Karbon Tutma, Hidrojen, Fisyon veya Füzyon: 2050’ye Kadar Bizi Net-Sıfıra Ulaştıracak Olan Hangisi?

110’dan fazla ülke ve sayısız şirket 2050’ye kadar net sıfır emisyona ulaşma sözü verdi ancak mevcut teknolojilerle bu sözü tutabilirler mi? Muhtemelen hayır.

Dünya, fosil yakıtların yerini alması için elektrifikasyona güvenmektedir, bu da küresel enerji talebinin 2020’den 2050’ye kadar ikiye katlanabileceği anlamına gelmektedir. Ancak, sistem hiçbir yerde hazır değildir. Rüzgar, güneş ve pil teknolojisi halihazırda çok şey başarmasına rağmen ana yük güç çözümleri değillerdir. Enerji verimliliği, biyokütle, güneş ısısı ve jeotermal alanlarındaki gelişmeler umut vericidir ancak mevcut teknolojilerin tamamı en iyi ihtimalle karbon emisyonlarını %50 ile %60 arasında nötr hale getirebilir. Bill Gates’in yeni kitabında net sıfır emisyona ulaşmak için “çığır açan teknolojilerin” gerekli olduğuna inanmasına ve bunu savunmasına şaşmamalı.

Ancak net sıfır denklemi karmaşıktır. Bloomberg 2030 yılına kadar nikel, alüminyum, fosfor, demir ve bakıra olan talebin 10 ila 14 kat artışa neden olacağını tahmin etmektedir. Rezervler tükendikçe ve maden işlemek zorlaştıkça maden çıkarma işlemi için daha da fazla dizel yakıt ve tatlı su tüketimi gerekebilir.

Emisyonun azaltılması zor olan ısı ve buhar gücü gerektiren endüstrilerde durum daha da karmaşıktır. Örneğin çimento, kimyasallar ve metaller hala kömür ve doğalgazla çalıştırılan enerji santrallerine bağlıdır. Paris Anlaşması uyarınca Rotterdam Limanı, Alman Ruhr bölgesi ve dünyadaki diğer benzer sanayi kümelerinin 2030’ların başlarına kadar kömürle çalışan santralleri emekliye ayırması gerekmektedir. Ancak bu santrallerin alternatifi nedir? Hangi teknolojiler, azaltılması zor emisyonların %40 ila %50’sini nötralize ederken bunu kabul edilebilir bir maliyetle yapabilir? Bu sıkıcı soruyu cevaplamadığımız sürece 2050’ye kadar net sıfır emisyonları bir hayaldir.

Net sıfır emisyonlara ulaşmak için en çok dikkat çeken dört seçeneği ele alalım:

  1. Kömürle Çalışan Sistemler için “Nokta Kaynak” Karbon Yakalama

Karbon yakalama, kullanma ve depolama (CCUS) alanında birçok iyi haber vardır. Günümüzde kömür yakıtlı elektrik santrallerini salınan karbonun yaklaşık %90’ınını yakalayan nano-filtreleme sistemleriyle güçlendirmek mümkündür. Bu “kaynak noktası” karbon yakalama çözümleri daha etkili net sıfır teknolojileri ölçeklenmeden önce önümüzdeki 20 yıl boyunca kritik olacaktır. Yakalanan karbon, çimento yapımı gibi endüstriyel işlemler içinde geri dönüştürülecektir.

Bununla birlikte çoğu karbon emisyonunun kalıcı olarak depolanması gerekmektedir ve belli bir yere kadar bunu ölçeğe göre yapmanın uygun maliyetli bir yolu yoktur. On yıl önce güneş enerjisindeki açık devlet yardımlarının yatırım fırsatlarını ortaya çıkardığı gibi karbon fiyatlandırması da yatırımlar için cazip hale gelen bir CCUS pazarının kilidini açarak bunu değiştirebilir. Yine de kaynak noktadan karbon yakalama kalıcı bir çözüm olmayacaktır ve teknoloji, devam eden kömür çıkarımını ve yakıt olarak kömür kullanan daha fazla tesisin inşasını mazur görmek için kullanılmamalıdır.

