Dr. Güniz GÜREL – TTGV Öncül Proje Programı – Program Uzmanı

“İklim krizinin merkezinde yer alan karbon emisyonu sorununa bugün hangi teknik çözümlerle yanıt veriyoruz?”
İklim krizine yönelik teknik çözümler uzun süre iki başlık etrafında toplandı: Daha az emisyon ve salınan karbondioksitin yeraltına gömülmesi. Oysa bugün net-sıfır senaryoları, özellikle enerji ve ağır sanayi gibi karbonsuzlaştırılması zor sektörlerde, sadece emisyonları azaltmayı değil, ortaya çıkan karbondioksiti yakalayıp yönetebilmeyi de zorunlu kılıyor.

Uluslararası yol haritaları incelendiğinde, 2050’ye kadar gerekli emisyon azaltımını sağlayabilmemiz için en büyük kaldıraçlardan birinin Karbon Yakalama, Kullanım ve Depolama (KYKD) teknolojileri olduğunu net bir şekilde görüyoruz.

Bu tabloyu Türkiye’ye uyarladığımızda, 2053 net-sıfır hedefi; sanayide dönüşümün yanında, karbonu “atık” olarak değil, “yönetilmesi gereken bir kaynak” olarak ele almayı gerektiriyor. Avrupa Birliği’nin Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması (SKDM) da çimento, demir–çelik ve kimya gibi sektörleri doğrudan etkileyerek, ihracata yönelik tesisler için karbonsuzlaşmayı ertelenemez bir gündem hâline getiriyor. Depolama altyapısı ve jeolojik sahaların uzun soluklu ve karmaşık süreçler gerektirdiği düşünüldüğünde, noktasal yakalamaya ve yerinde çözümlere odaklanan teknolojiler ayrı bir önem kazanıyor.

Bu noktada, modüler mikroalg tabanlı karbondioksit yakalama sistemleri, karbonu hemen depolayamasak bile bugünden daha iyi yönetmemiz için somut bir seçenek sunuyor.

Mikroalgler: Fotobiyoreaktörler olarak karbon yakalama

Mikroalgler; güneş ışığı, su ve CO₂ kullanarak organik madde üreten mikroskobik fotosentetik organizmalardır. Yüksek biyokütle verimine ulaşabilmeleri, kontrollü fotobiyoreaktörlerde yetiştirilebilmeleri ve baca gazı ile atık su gibi girdilerle büyüyebilmeleri, onları biyolojik karbon yakalama için güçlü bir döngüsel araç hâline getiriyor.

Literatürde, 1 kg kuru mikroalg biyokütlesi üretmek için (türüne göre değişkenlik göstermekle birlikte) yaklaşık 1,7–1,9 kg CO₂’nin biyolojik olarak bağlandığı ifade ediliyor [1]. Bu da mikroalg tabanlı sistemlerin hem baca gazı arıtımına katkı sağladığını hem de karbon içeren yeni bir ham madde ürettiğini gösteriyor. Son yıllarda, doğrudan baca gazıyla beslenen mikroalg fotobiyoreaktörleri üzerine yapılan pilot ve saha uygulamaları; uygun işletme koşullarında yüksek CO₂ giderim verimlerine ulaşılabildiğini ve enerji, çimento, atık yakma tesisleri gibi noktasal kaynaklarla entegrasyonun teknik olarak mümkün olduğunu ortaya koyuyor. Özetle, mikroalg biyoreaktörleri bacadan gelen CO₂’yi “besin” olarak kullanırken; bunun karşılığında karbonu biyokütle olarak depolama imkânı sunuyor. 

Modüler konteyner yaklaşımı: Yakalamayı sahaya indirmek

Burada önemli olan yalnızca mikroalglerin biyolojik potansiyeli değil; bu potansiyelin sanayide ölçeklenebilmesi. Modüler, konteyner bazlı sistemler bu açıdan işlevsel bir model sunuyor.

