Endüstriyel karbon emisyonlarına dengeleyici çözüm

Panelde konuşan Kaliforniya Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi ve 4’üncü Selçuk Yaşar Ödülü Sahibi Prof. Dr. Mihri Özkan, atmosfere salınan ve iklim değişikliğinin en önemli nedeni olan karbon emisyonlarının azaltılması için kullanılan, karbondioksitin doğrudan havadan yakalanması (DAC) teknolojisinden bahsederek, yaygınlaştırılması için yapılması gerekenleri anlattı.

Yaşar Üniversitesinde düzenlenen “İklim Değişikliği ve Önleyici Yenilikçi Teknolojiler” adlı panelde iklim değişikliğinin etkileri, geleceği ve önlemek adına geliştirilebilecek teknolojiler konuşuldu. Moderatörlüğünü Yaşar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Öğretim Üyesi Prof. Dr. Arif Hepbaşlı’nın yaptığı panelde, Kaliforniya Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi ve 4’üncü Selçuk Yaşar Ödülü Sahibi Prof. Dr. Mihri Özkan ile Kaliforniya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Cengiz Sinan Özkan konuşmacı olarak katıldı. Panele; Yaşar Üniversitesi Mütevelli Heyeti Başkanı Ahmet Yiğitbaşı, Yaşar Topluluğu Yönetim Kurulu Başkan Vekili İdil Yiğitbaşı, Yaşar Üniversitesi Vekil Rektörü Prof. Dr. Levent Kandiller, akademisyenler ve öğrenciler katıldı.

“Geleceğimizi iyileştirmek bizim elimizde”

Panel açılışında konuşan Yaşar Üniversitesi Mütevelli Heyet Başkanı Ahmet Yiğitbaşı, “İklim değişikliğinin, diğer bir adıyla iklim krizinin etkilerini her geçen gün çok yakından hissediyoruz. Tüm dünyanın ortak sorunu olan, ülkelerin ve kurumların en önemli gündem maddelerinden olan iklim değişikliği, karşı karşıya olduğumuz en önemli küresel sorunlardan biri. Sera gazı emisyonlarındaki artış, küresel ısınma sebebiyle buzulların erimesi, deniz seviyesinin yükselmesi, yaşanan olağandışı hava olayları, su kaynaklarının azalması, tarımda verimliliğin düşmesi gezegenimizin doğal dengesini ve yaşamı tehdit ediyor. Hiçbir değişiklik yapmadan yaşamlarımızı aynı şekilde sürdürür, aynı şekilde üretmeye ve tüketmeye devam edersek ve gerekli önlemleri bugünden almazsak, bizi ve yeni nesilleri zor bir gelecek bekliyor. Ortak geleceğimizi iyileştirmek ise bizlerin elinde. İşte tam da bu noktada önleyici yenilikçi teknolojiler devreye giriyor. Teknolojiyi sorunun bir parçası olarak değil, çözümün bir aracı olarak görüyoruz. “Yenilenebilir enerji kaynakları”, “enerji verimliliğini artırıcı çözümler” ve “sürdürülebilir tarım uygulamaları” alanları başta olmak üzere, birçok alanda gerçekleşen hızlı ilerlemeler umut vadediyor” dedi.

Yaşar Üniversitesi Vekil Rektörü Prof. Dr. Levent Kandiller, “Üniversite olarak topluma hizmet, çevreye dikkat konularını önemsiyoruz. Endüstriyel birliktelik, üniversitenin kolaylaştırıcılığı ile nasıl bir sistem kurgulandığının hoş bir örneği. İklim değişikliğini önemsiyoruz. Akademik araştırmalarımızda özellikle önleyici, yenilikçi teknolojilere odaklanıyoruz” diye konuştu.

“Yılda yaklaşık 1,9 milyar ton endüstriyel karbon emisyonu üretiliyor”

Karbon emisyonunu azaltmak için bir çözüm niteliği taşıyan karbondioksitin doğrudan havadan yakalanması (DAC) teknolojisini anlatan Kaliforniya Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi ve 4’üncü Selçuk Yaşar Ödülü Sahibi Prof. Dr. Mihri Özkan, “DAC, iklim değişikliğiyle mücadelede çok önemlidir. Ulaşım ve orman yangınları gibi dağıtılmış kaynakların yanı sıra doğal gaz işleme, çimento üretimi, demir ve çelik üretimi, amonyak ve üre üretimi, biyoyakıt kullanımı gibi endüstriyel süreçler, kaçınılması zor olan karbon emisyonlarının azaltılmasına katkıda bulunur. Bununla birlikte, mevcut üretim teknolojileri kullanılarak kabul edilebilir bir şekilde önlenemeyen, yılda yaklaşık 1,9 milyar ton endüstriyel karbondioksit emisyonuna tekabül eden bu emisyonları dengelemek için DAC teknolojisinden yararlanılabilir. Ulusal Enerji Ajansı’na göre bugüne kadar dünya çapında 27'si devreye alınmış ve 18'i tamamlanmış 130 DAC tesisi geliştirilme aşamasındadır. Bunların hepsi, yıllık yaklaşık 11 bin tonluk mevcut kolektif karbondioksit giderme kapasitesine sahip küçük ölçekli tesislerdir” ifadelerini kullandı.

