Escarus

İklim Teknolojileri: Karbon Yakalama, Kullanma ve Depolama

Paylaşım TarihiAğustos 4, 2023

İklim değişikliğinin artan etkileriyle bir krize dönüştüğü günümüzde, azaltım ve uyum temasıyla bu alandaki yatırımların artırılması kaçınılmaz bir hale gelmektedir. 2021 yılı Kasım ayında Glasgow’da düzenlenen 26. Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Konferansı’nda (COP26) iklim değişikliği ile mücadelenin mevcut durumu değerlendirilmiş ve özellikle enerji üretimi, sanayi ve ulaşım kaynaklı sera gazı emisyonlarının azaltılması konusunda iyileştirmeye açık noktalar belirlenmiştir. Konferansın sonunda, Paris İklim Anlaşması’nın “Küresel ısınmayı 1,5 °C ile sınırlama” hedefine ulaşmak için sera gazı emisyonlarını kontrol altına almayı ve azaltmayı amaçlayan Net Sıfır İçin Glasgow Mali Paktı (GFANZ) imzalanmıştır. GFANZ, ülkelerin üzerlerine düşen görevleri yerine getirmeleri gerektiğinin ve iklime dirençli kalkınmanın sağlanmasında finansman akışlarının öneminin altını çizmektedir.

İklime dirençli kalkınmanın sağlanması için iklim teknolojilerine yönelik yatırımların artarak sürmesi gerekmektedir. İklim teknolojisi, iklim değişikliğinin etkilerini ölçmek, azaltmak ve/veya bu etkilere uyum sağlamak için geliştirilen teknolojik çözümleri ifade etmektedir. Farklı sektörler ve uygulama alanları için örnekleri Tablo-1’de verilen bu teknoloji türleri, odaklanılan koşullar için teknik ve mali uygunluklarına göre hükümetler, ticari işletmeler veya bireyler tarafından uygulanabilmektedir.

 

Tablo 1. İklim teknolojisi grupları ve uygulama alanları1

Gelecekteki enerji ihtiyacının büyük bir kısmının yenilenebilir kaynaklardan karşılanacağı, bu kaynakların giderek daha uygulanabilir ve ekonomik hale geleceği öngörülmektedir. Bununla birlikte, yenilebilir enerji üretim teknolojilerinin öngörülen seviyeye ulaşmasına kadarki geçiş döneminde enerji arz güvenliğini garanti altına almak için mevcut teknolojileri karbonsuzlaştırarak kullanmaya devam etmek gerekmektedir. Fosil yakıt kullanan elektrik santrallerinin KYKD teknolojisi ile birleştirilmesi, özellikle mevsimsel değişimlerden kaynaklı yenilenebilir kaynaklara erişimin kısıtlı olduğu dönemlerde kesintisiz düşük karbonlu enerji sağlayabileceği için bu kapsamda değerlendirilebilecek mevcut en iyi alternatiflerdendir.2

KYKD, enerji santralleri, rafineriler ve diğer endüstriyel tesisler gibi büyük tesislerde oluşan karbon emisyonlarını azaltmaya yardımcı olabilecek ve hatta atmosferdeki mevcut CO2‘yi uzaklaştırabilecek yakalama, taşıma, depolama ve kullanım proseslerini içeren bir dizi teknolojiyi ifade etmektedir. KYKD teknolojileri sayesinde mevcut kömür ve gaz santralleri daha az karbon salımı ile uzun süre çalışabilmekte ve erken devreden alma masraflarını erteleyerek tasarruf sağlayabilmektedir. İlk kurulum maliyeti ve işletme aşamasındaki yüksek enerji ihtiyacı gibi nedenlerden ötürü KYKD tesislerine yeterli seviyede yatırım yapılmamaktadır. Öte yandan, sıkılaşan iklim hedefleri ve şirketlerin karbon emisyonları için ileride ödeyeceği yüksek vergiler sebebi ile emisyonları azaltmak bir seçenek olmaktan çıkıp bir zorunluluk haline gelmektedir. Tüm bu faktörleri göz önünde bulundurulduğunda, KYKD teknolojileri için yatırım maliyetlerini hiçbir şey yapmamakla karşılaştırmak yerine farklı karbonsuzlaştırma yöntemleri ile karşılaştırmak daha uygun olacaktır. Yenilenebilir enerji teknolojilerinde olduğu gibi, ölçek ekonomileri ve teknolojideki ilerlemeler sayesinde KYKD pazarı genişledikçe maliyetler de düşecektir. Halihazırda, ilk ve ikinci büyük ölçekli KYKD tesisleri kurulumları arasındaki CO2 yakalama maliyetleri şimdiden %35 oranında azalmıştır.