Bu yaklaşımın değeri birkaç açıdan öne çıkmaktadır. Öncelikle, depolama sahaları, boru hatları ve uzun izin süreçleri gibi aşamaları beklemeye gerek kalmadan, bacaya doğrudan bağlanan bir üniteyle CO₂’nin sahada yakalanabilmesi, işletmeler için somut bir “karbon yönetimi pratiği” geliştirilmesine imkân vermektedir. Ayrıca, konteyner bazlı yapı sayesinde tek bir üniteden çoklu konteyner kümelerine geçiş mümkün olmakta, böylece kademeli büyümeye ve ölçeklenebilirliğe elverişli bir zemin oluşmaktadır. Bununla birlikte, mikroalg suş seçimi, fotobiyoreaktör tasarımı, proses kontrolü, hasat ve biyokütle işleme gibi alanlarda yerli bilgi birikimi ve uzmanlık geliştirilmesine katkı sağlayarak ekosistemin güçlenmesine hizmet etmektedir. Bu yönleriyle modüler mikroalg sistemleri, karbon yakalamayı yalnızca büyük altyapı projelerine bağlı olmaktan çıkarıp, tesis ölçeğinde uygulanabilir ve tekrar edilebilir bir çözüm hâline getiriyor.

Karbonu sorun olmaktan çıkarıp ham maddeye dönüştürmek

TTGV’nin Aralık 2024’te tamamladığı “Ekonomik Değer Yaratma Potansiyeline Sahip Karbon Yakalama Kullanım Depolama (KYKD) ve Karbondioksit Giderim Çözümleri” başlıklı Derin Analiz Çalışması Raporun’da da vurgulandığı üzere, karbon kullanım teknolojileri CO₂’yi sadece uzaklaştırılması gereken bir atık olarak değil, kimyasallar, yakıtlar ve malzemeler için bir ham madde olarak ele alıyor [2]. Mikroalg tabanlı sistemler, bu yaklaşımın biyolojik ayağını oluşturuyor.

Alg biyokütlesi; içerdiği lipitler, proteinler ve karbonhidratlar sayesinde geniş bir kullanım yelpazesi sunuyor [3]:

• Lipitler, ulaşım sektörünün karbonsuzlaştırılması kısmında köprü rolü oynayan biyodizel ve gelecekte sürdürülebilir havacılık yakıtı gibi ürünlere dönüştürülebiliyor.
• Yüksek protein ve esansiyel yağ asidi içeriği, hayvan yemi ve su ürünleri yeminde önemli bir alternatif oluşturuyor; bu da yüksek proteinli yem ve bitkisel yağda dışa bağımlılığı yüksek olan ülkeler için fırsat anlamına geliyor.
• Hücre içi ve dışı organik maddeler biyogübre ve toprak iyileştirici ürünlerde değerlendirilebiliyor; belirli polisakkarit ve biyopolimerler biyoplastik ve özel kimyasal uygulamalar için ham madde sağlayabiliyor.

Bu nedenle modüler mikroalg tabanlı karbon yakalama sistemleri; iklim politikası, sanayi dönüşümü ve tarım–gıda güvenliği gibi başlıkları bir araya getirme potansiyeline sahip olarak değerlendiriliyor. Bacadan yakalanan CO₂; tek başına “azaltılması gereken” bir sayı olmaktan çıkıp, yerli yem, biyoyakıt, biyogübre ve biyoplastik gibi katma değerli ürünlerin üretimi için girdiye dönüşebiliyor.

Dünyadan güncel birkaç örnek

Norveç’teki Finnfjord ferrosilisium tesisinde, baca gazı ve atık ısı büyük ölçekli fotobiyoreaktörlere yönlendirilerek mikroalg üretimi için kullanılıyor. Burada üretilen alg biyokütlesi, özellikle somon yetiştiriciliğinde yem ham maddesi olarak değerlendirilmek üzere kurgulanmış durumda; böylece hem CO₂ yakalama hem de su ürünleri sektörü için yerel bir kaynak yaratılıyor [4].