“En çok karbon emisyonunu Çin ve ABD üretiyor”

İklim değişikliğinin günümüzdeki etkilerinden örnekler veren Prof. Dr. Özkan şunları söyledi: “Şu anki bin ton karbon emisyonu, gelecekte bir insanın hayatını etkiliyor. Yüzyılın sonunda yaklaşık bir milyar insan ölebilir. Bu datalarla kanıtlanmış durumlar, bir şekilde algılayıp neler yapılabilir diye düşünmemiz gerekiyor. Bunun için de inovasyon şart. Dünyada en çok karbon emisyonu üreten ülke Çin, ardından ABD, Hindistan ve Avrupa geliyor. Endüstriyel üretimi en çok yapan ülkenin en çok emisyonu ürettiğini tahmin ediyoruz. Her yıl 38 gigaton karbondioksit atmosfere salınıyor. Bu hızlanmayı durdurmak biraz zor olacak. Karbondioksit gazı bir battaniye gibi dünyayı sarıyor ve bu battaniye yüzünden ısı hapsoluyor. Karbondioksitin doğrudan havadan yakalanması tekniğinde fanlar sayesinde karbondioksitler yakalanıyor. Gaz ısıtılarak yüzeyden ayrılıyor ve depolanıyor. Her ton karbondioksit 2 bin 200 kilowatt enerjiye, bunun için de sürekli bir enerji ve ısı kaynağına ihtiyaç var. Mutlaka bir depolama sistemi olmalı. Çalışmalarımız sonucunda; jeotermal enerjinin en ekonomik olduğunu ortaya koyduk. Yüzde 42 daha ucuz. DAC’ta enerji kaynağı olarak kullanılabilir.”

“Yıllık yüzde 43,8’lik karbon emisyonunu dengeleyebilir”

DAC teknolojisinin, Paris Anlaşması'nın 1,5-2 santigrat derece sıcaklık artışını durdurma hedeflerine ulaşmak için gereken karbon yakalama oranlarını karşılamada tek başına yetersiz kalabileceğinden bahseden Prof. Dr. Özkan, “Buna rağmen DAC, beton üretimi, ulaşım, demir-çelik endüstrisi ve orman yangınları gibi alanların ürettiği yıllık yüzde 43,8’lik karbon emisyonundan kaçınmanın zorluğunu kısmen dengelemeye yardımcı olabilir. ABD Federal 2022 İki Partili Altyapı Yasası, dört büyük ölçekli bölgesel DAC merkezini destekleyen bir Bölgesel Doğrudan Hava Yakalama Merkezleri programı oluşturmak için 2022-2026 mali yılları arasında 3,5 milyar dolar sağlıyor. ABD Enerji Bakanlığı (DOE), biri Teksas'ta, diğeri Louisiana'da olmak üzere, doğrudan hava yakalama olarak bilinen DAC teknolojiyi kullanarak yılda milyonlarca ton karbondioksiti atmosferden temizleyecek iki öncü tesis için 1,2 milyar dolar duyurdu. Büyük şirketler, özellikle de petrol şirketleri karbon yakalayan şirketlere yatırım yapıyor. Petrol şirketleri, yakalanan karbondioksiti yeraltına verip daha kolay petrol çıkarmayı sağlıyor” şeklinde konuştu.

Plastik atıklardan pil malzemesi üretti

Lityum iyon piller üzerine yaptığı çalışmalardan söz ederek global pil pazar büyüklüğünün 2024’te 132,55 milyar dolar olmasının beklendiğini anlatan Kaliforniya Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Cengiz Sinan Özkan ise “Bir ülke için önemli olan elektrikli arabanın üretiminin benzin ve dizel arabaların masrafına denk gelmesi veya daha az olması. Elektrikli arabalar gittikçe ucuzluyor. 2028 yılında ne olursa olsun elektrikli araba daha hesaplı hale gelecek. 2050’ye kadar yaklaşık 1-2 milyar araba yollarda olacak. Fakat günümüzde pil üretimi ve şarj istasyonu sorunları var. Son çalışmamızda, polietilen tereftalat (PET) plastik atığını şarj edilebilir lityum iyon piller için süper gözenekli bir aktif karbon malzemesine dönüştürdük. Plastik atıkları alıp önce erittikten sonra kumaşa çevirdik. Bu kumaştan da pil yaptık. Kumaşı kesip pil malzemesi olarak kullanabiliyoruz. Ayrıca, daha önce mantardan da batarya üretmiştik. Bu malzemelerle yapılan piller, hem çevreye zarar vermiyor hem de yüksek performans sağlıyor” diye konuştu.

DAC (direct air capture) nedir

Karbon emisyonunu azaltmak için uygulanan bir yöntem olan karbondioksitin doğrudan havadan yakalanması (DAC) yöntemi şu şekilde uygulanıyor: Endüstriyel kaynaktan salınan gazı, içinde çözücü madde bulunan bir emiciye gönderildikten sonra bu gazın içindeki karbondioksit toplanıyor ve diğer gazlar geri bırakılıyor. Sonrasında çözücü madde, karbondioksitten ısı kullanarak ayrıştırılıyor ve geri dönüştürülerek yeniden kullanıma sokuluyor. Arıtılmış karbondioksit ise yerin altında, kayalarda depolanıyor.