Doğrudan havadan karbon yakalama da önemli olacaktır. Ancak bunun geniş ölçekte işe yaramasından önce maliyetinin önemli ölçüde düşmesi ve karbon vergilerinde de ani artışların olması gerekmektedir. Bu nedenle DAC (Doğrudan Havadan Karbon Yakalama) muhtemelen 2030’dan önce önemli bir rol oynamayacaktır.

  1. Hidrojen

Birçok ülke ve şirket hidrojeni net sıfır stratejilerinin bir parçası haline getirdiği için hidrojene yeniden ilgi duyulmaya başlanmıştır. Ne yazık ki, hidrojenin emisyonlar üzerindeki etkisini sınırlayan dezavantajları vardır.

Hidrojen bir enerji kaynağı olmaktan çok bir depolama çözümüdür bu da onu üretmek için kullanılan rüzgar ve güneş enerjisinden varsayımsal olarak daha pahalı olduğu anlamına gelmektedir. Bloomberg New Energy Finance’in kurucusu ve eski Başkanı olan enerji danışmanı Michael Liebreich hidrojenin depolanması için 700 kat atmosfer basıncına sıkıştırılması ve -253 ° C’ye soğutulması gerektiğini belirtmektedir. Gazların “Houdini”si kolayca sızdığından ve yanıcı olduğundan doğru depolama çok önemlidir. Kolay bir şekilde sızıntı yapması ve yanıcı olması iyi bir kombinasyon değildir. Elon Musk’a hidrojen yakıt pilleri hakkında düşünceleri sorulduğunda bunu kısa ve öz bir şekilde ifade etmişti: “Sadece son derece saçma olduklarını düşünüyorum.” Bu yorumu elektrikli araç şirketinin CEO’sundan gelen şüpheli bir yaklaşım olarak ele alalım. 

Günümüzde hidrojenin çoğu doğal gazı besleme stoğu olarak kullanılan ve karbon emisyonlarını açığa çıkaran buhar-metan reformasyonu yoluyla üretilmektedir. Eğer üretici enerji için yenilenebilir enerji kullanarak suyu elektrolize ederse, hidrojen “yeşil” olabilir ancak bu, bol alan gereksinimi olan verimsiz ve pahalı bir süreçtir. Örneğin, yeşil hidrojenin Hollanda’nın elektrifikasyonunda anlamlı bir rol oynaması için tüm Kuzey Denizi’nin rüzgar türbinleriyle doldurulması gerekecektir ve bu bile yeterli temiz güç sağlamayacaktır.

Dezavantajlarına rağmen hidrojen enerji geçişinde bir rol oynayabilir ancak birçok petrol ve gaz şirketlerinin halka pazarladığı başlıca rol bu değildir. Bir girişim sermayesi firması olan Jade Cove bu durumu “Hidrojen Büyük Petrolün Son Görkemli Sahtekarlığıdır” isimli yayınlanan makalesinde tartışmıştır. Şirket, makalede dünya hidrokarbonları terk ederken bile LNG terminallerini ve doğal gazı değerli göstermek için bazı yanlış bilgi veren kampanyalar düzenlenmesinden bahsetmiştir.

Nükleer Fisyon (Çekirdek Parçalanması)

Fisyon, enerji geçişinde önemli bir rol oynayabilir ancak atomları parçalamak için bir dizi tehlikeli reaksiyon başlattığından dünya çapında insanlar nükleer fisyona karşı çıkmıştır. Elektriğinin yaklaşık %70’ini düşük kabonlu nükleer santrallerden karşılayan Fransa bu nedenle giderek yalnızlaşmakta ve nükleer kapasitesini de azaltmaktadır. Radyoaktif çıktı ekosistemi kirletebilir veya nükleer silah olarak kullanılabilir. