Gökyüzünden Karbon Kirliliğini Kaldırmanın 6 Yolu

June 9, 2020 By James Mulligan, Gretchen Ellison, Kelly Levin, Katie Lebling and Alex Rudee Cover Image by: Andrew Coelho/Unsplash

Sanayi devriminden bu yana insanlar atmosfere 2.000 giga tondan fazla karbondioksit saldı (bir giga ton, bir milyar metrik tondur).

Isıyı hapseden sera gazlarından oluşan kalınlaşan bu katman, günümüzdeki küresel ısınmaya neden oluyor. Önlem alınmazsa ve bu şekilde devam ederse, orman yangınları, boğucu sıcak hava dalgaları ve tehlikeli düzeyde deniz suyu yükselmeleri gibi iklim değişiklik göstergeleri artarak devam edecektir.

İklim değişikliği ile mücadelede, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını arttırmak, enerji verimliliğini arttırmak, orman alanlarını korumak, çoğaltmak ve hidroflorokarbonlar (HFC) gibi süper kirleticileri sınırlamak zorunlu hale gelmiştir. Ancak iklim bilimcilerine göre, bu çabalar tek başına tehlikeli iklim değişikliği için yeterli olmamaktadır..

Bilim insanlarının iklim değişikliğinin kötü etkilerini önlemek için dile getirdikleri, sadece küresel sıcaklık artışını 1,5-2 ^oC ( 2,7-3,6 ^oF) derecenin altında tutmanın salınımları azaltmakla yeterli olmayacağı bununla birlikte atmosferdeki karbonların da depolanması gerekliliğidir.

Aslında çoğu iklim modeli senaryosu, 2050 yılına kadar her yıl milyarlarca metrik ton karbondioksiti ortadan kaldırmamız ve aynı zaman da salınımın da azaltılması gerekliliğini gösteriyor. Karbon giderme, yeni teknolojilerden arazi yönetimi uygulamalarına kadar birçok alanda gerçekleştirilebilir. Asıl soru, bu yaklaşımların önümüzdeki yıllarda ihtiyaç duyulan ölçekte karbon giderimini sağlayıp sağlayamayacağıdır.

Karbon giderme yöntemlerinin her biri zorluklarla ve sınırlamalarla karşı karşıyadır. WRI’nın (Dünya Kaynakları Enstitüsü) bir dizi çalışma belgesi, iklim değişikliği ile mücadelede karbon temizlemeyi kullanmanın olanaklarını ve zorluklarını araştırıyor, bunların geliştirilmesi ve konumlandırılmasını hızlandırmak için öncelikli olarak ABD federal politika eylemini öneriyor.

İşte atmosferden karbonu uzaklaştırmak için sunulan 6 Seçenek:

Ormanlar

Fotosentez, karbondioksiti doğal olarak giderir ve ağaçlar, özellikle fotosentez yoluyla atmosferden uzaklaştırılan karbonu depolamada iyidir. Karbon depolanmasını arttırmak için ormanları genişletmek, eski haline getirmek ve yönetmek, havadaki karbondioksiti ağaçta ve toprakta depolanan karbona dönüştürerek, fotosentezin gücünden yararlanılabilir.

WRI göre, yalnızca ABD’deki ormanların ve ormanlık alanların dışındaki ağaçların karbon giderme potansiyelinin, ABD’nin tarım sektöründen kaynaklanan tüm yıllık salınımlara eşdeğer olarak yılda yarım giga tondan fazla olduğu tahmin ediliyor. CO₂’yi ormanlar yoluyla gidermeye yönelik bu yaklaşımlar, diğer karbon giderme seçeneklerine kıyasla nispeten ucuz olabilir. Aynı zamanda bu süreç temiz su ve hava sağlar.

