya, İsveç, İsviçre, İngiltere) CCS ile emisyon azaltım planları açıklarken, Danimarka ve İsveç biyojenik CO₂ için mali desteğini ve Danimarka ilk karasal CO₂ depolama lisansını verdi. Orta Doğu ve Afrika da karbonsuzlaşma stratejilerine CCS'yi dahil ediyor.

Rapor, hükümetler ve özel sektör arasındaki küresel işbirliğinin Karbon Yakalama ve Depolama projelerinin ilerlemesinde kritik rol oynadığını vurguluyor. 2020'den bu yana, hükümetler arasında CCS'yi içeren 50'den fazla mutabakat zaptı veya anlaşma imzalandı. Temiz Enerji Bakanlık Toplantısı ve Karbon Yönetimi Mücadelesi gibi çok taraflı girişimler de bu alandaki hedefleri yükseltiyor, bilgi paylaşımını kolaylaştırıyor ve CCS teknolojilerinin gelişimini destekliyor. Ayrıca, özel sektör işbirlikleri ve kamu-özel sektör ortaklıkları da CCS'nin ilerlemesinde önemli bir itici güç oluşturarak, uzmanlık ve kaynakları bir araya getirip çözümlerin yaygınlaşmasını hızlandırıyor.

Zorlu Enerji'den karbon yönetimine önemli katkı: GECO Projesi

Zorlu Holding olarak Akıllı Hayat 2030 sürdürülebilirlik vizyonumuz doğrultusunda karbon yönetimi alanındaki öncü çalışmalarımızla da iklim kriziyle mücadeleye aktif olarak katkı sağlıyoruz. Grup şirketlerimizden Zorlu Enerji’nin Avrupa Birliği'nin Horizon 2020 Programı tarafından desteklenen GECO (Geothermal Emission Control - Jeotermal Emisyonlarının Kontrolü) Projesi, Türkiye’de yenilenebilir enerji kaynaklarında CCS teknolojisinin uygulanabilirliğini gösteren az sayıdaki somut çalışmadan biri. Proje kapsamında, Kızıldere jeotermal enerji üretim sahamızda kurulan pilot NCG reenjeksiyon sistemi sayesinde, jeotermal kaynaklı karbondioksitin atmosfere salımını önemli ölçüde engellendi. Yaklaşık 1.000 ton yoğuşmayan gaz, başarılı bir şekilde yeraltına geri enjekte edilerek 186 kişinin yıllık karbon emisyonuna eşdeğer bir etki yaratıldı. Karbon yakalama, kullanım ve depolama projelerinden biri olan GECO, jeotermal kaynakların çevresel etkilerini daha da azaltmayı hedefleyen bir uygulama olarak öne çıkıyor.

Akıllı Hayat 2030 Hedeflerimiz doğrultusunda ülkemizin potansiyelini taşıyan yenilenebilir enerji kaynaklarını ileri teknoloji ve inovasyonla değerlendirerek Türkiye'nin düşük karbonlu ve kendi kendine yeten bir ekonomiye geçişine katkıda bulunuyoruz. İnovasyon odaklı çalışmalarımızla sanayide akıllı sistemlere yatırım yaparak dönüşümü başlatıyor, teknoloji odaklı pilot uygulamalar geliştirerek, bilgi ve deneyimimizi çözüm üretme amacıyla kullanıyoruz.