DR. GÜNİZ GÜREL TTGV Öncül Proje Programı Program Uzmanı

Küresel iklim krizi, günümüzde çevresel, ekonomik ve toplumsal boyutlarıyla insanlık için en büyük tehditlerden biri haline gelmiştir. Sanayi devriminden bu yana fosil yakıtların aşırı kullanımı, tarım ve hayvancılık uygulamaları, ormansızlaşma ve endüstriyel faaliyetler gibi insan kaynaklı uygulamalar, atmosferdeki karbondioksit (CO2 ) yoğunluğunu hızla artırarak “antropojenik”, bir diğer ismi ile “insan kaynaklı” iklim değişikliğinin tetikleyicisi olmuştur. Küresel sera gazı emisyonları, 2023 yılında yaklaşık 53 milyar ton CO2 eş değeri (GtCO2 ) kadar bir seviyeye ulaşmış olup, bunun %75’ini CO2 oluşturmaktadır [1].

Küresel sıcaklık artışını sınırlamak ve iklim değişikliğinin yıkıcı etkilerinden kaçınmak için acil bir çözüm gerekliliği ortaya çıkmıştır. Türkiye’nin de 2021 yılında taraf olduğu, Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (BMİDÇS) (İng. United Nations Framework Convention on Climate Change [UNFCCC]) karar alma organı olarak kabul edilen Taraflar Konferansı’nda (İng. Conference of the Parties [COP]) onaylanan Paris Anlaşması, küresel ortalama sıcaklık artışını sanayi öncesi döneme kıyasla 2°C ile sınırlamayı ve mümkünse bu artışı 1,5°C’nin altında tutmayı hedeflemektedir [2].

Paris Anlaşması’nda öngörüldüğü üzere küresel ısınmayı 1,5˚C’nin altında tutmak için emisyonların 2030 yılına kadar %45 oranında azaltılması ve 2050 yılına kadar net sıfıra ulaşılması gerekmektedir. Bu hedeflere ulaşmak için, her yıl yaklaşık 1,4 milyar ton CO2 ’lik antropojenik CO2 emisyon azaltımının yapılması gerekmektedir [3]. Emisyon azaltımı zor sanayilerden (çimento, demirçelik, kimyasal üretimi vs.) enerji sektörüne kadar geniş bir yelpazede, karbon emisyonlarını önemli ölçüde azaltmayı hedefleyen çözümler arasında yer alan Karbondioksit Yakalama, Kullanım ve Depolama (KYKD) (İng. Carbon Capture, Utilization and Storage [CCUS]) Teknolojileri küresel iklim politikalarının temel taşlarından birini oluşturmaktadır. KYKD kapsamında değerlendirilen “Karbon Yakalama ve Kullanım (KYK)” Teknolojileri’nin temel prensibi; CO₂’nin noktasal kaynaklardan veya doğrudan havadan yakalanması, boru hatları aracılığıyla sıkıştırılarak kullanım alanına taşınması ve ardından bu karbonun doğrudan veya faydalı ürünlere dönüştürülerek kullanılmasıdır.

Şekil 1’de görüldüğü üzere, CO2 doğrudan; seralarda/alglerin kültürlenme sürecinde/üre – gübre üretiminde verim artırmak için; geliştirilmiş petrol geri kazanımında çözücü madde olarak; soğutma sistemlerinde ısı transfer sıvısı olarak; ilaç endüstrisinde itici gaz olarak veya yiyecek/içecek endüstrisinde kullanılma potansiyeline sahiptir [4]. Son yıllarda yenilenebilir enerjinin yükselişi ve enerji güvenliği arayışı gibi etmenler sayesinde, KYK kapsamında CO2 ’nin dönüştürülerek kullanımı ilgi çekmeye başlamıştır. CO2 ; biyolojik, kimyasal ve mineralizasyon olmak üzere üç temel yöntem kullanılarak faydalı ürünlere dönüştürülmektedir [5]. Biyolojik dönüşümde, mikroorganizmalar (Örn: mikroalgler) CO2 ’yi hızla emerek ve güneş ışığını kullanarak, CO2 ’yi kimyasal veya yakıt gibi nihai bir ürüne dönüştürmektedir [6]. Kimyasal dönüşümde, karbon – oksijen bağı kırılmakta ve karbon, nihai ürün eldesi için diğer elementlere (hidrojen) bağlanmaktadır. Bu süreçte, CO2 , emtia kimyasallarının ve yakıtların sentezi için reaktant veya ham madde olarak kullanılmaktadır [6]. Mineralizasyon veya karbonatlamada, CO2 , kalsiyum veya magnezyum içeren minerallerle doğal bir reaksiyona girerek değerli yapı/inşaat malzemeleri üretimi için kullanılmaktadır. Bu yöntemde, CO2 , nihai ürüne (beton/agrega) entegre edilerek katı karbonatlar şeklinde depolanabilmektedir [7].