En büyük zorluklardan biri, bir alandaki orman genişlemesinin diğer alanlardaki dengeyi bozulmasına neden olmasıdır. Örneğin, tarım arazilerini yeniden ağaçlandırmak gıda arzını azaltacaktır. Çiftlik üretimlerindeki iyileştirmeler boşluğu doldurmadığı sürece bu, diğer arazilerin tarım arazisine dönüştürülmesini gerektirebilir. Benzer şekilde, bir ormandan kereste elde edilmemesi, diğerinde aşırı üretimin yapılmasına neden olabilir. Bu dinamikler, mevcut ormanların yenilenmesini, yönetilmesini ve tarım arazilerinin dışındaki ekolojik olarak uygun arazilerin ağaçlandırılmasını önemli kılmaktadır.

Çiftlikler

Topraklar doğal olarak karbon depolarlar ancak tarım toprakları yoğun kullanım nedeniyle büyük bir açık veriyor. Tarım arazileri çok geniş olduğu için dönüm başına toprak karbonundaki küçük artışlar bile etkili olabiliyor.

Toprak karbonu oluşturmak, toprak sağlığını ve ürün verimini artırabileceği için çiftçiler için de iyidir. Ağaçları çiftliklere entegre etmek, çiftlik hayvanları için gölge ve yem gibi faydalar sağlarken karbonu da ortadan kaldırabilir.

Topraklarda karbonu arttırmanın birçok yolu vardır. Tarlalar boş iken örtü bitkileri dikmek fotosentezi yıl boyunca uzatabilir ve dönüm başına yılda yaklaşık yarım metrik ton CO₂ tutabilir. Kompost kullanmak, kompostun karbon içeriğini toprakta depolarken verimi artırabilir. Bilim insanları aynı zamanda derin köklere sahip ürünler geliştiriyor ve bu sayede toprağa daha fazla karbon bırakırken kuraklığa karşı daha dayanıklı hale getiriyor.

Yine de toprağı karbon için büyük ölçekte yönetmek zor bir yöntemdir. Doğal sistemler doğası gereği değişkendir ve bu belirli bir dönümde herhangi bir uygulamanın uzun vadeli karbon faydalarını tahmin etmeyi, ölçmeyi ve izlemeyi gerçek bir zorluk haline getirir.

Toprak karbonunu arttırılması, atmosferden karbonun uzaklaştırılmasına ek olarak çiftçilere ve çiftlik sahiplerine fayda sağlayabilir. Fotoğraf James Baltz/Unsplash.

Bazı uygulamaların etkinliği de devam eden bilimsel tartışmalara tabidir. Ancak, yıldan yıla değişen koşullar veya yönetimsel uygulamalar önceki kazanımları yok edebilir. Önemli miktardaki karbonu ortadan kaldırmak için çok sayıda tarım arazisine ihtiyaç duyulduğundan, hükümetlerin, piyasa sistemlerinin, arazi sahiplerinin daha fazla karbon depolaması için doğru koşulları yaratması gerekecektir.

Biyo- enerji ile Karbon Yakalama ve Depolama (BECCS)

Biyo-enerji ile Karbon yakalama ve depolama (BECCS) iklim değişikliğiyle mücadelede fotosentezi kullanmanın başka bir yoludur. Ancak ağaç dikmekten veya toprağı yönetmekten daha karmaşıktır ve her zaman iklim için işe yaramaz.

BECCS, biyokütlenin endüstriyel, enerji veya ulaşım sektöründe enerji için kullanılması sürecidir; salınımları atmosfere geri dönmeden önce yakalamak; sonra yakalanan karbonu ya yer altında ya da beton gibi uzun ömürlü ürünlerde depolamak. BECCS, normalde olduğundan daha fazla biyokütlenin büyümesine neden olursa veya atmosfere geri salmak yerine daha fazla karbon depolarsa, net karbon giderimini sağlayabilir.