İtalya’nın Caltagirone kentinde kurulu endüstriyel ölçekli bir mikroalg tesisine ilişkin 2024 tarihli yaşam döngüsü değerlendirmesi, bu tür sistemlerin artık sadece laboratuvar veya küçük pilot olmaktan çıktığını ortaya koyuyor. Tesiste, sera içinde yer alan ve dikey istiflenmiş fotobiyoreaktörlerden oluşan yaklaşık 40 m³’lük sistemle yıllık 1 tonun üzerinde kuru mikroalg (Chlorella vulgaris) üretiliyor. Bu tesis, baca gazına dayalı alg üretiminin yaşam döngüsü analizleriyle birlikte değerlendirildiği, gerçek saha verisine dayalı örneklerden biri olarak öne çıkıyor [5].

ABD’de yürütülen pilot çalışmalarda ise, doğal gaz veya biyogaz yakıtlı tesislerin baca gazı doğrudan fotobiyoreaktörlere beslenerek alg kökenli biyoyakıt üretimi test ediliyor. Bu denemeler, baca gazı kaynaklı CO₂ ile yetiştirilen alglerden üretilen yenilenebilir dizelin, fosil dizele kıyasla belirgin sera gazı azaltımı sağlayabildiğini gösteriyor ve mikroalg tabanlı karbon yakalamanın yakıt zinciriyle entegrasyonu konusunda önemli bir referans oluşturuyor [6].

Depolama altyapısı ve jeolojik sahalarla ilgili tartışmalar sürerken, modüler mikroalg tabanlı karbon yakalama sistemleri; depolama tartışmaları ile yakalama ihtiyacını bir arada ele alan, sanayi için somut bir öğrenme ve dönüşüm alanı sunan, TTGV’nin de altını çizdiği karbon kullanımı odaklı değer zincirlerini besleyen pratik bir ara adım olarak öne çıkıyor.

Mikroalg sistemleri, iklim krizinin çözümüne tek başına değil, bütüncül bir dönüşümün önemli bileşenlerinden biri olarak katkı sunma potansiyeline sahiptir. Yaşam döngüsü analizleri ve enerji tüketiminin dikkatli biçimde tasarlanması durumunda çevresel kazanımların önemli ölçüde artırılabildiğini göstermektedir. 

Sonuç olarak, bu tür projeler yalnızca teknik bir Ar-Ge faaliyeti değil; karbonu “ileride bir gün çözülecek” bir problem olmaktan çıkarıp, bugünden itibaren yönetilen, ölçülen ve katma değere dönüştürülen bir kaynağa çeviren yeni bir karbon yönetimi kültürünün de başlangıç noktası niteliğini taşıyor.

Referanslar

1. Amalapridman, V., Ofori, P.A. and Abbey, L., 2025. Valorization of Algal Biomass to Biofuel: A Review. Biomass, 5(2), p.26.
2. https://ttgv.org.tr/yayinlar/ekonomik-deger-yaratma-potansiyeline-sahip-karbon-yakalama-kullanim-depolama-kykd-ve-karbondioksit-giderim-kdg-cozumleri-derin-analiz-raporu-ozeti
3. Omokaro, G.O., Nafula, Z.S., Iloabuchi, N.E., Chikukula, A.A., Osayogie, O.G. and Nnoli, E.C., 2025. Microalgae as biofactories for sustainable applications: Advancing carbon sequestration, bioenergy, and environmental remediation. Sustainable Chemistry for Climate Action, p.100098.
4. https://www.sintef.no/en/publications/publication/2045746/
5. Gurreri, L., Rindina, M.C., Luciano, A., Falqui, L., Fino, D. and Mancini, G., 2024. Microalgae production in an industrial-scale photobioreactors plant: A comprehensive Life Cycle assessment. Sustainable Chemistry and Pharmacy, 39, p.101598.
6. Singh, U., Naaz, F., Hawkins, T.R., Weinberg, E., Banerjee, S., Mroz, R., Ohri, N., Zhang, J., Lee, Y.Y., Chen, F. and Hill, R., 2025. Direct flue gas capture for algae cultivation and subsequent valorization: evaluating life cycle emissions and costs. Sustainable Energy & Fuels, 9(16), pp.4392-4403.