Küresel ısınmanın yol açtığı iklim değişikliğinin etkileri her gün daha fazla hissediliyor. Aşırı sıcaklar ve kuraklıklar bir yandan, aşırı yağışlar ve su baskınları öbür yandan hepimizi etkiliyor ve endişelendiriyor. Son gelişmelere bakıldığında ise, 2015 Paris anlaşması ile belirlenen küresel ısınmayı 2 derece santigratın altında tutma hedefine ulaşma olasılığı giderek azalıyor.
Küresel ısınma, artık tüm bilimsel verilerin kanıtladığı gibi, biz insanların ürettiğimiz sera gazlarının ısı tutucu etkileri sonucu oluşuyor. Bu gazların başında da karbon diyoksit (CO2) geliyor. Dolayısı ile küresel ısınmayı sınırlamanın ana yöntemi atmosfere karbon diyoksit (ya da kısaca karbon) salınımını azaltmak.
Bunun da üç yolu var: Fosil yakıtlar yerine güneş, rüzgar, hidrolik enerji gibi temiz enerji kaynaklarını kullanmak, tüketim ekonomisi modelimizi değiştirerek (çok) daha doğal, sade ve çevreci bir yaşam türüne geçip enerji gereksinimini iyice azaltmak ve salınan karbon diyoksiti kullanmak ya da depolayarak saklamak.
Özetle: Enerjiyi daha az tüket, gerekeni de temiz enerjilerle üret, %100 temiz enerjiye geçinceye kadar da zorunlu olarak salınacak olan sera gazlarını emen, dönüştüren, saklayan teknoljilerden olabildiğince yararlan. Bu yazıda bu son daldaki umutları ve gelişmeleri ele alacağız.
Karbon diyoksitle çalışan santrallar
CO2 hep atık olacak değil ya, yapmasını bilince yakıt da olabiliyor! 7.39 megapascal yüksek basınçta ve 31.1 derece santigrat sıcaklık altındaki CO2 süper kritik akışkan olarak adlandırılan bir duruma ya da yapıya gelerek yanıcı bir gaze dönüşüyor. Yanma sonucu oluşan ısının sağladığı su buharı da bir türbini çalıştırarak elektrik üretiyor. Yanan gazlar aslında bir karışım ama %95’i CO2’den oluşuyor.
Sistem endüstriyel ölçekte uygulandığında ve yaygınlaştığında bu tür enerji santrallarının maliyetinin doğal gaz ile çalışan santrallara eşdeğer olacağı hesaplanıyor. CO2’nin atık olarak üretildiği her yerde, özellikle de fosil enerji ile çalışan santralların hemen yanında, onların çıkarttığı karbon diyoksiti atmosfere salmak yerine (tamamını olmasa da bir bölümünü) yakıt olarak kullanıp elektrik üretmekten söz ediyoruz...
%15 ile baş etmek
Dünyada çimento ve çelik üretiminin her biri küresel karbon salınımının %5’ine yol açıyor. Öte yandan, doğal gazın, üretilir ve iletilirken oluşan kaçaklarının, yani bu yolla atmosfere salınan metan gazının küresel ısınmaya etkisi de %5 olarak hesaplanıyor. Toplamda bu üç etken küresel ısınmanın %15’inden sorumlu. Bu da yüksek bir oran tabii ki. Peki buna karşı neler yapılabilir?
• Çimento: Fosil enerji santrallarının ya da diğer kaynakların ürettiği CO2 sıvılaştırılarak gereken yerlere taşınıp, ıslak, henüz donmamış betona karıştırılabilir. Bu etkileşim de kalsiyum karbonat kristallerinin oluşmasına ve CO2 nin bu kristallerin bir parçası olarak katı hale dönüşmesine yol açar.
• Çelik: Klasik yöntemler ile çelik üretiminde, kömür yüksek sıcaklıklı fırınlarda redüksiyon sağlayıcı olarak kullanılır ve bol miktarda da CO2 üretir. Temiz enerjiler ile elektrik üretimi arttıkça ve yaygınlaştıkça çelik üretiminde bu ‘eski’ yöntemler yerine elektroliz yöntemi kullanılarak CO2 salınımı önlenebilir.
• Doğal gaz: Üretim ve iletim altyapısındaki kaçaklar lazer sistemleri ile uzaktan algılanabilir ve hızla müdahale edilerek giderilmeleri sağlanabilir.
Yeni nesil nükleer santrallar
Temiz elektrik enerjisi üretimi hızla artsa da karbon salan fosil yakıtlar kullanan santralların tamamen yok olmaları uzun yıllar alacağa benzemekte. Her ne kadar, hiçbir sera gazı salmayan ‘klasik’ nükleer santraller giderek revaçtan düşseler de bu alanda da izlenmesi gereken bazı yenilikler de var. Bu yeniliklerden biri, reaktörün çekirdeğinin soğutucusu olarak su yerine sıvı sodyum kullanan ‘Hareketli Dalga (Travelling Wave)’ türü fisyon reaktörleri. Bu reaktörler yakıt olarak zenginleştirilmemiş uranyum kullanıyorlar ve ürettikleri atıklar nükleer silahlarda kullanılamıyor.
Söz konusu atıklar klasik nükleer santralların ürettiklerinden 4 kat daha az, ayrıca reaktör tasarımı çeşitli kazalara ve özellikle çekirdek erimesine karşı çoklu güvenlik önlemleri içeriyor.
Karbon diyoksit kullanarak araçlara yakıt üretmek
İzlandalı bir firmanın geliştirdiği yöntemde önce temiz enerjiden üretilen elektrik ile suyun elektrolizi yapılarak hidrojen ve oksijen elde ediliyor. Ardından da hidrojen ile endüstriyel atık CO2’nin etkileşimiyle metanol yani bildiğimiz alkol üretiliyor. Üretilen metanol de, ya klasik içten patlamalı motor kullanan araçlar için benzin ya da mazotun yerini alan bir yakıt oluyor, ya da elektriğini metanol ile çalışan yakıt hücrelerinden üreten elektrikli araçlarda kullanılıyor.
Metanolun en avantajlı yönlerinden birisi de depolama ve dağıtım için mevcut altyapıyı kullanabilmesi.
Yukarıda özetlediğimiz teknolojilere, atmosfere salınmış olan CO2’yi emen ve yeraltında saklayan yaklaşımlar ile bu CO2’nin çeşitli organizmaların, örneğin yenilebilen yosunların üretimi için kullanımını da ekleyelim.
Tabii en etkili çözümlerin başına da ağaçların ve ormanların artırılmasını koymayı unutmayalım. Karbon salınımını azaltmanın bir diğer yöntemi de et tüketimimizi azaltmak hatta kesmek tabii. Ama o, bu uç teknolojiler grubuna değil de, yazının başlangıcında belirttiğimiz, yaşam biçimimizi değiştirme alanına giriyor.
Bu da, görünüşe göre, en zor olanı!
Erdal Musoğlu / [email protected]
Kaynaklar:
https://spectrum.ieee.org/files/11153/06_Spectrum_2018.pdf
http://co2chem.co.uk/carbon-capture-and-utilisation-in-the-green-economy
Bu yazı HBT'nin 132. sayısında yayınlanmıştır.