Karbon Kullanım Teknolojileri, CO₂’nin atmosferden Gigaton (Gt) ölçeğinde uzaklaştırılmasına katkıda bulunurken, karbondan üretilen birçok temel ürün için de bir ham madde kaynağı olarak hizmet etmektedir. Bu sebeple; karbon kullanım teknolojileri, yenilikçi bir iş modeli oluşturma potansiyeline sahiptir. Karbon kredileri ve karbon piyasaları, karbon kullanım teknolojilerinin finansal sürdürülebilirliği açısından kritik bir rol oynamakta ve karbon emisyonlarını azaltmaya yönelik projeleri teşvik eden bir araç olarak görülmektedir. Karbon Kullanım projelerinin hayata geçirilmesi ile azaltılan karbon miktarı, karbon piyasalarında karbon kredisine dönüştürülebilmekte ve satılabilmektedir. Örneğin; karbon emisyonu yüksek bir işletme atık CO₂’yi sentetik yakıt, kimyasal madde, yapı/ inşaat malzemesi gibi faydalı bir ürüne dönüştürerek hem emisyon azaltımı gerçekleştirmiş olur hem de bu azaltımı karbon kredisi olarak piyasada satma imkânı bulur. Sanayi tesisleri bu kredileri satarak karbon vergisinden kaçınmanın ötesinde ek gelir elde edebilir. CO2 kullanım uygulamaları, yalnızca iklim değişikliği ile mücadelede değil, aynı zamanda döngüsel ekonomi ve sürdürülebilir kalkınma hedefleri doğrultusunda güçlü bir itici güç olarak değerlendirilmektedir. Ülkelerin KYK teknolojileri alanında atması gereken temel adımlar aşağıda sıralanmıştır:

• Genelde karbon ekonomisi ve özelde de karbon kullanımı ile uyumlu yasal düzenleme ve mevzuat geliştirilmelidir.

• Emisyon ticaret sistemi (ETS) veya karbon vergisi gibi ulusal karbon fiyatlandırma mekanizmaları yanında; teşvikler ve sübvansiyon gibi finansal yapılar oluşturulmalıdır.

• Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması (SKDM) ile uyumlu ticaret düzenlemeleri ve uluslararası standartlar belirlenmelidir.

• Kamu ve özel sektör destekli araştırma ve geliştirme (Ar-Ge) programları oluşturulmalıdır.

 • Başta emisyon azaltımı zor (çimento, demir-çelik, kimya) sektörler olmak üzere, KYK teknolojilerini test etmek için pilot projeler kurgulanarak hayata geçirilmelidir.

• Ekosistem ve nitelikli insan kaynağı gelişimi için destek ve teşvik sistemi oluşturulmalı ve iş gücü yatırımları artırılmalıdır.

• Müşterek teknoloji geliştirme, teknoloji transferi ve kapasite geliştirme için uluslararası projelere de katılım sağlanmalıdır.

Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı (TTGV) tarafından KYKD Teknolojileri, Karbondioksit Giderim (KDG) çözümleri ve karbon piyasalarına yönelik yürütülen derin analiz çalışması, sektörün mevcut durumunu ve gelişim potansiyelini değerlendirmiştir. Çalışma sonuçları, KYKD teknolojilerinin henüz olgunlaşma sürecinde olduğunu ve geniş çapta benimsenmeleri için maliyetlerinin düşürülmesi ile ölçeklenebilirliğin artırılmasının kritik önem taşıdığını ortaya koymuştur. Ayrıca, uygulama süreçlerinin büyük ölçüde yasal düzenlemelere ve mevzuat altyapısına bağlı olduğu göz önüne alındığında, ekosistemin geliştirilmeye açık olduğu tespit edilmiştir. Bu sebeple, KYKD teknolojilerine yönelik ulusal stratejilerin güçlendirilmesi ve politika seviyesinde gerekli düzenlemelerin hayata geçirilmesi önem arz etmektedir. Türkiye, KYKD teknolojileri alanında atacağı adımlarla küresel iklim hedeflerine katkı sunarken, enerji güvenliği, sanayi dönüşümü ve ekonomik kalkınma açısından da önemli fırsatlar elde edebilir.

Kaynakça:

[1] GHG emissions of all world countries, 2024. https:// edgar.jrc.ec.europa.eu/report_2024

[2] UNFCCC. (2015). The Paris Agreement, https:// unfccc.int/process-and-meetings/the-parisagreement.

[3] Friedlingstein, P., O’sullivan, M., Jones, M.W., Andrew, R.M., Bakker, D.C., Hauck, J., Landschützer, P., Le Quéré, C., Luijkx, I.T., Peters, G.P. and Peters, W., 2023. Global carbon budget 2023. Earth System Science Data, 15(12), pp.5301-5369.

[4] Mertens, J., Breyer, C., Arning, K., Bardow, A., Belmans, R., Dibenedetto, A., Erkman, S., Gripekoven, J., Léonard, G., Nizou, S. and Pant, D., 2023. Carbon capture and utilization: more than hiding CO2 for some time. Joule

[5] R. Chauvy, N. Meunier, D. Thomas, and G. De Weireld, “Selecting emerging CO2 utilization products for short-to mid-term deployment,” Applied energy, vol. 236, pp. 662-680, 2019.

[6] National Academies of Science Engineering and Medicine (2019) Gaseous Carbon Waste Streams Utilization: Status and Research Needs. The National Academies Press, Washington, DC NASEM https://doi. org/10.17226/25232.

 [7] CO2 Value Europe, 2018 https://co2value.eu/.