Bazı KYKD teknolojileri ticari olarak erişilebilirken diğerleri hala geliştirilme aşamasında oldukları için bu teknolojilerin maliyeti CO2 kaynağına bağlı olarak büyük ölçüde değişmektedir. CO2 miktarlarına, taşıma mesafelerine ve depolama koşullarına bağlı olarak, farklı taşıma ve depolama maliyetleri uygulanmaktadır. Ancak, KYKD teknolojilerinin kullanımının maddi kaygılar nedeni ile sınırlandırılması, daha pahalı ve daha az gelişmiş teknolojilere daha fazla güvenilmesine neden olabilecektir. Örneğin, KYKD teknolojisinin çelik üretim tesislerine entegre edilmesinin maliyetleri %10’dan daha az artıracağı hesaplanırken, yenilenebilir kaynaklardan üretilen hidrojen teknolojilerinin kullanımı maliyetleri %35-70 oranında artırmaktadır. Ayrıca, KYKD, enerji yoğun işletmelerin net sıfır hedefi ile uyumlu bir şekilde çalışmasını mümkün kıldığı için bu sektörlerin desteklediği varlıkların ve istihdamın korunmasını sağlamaya adaydır.3

Günümüzde endüstriyel prosesler, yakıt dönüşümü ve enerji üretimi gibi farklı süreçlerde KYKD teknolojilerini kullanan yaklaşık 35 ticari tesis bulunmaktadır. Bu tesisler yılda yaklaşık 45 milyon ton karbon yakalama kapasitesine sahiptir. Dünya üzerinde işler durumdaki KYKD tesisleri karbon azaltım beklentilerini tam anlamıyla karşılayamamış olsalar da bu teknolojiye yönelik geliştirme aşamalarındaki 300’den fazla proje ile son yıllarda hatırı sayılır bir ivme kazanılmıştır. Bazı proje yürütücüleri, 2030 yılına kadar yılda 220 milyon tondan fazla CO2 yakalayabilecek 200’den fazla yeni KYKD tesisi kurma planlarını açıklamıştır. Ancak, tüm bu projeler hayata geçirilse dahi, ulaşılacak karbon yakalama kapasitesi Net Sıfır Senaryosuna (yılda 1286 milyon ton CO2) ulaşmak için gerekli olanın çok gerisinde kalacaktır.4

Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA), Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) ve Bloomberg Yeni Enerji Finansmanı (BNEF) dahil olmak üzere birçok uluslararası kuruluş, KYKD teknolojilerine yönelik yatırımların küresel iklim hedeflerine ulaşılması için büyük öneme sahip olduğunu ifade etmektedir. En son yayımlanan IPCC raporunda, KYKD teknolojisinin kullanımının iklim hedeflerine ulaşılması için bir gereklilikten ziyade zorunluluk haline geldiği ifade edilmiştir.5