Ancak bu koşulların karşılanıp karşılanmadığını belirlemek her zaman kolay değildir. Ayrıca, BECCS biyoenerji ürünlerine dayanırsa, gıda üretimini veya doğal ekosistemleri yerinden edebilir, iklim faydalarını silebilir ve gıda güvensizliğini ve ekosistem kaybını şiddetlendirebilir.

Bazı BECCS sistemleri, tarımsal atıklar veya evsel atıkları yakıta dönüştürür. Bu hammaddeler, özel alanlar gerektirmeyeceğinden BECCS’nin geleceği için anahtar olabilir.

Doğrudan Hava Yakalama

Doğrudan hava yakalama, karbondioksiti doğrudan ortam havasından kimyasal olarak temizleme ve ardından onu yer altında veya uzun ömürlü malzemelerde depolama işlemidir. Bu yeni teknoloji, enerji santralleri ve endüstriyel tesisler gibi kaynaklardan gelen salınımları tutuklamak için kullanılan karbon yakalama ve depolama teknolojisine benzer. Aradaki fark, doğrudan hava yakalamanın fazla karbonu kaynağında yakalamak yerine doğrudan atmosferden uzaklaştırılmasıdır.

Doğrudan hava yakalamanın iklim faydalarını ölçmek ve hesaba katmak nispeten kolaydır ve potansiyel dağıtım ölçeği çok büyüktür. Ancak teknoloji maliyetlidir. Doğrudan hava yakalama teknolojilerinin maliyetlerini saptamak genellikle zordur, fakat 2018’de yapılan bir çalışma, bunun metrik ton başına 94 ile 232 ABD doları civarında olacağını belirlemiştir.

Doğrudan hava yakalama önemli miktarda ısı ve güç girişi gerektirir: 1 giga ton karbondioksitin havadan temizlenmesi, günümüz toplam enerji tüketiminin yaklaşık %10’nu nu gerektirebilir. Doğrudan hava yakalama teknolojisinin, net karbon giderimi ile sonuçlanması için düşük veya sıfır karbonlu enerji kaynaklarından da güç alması gerekir.

Ucuz, temiz enerjinin kullanımının yaygınlaşması ile birlikte teknolojik gelişme ve dağıtım deneyimine yatırım yapmak, büyük ölçekte doğrudan hava yakalama yönteminin kullanımını arttırabilir.

Sonuç olarak, doğrudan hava yakalama hala yeni bir teknolojidir ve ölçek büyütmek için çok iyi bir potansiyel sergilese de bu sistemler türünün ilk örneğidir ve ilerlemesi için kamu desteğine ihtiyaç duyar.

Karbon Mineralizasyonu

Bazı mineraller doğal olarak CO₂ ile tepkimeye girerek karbonu gazdan katıya dönüştürür. Süreç genellikle karbon mineralizasyonu veya gelişmiş ayrışma olarak adlandırılır ve doğal olarak yüzlerce veya binlerce yıl boyunca çok yavaş gerçekleşir.

Ancak bilim insanları, özellikle bu minerallerin havadaki CO₂’e maruz kalmasını arttırarak karbon mineralizasyonu nasıl hızlandıracaklarını araştırıyorlar. Alkali kaynak suyunun yer altından minerallerin hava ile tepkimeye girebileceği yüzeye pompalanması anlamına gelebilir; havayı, doğru mineral bileşimi içeren büyük maden tortusu birikintileri -madencilik işlemlerinden kalan kayalar- boyunca hareket ettirmek; yüzey alanlarını arttırmak için mineral birikintilerini parçalayan enzimleri geliştirmek; uçucu kül, fırın tozu veya demir ve çelik cürufu gibi belirli endüstriyel yan ürünleri havalandırmanın yollarını bulmak. Karbon mineralizasyonu, katı bir karbonat oluşturmak üzere tepkimeye girdiği uygun kaya türlerine enjekte edilerek CO₂’yi depolamanın bir yolu olarak da kullanılabilir. Ek olarak, bazı uygulamalar, dünya çapında milyarlarca ton ölçekte kullanılan beton gibi ürünler için de geleneksel üretim yöntemlerinin yerini alabilir.

Bilim insanları, karbon mineralizasyonun mümkün olduğu ve bazı şirketlerin mineralizasyona dayalı yapı malzemeleri geliştirdiklerini bildirdi, fakat ölçekli dağıtım için uygun maliyetli ve dikkatli uygulamaların haritasını çıkarmak için yapılacak daha çok iş var.

Okyanus Temelli Yöntemler

Okyanusun karbon depolama kapasitesinden faydalanmak ve yalnızca kara tabanlı uygulamaların ötesindeki yaklaşımları belirlemek için bir dizi okyanus tabanlı karbon giderme yöntemi önerilmiştir. Bununla birlikte, neredeyse çalışmaların tamamı erken aşamalardadır ve potansiyel ekolojik, sosyal ve yönetim etkileri göz önüne alındığında yatırım için uygun olup olmadıklarını anlamak için daha fazla araştırmaya ve bazı pilot tesislere ihtiyaç duyulmaktadır.

Her yaklaşım, okyanustaki doğal karbon döngülerini hızlandırmayı amaçlamaktadır. Kıyı bitkilerinde, deniz yosununda veya fitoplanktonlarda fotosentezden yararlanma; çözünmüş bikarbonatın depolanmasını arttırmak için belirli minerallerin eklenmesi; veya CO₂’nin çıkarılmasına yardımcı olmak için deniz suyundan elektrik akımı geçirilmesi.

Okyanus, deniz yosunu yetiştirme gibi ekolojik faydaları da olabilecek potansiyel karbon giderme seçenekleri sunabilir. Fotoğraf Milli Parklar Servisi

Bazı okyanus temelli karbon giderme seçenekleri de yan faydalar sağlayabilir. Örneğin, kıyı mavi karbonu ve deniz yosunu ekimi, ekosistem yenilenmesini desteklerken karbonu ortadan kaldırabilir ve okyanusun karbon depolamasına yardımcı olmak için mineraller eklemek de okyanus asitlenmesini azaltabilir. Bununla birlikte, bu yaklaşımların geniş ekolojik etkileri hakkında ve büyük ölçekte uygulamalarının sonuçları için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmaktadır.

Yakın vadede, ekili deniz yosunu, gıda, yakıt ve gübre gibi ürünler için de kullanılabilir, bu karbon giderimi ile sonuçlanmayabilir fakat geleneksel üretime kıyasla salınımları azaltabilir ve endüstrinin büyümesini destekleyen ekonomik bir getiri sağlayabilir. Bu konudaki belirsizlikleri açığa kavuşturmak ve okyanus temelli karbondioksit giderme yönteminin nerede ve ne zaman yaygınlaştırılması gerektiği konusunda daha fazla araştırılma yapılması gerekmektedir.

Karbon Gidermenin Geleceği

WRI’ nın analizi, karbon giderme kapasitesi oluşturmak için en uygun maliyetli ve en düşük riskli stratejilerin, çeşitli yaklaşımların birlikte geliştirilip uygulanması gerekliliğini göstermiştir.

Her bir karbon giderme yaklaşımı zorluklar sunar, ancak tehlikeli seviyelerde küresel ısınmayı önlemek için havada bulunan CO₂’yi yakalamak ve depolamak, Dünya çapında iklim değişikliği ile mücadelede stratejimizin bir parçası olmalıdır.

Önümüzdeki yıllarda ihtiyaç duyulan ölçekte geçerli seçenekler haline gelmeleri için karbon giderme yaklaşımları dosyasına (araştırma, geliştirme, tanıtım etkinleştirme ve konumlandırma koşullarına) yatırım yapma zamanı gelmiştir.

Çev.: Dr. İpek ÜRKMEZ

Kaynak:

https://www.wri.org/insights/6-ways-remove-carbon-pollution-sky