KYKD teknolojilerinin daha yaygın bir biçimde kullanımını teşvik etmek için atılabilecek başlıca adımları ise şöyle özetlemek mümkündür: Her şeyden önce, karbon vergileri ve/veya ticaret programları gibi karbon fiyatlandırma stratejileri hayata geçirilmelidir. Ulusal ve uluslararası iklim eylem programlarına KYKD teknolojileri dahil edilmeli ve ulusal emisyon azaltım hedeflerinde bu teknolojinin olası katkısı belirlenmelidir. Depolama ve taşıma boru hatları ile bunlara yönelik tesisler de dahil olmak üzere karbon yakalama için altyapı yatırımları planlanmalıdır. Yakındaki kaynaklardan gelen emisyonları toplamak için bölgesel karbon yakalama sistemleri kurulmalıdır. Enerji santralleri ve sanayi tesisleri gibi karbon yoğun sektörlerin mevcut altyapıları, emisyonları kaynağında yakalamak için karbon yakalama teknolojisinin entegrasyon fizibilitesi açısından gözden geçirilmelidir. Karbon yakalama teknolojisine ilişkin ortaklıklar ve bilgi paylaşımı, iş birlikleri, toplantılar ve forumlar aracılığıyla teşvik edilmelidir. Toplumu KYKD teknolojisinin değeri ve iklim değişikliğiyle mücadelede nasıl kullanılabileceği konusunda bilgilendirmek için eğitim programları düzenlenmelidir. Ulusal/uluslararası finans kuruluşları ve kalkınma bankaları, KYKD teknolojilerine yatırım yapan şirketlere ve kuruluşlara mali teşvikler ve avantajlı finansman seçenekleri sunmalıdır. Devletlerin de katkısıyla bu teknolojilerin uygulanmasına yardımcı olmak için risk sermayesi fonları ve kamu-özel sektör iş birlikleri oluşturulmalıdır.

Dipnotlar:
1) Bassetti, F. (2023, Mart). İklim Teknolojisi. Foresight.https://www.climateforesight.eu/seeds/climate-technology/
2) Yao, X. Y. (2021). Çelik Fabrikalarında Karbon Yakalama Teknolojisinin Sistem Dinamiklerine Dayalı Ekonomik Fizibilite Analizi. ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0959652621032352
3) Baylin-Stern, A., & Berghout, N. (2021, Şubat 17). Karbon Yakalama Çok mu Pahalı? Uluslararası Enerji Ajansı. https://www.iea.org/commentaries/is-carbon-capture-too-expensive
4) Uluslararası Enerji Ajansı. (2021, Ekim 21). Karbon Yakalama ve Kullanma veya Depolama ile Biyoenerji Potansiyelinin Ortaya Çıkarılması (BECCUS). Uluslararası Enerji Ajansı. https://www.iea.org/articles/unlocking-the-potential-of-bioenergy-with-carbon-capture-and-utilisation-or-storage-beccus
5) Uluslararası İklim Değişikliği Paneli. (2023). İklim Değişikliği 2023 AR6 Sentez Raporu. IPCC. https://www.ipcc.ch/report/ar6/syr/downloads/report/IPCC_AR6_SYR_SPM.pdf

  1. Biyoteknolojinin Sürdürülebilirlik Üzerindeki Etkileri

Biyoteknolojinin sürdürülebilirlik üzerindeki etkilerini değerlendirirken, biyoteknoloji kullanımıyla ortaya çıkan sonuçları, mevcut tarımsal uygulamalar ve bunlarla ilişkili çevresel sonuçlarla karşılaştırmak önem arz etmektedir. Geleneksel tarım yöntemleri genellikle kimyasal girdilere dayanmakta ve bu da toprağın bozulmasına, su kirliliğine ve biyoçeşitlilik kaybına yol açmaktadır. Geleneksel yöntemler, aşırı hava olayları ve değişen ürün yetiştirme mevsimleri gibi iklim değişikliği kaynaklı etkilere karşı çoğunlukla savunmasızdır. Biyoteknoloji, bu zorlukları daha etkili bir şekilde ele alan çözümler sunmaktadır.14 Biyoteknoloji şirketleri, dayanıklılığı ve besin değeri artırılmış ürünler geliştirerek daha dayanıklı ve sürdürülebilir bir gıda sistemi için alternatifler önermektedir. Ayrıca, hassas tarım teknolojileri, çiftçilerin israfı en aza indirmesini ve kaynak kullanımını optimize etmesini sağlayarak tarımın çevresel etkisini azaltmakta ve tarımsal faaliyet karlılığını artırmaktadır.

Biyoteknolojinin çevresel etkilerinin ötesinde, insan sağlığı üzerinde de önemli etkileri vardır. Ürünlerin besleyici içeriğini geliştirmesi ve zararlı kimyasallar kaynaklı maruziyeti azaltması, biyoteknoloji ile geliştirilmiş gıdaların halk sağlığı açısından umut verici sonuçlar ortaya çıkarmaktadır. Örneğin, temel vitamin ve minerallerle zenginleştirilmiş ve böylece biyolojik olarak güçlendirilmiş mahsuller, dezavantajlı toplumsal kesimlerdeki yetersiz beslenme ve ilgili sağlık sorunlarına karşı mücadeleye yardımcı olabilmektedir. Uluslararası Tarımsal Araştırma Danışma Grubu’na (CGIAR) göre, 30’dan fazla ülke 15 milyon çiftçi hanesinin kullanımına sunulan biyolojik olarak güçlendirilmiş mahsulleri piyasaya sürmüştür ve diğer 16 ülke de bu mahsulleri araştırmaktadır.15 Benzer şekilde, kimyasal pestisitlere ve herbisitlere olan bağımlılığın azaltılması, gıdalardaki zararlı kalıntılara maruz kalma riskini azaltarak hem tüketicilere hem de tarım işçilerine fayda sağlayabilmektedir.

 

Şekil 4. Tarım İşçileri ve Dezavantajlı Nüfus16

Sonuç olarak biyoteknoloji, mevcut tarım uygulamalarının yarattığı çevresel etkilerin azaltılması ve sürdürülebilirliğin güçlendirilmesi açısından büyük bir potansiyel taşımaktadır. Biyoteknolojik yeniliklerden yararlanılmasıyla şimdiki ve gelecek nesillerin ihtiyaçlarının sürdürülebilir bir şekilde karşılandığı daha dayanıklı, verimli ve çevreye duyarlı bir gıda sistemi mümkün olabilecektir. Biyoteknolojik yeniliklerin insan sağlığı üzerindeki etkilerinin uzun süreli araştırmalarla test edilmesi, sağlanan faydaların haricinde herhangi bir olumsuz etkinin ortaya çıkıp çıkmadığının her aşamada ve çapraz kontrole tabi tutulması da önemini daima koruyan bir husustur. Daha yeşil, daha sağlıklı ve daha sürdürülebilir bir gelecek öngören bu vizyon; ancak iş birliği, yenilikçilik, kamu sağlığı konusunda yüksek hassasiyet ve sorumlu kaynak yönetimi konularının önceliklendirilmesiyle hayata geçirilebilecektir.

* İngilizcesi “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” olan CRISPR, bir DNA dizilimleri kümesidir.

Dipnotlar:

1) Redman, M., King, A., Watson, C. (2016). What is CRISPR/Cas9? Archives of Disease in Childhood – Education and Practice, https://doi.org/10.1136%2Farchdischild-2016-310459

2) Lowenberg-DeBoer, J. (2003). Precision Agriculture and Biotechnology. Purdue University, Former Agricultural Economics Faculty, https://ag.purdue.edu/ssmc/newsletters/may2003_precisionagbio.htm

3) Vinh, Q. N. (2017). Şu adresten alınmıştır: https://images.pexels.com/photos/2132171/pexels-photo-2132171.jpeg?auto=compress&cs=tinysrgb&w=1260&h=750&dpr=2

4) Aggarwal, B. Rajora, N. Raturi, G. Dhar, H. Kadam, S.B. Mundada, P.S. Shivaraj, S.M. Varshney, V. Deshmukh, R. Barvkar, V.T. Salvi, P. Sonah, H. (2024) Biotechnology and urban agriculture: A partnership for the future sustainability, Plant Science, Volume 338, 111903, ISSN 0168-9452 https://0-www-sciencedirect-com.divit.library.itu.edu.tr/science/article/pii/S0168945223003205

5) Aggarwal vd., a.g.e.

6) Chee, P., Peng, T., Khan, M.K.R., Wang, B. (2023). Marker-assisted selection (MAS) in crop plants. Frontiers Media SA.58,https://www.google.com.tr/books/edition/Marker_assisted_selection_MAS_in_crop_pl/uxq0EAAAQBAJ?hl=tr&gbpv=1

7) Aggarwal vd., a.g.e.

8) Metamorworks (Ed.). (2020). Genetik mühendisliği kavramı. Tıp bilimi. Bilimsel Laboratuvar. Şu adresten alınmıştır: https://www.istockphoto.com/tr/foto%C4%9Fraf/genetik-m%C3%BChendisli%C4%9Fi-kavram%C4%B1-t%C4%B1p-bilimi-bilimsel-laboratuvar-gm1209831767-350233817?searchscope=image%2Cfilm

9) Aggarwal vd., a.g.e.

10) Chaurasia, A. & Hawksworth, D. & Pessoa de Miranda, M. (2020). GMOs Implications for Biodiversity Conservation and Ecological Processes: Implications for Biodiversity Conservation and Ecological Processes. https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-53183-6

11) Holzinger, A., Keiblinger, K., Holub, P., Zatloukal, K., Müller, H. (2023). AI for life: Trends in artificial intelligence for biotechnology, New Biotechnology, Volume 74, P.16-24, ISSN 1871-6784, https://doi.org/10.1016/j.nbt.2023.02.001.

12) Farooq, S., Riaz, S., Abid, A., Abid, K., Naeem, M. A. (2019). A Survey on the Role of IoT in Agriculture for the Implementation of Smart Farming. IEEE Access. 7. 1-1. 10.1109/ACCESS.2019.2949703. https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=8883163

13) Igor Borisenko (Ed.). (2020). Nem, sıcaklık, asitliğin aydınlatımı, gübre ve zararlıların insan müdahalesi olmaksızın veri toplama, elde edilen verilerin iletilmesi ve verimi artırmak için analizleri. Şu adresten alınmıştır: https://media.istockphoto.com/id/1218970790/tr/foto%C4%9Fraf/nem-s%C4%B1cakl%C4%B1k-asitli%C4%9Fin-ayd%C4%B1nlat%C4%B1m%C4%B1-g%C3%BCbre-ve-zararl%C4%B1lar%C4%B1n-insan-m%C3%BCdahalesi-olmaks%C4%B1z%C4%B1n-veri.jpg?s=2048×2048&w=is&k=20&c=eJSLBJE3U9L4hM4SyqwFiDWeeJTIdgcih5AQTOr30-s=

14) EPA. (2023). Climate Change Impacts on Agriculture and Food Supply. https://www.epa.gov/climateimpacts/climate-change-impacts-agriculture-and-food-supply

15) Sao, R. (2023). Crop Biofortification: Plant Breeding and Biotechnological Interventions to Combat Malnutrition. Advanced Crop Improvement, Volume 1., Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-28146-4_7

16) Giraldo, O. (Ed.). (2022). Unrecognizable people working in a planting field. Şu adresten alınmıştır: https://media.istockphoto.com/id/1440799366/tr/foto%C4%9Fraf/unrecognizable-people-working-in-a-planting-field.jpg?s=1024×1024&w=is&k=20&c=42rGfaUqf_86KPcZVDsmpFVGfd8EAh6NNQ7OXrU2coc=

Koray Topcuoğlu

Koray Topcuoğlu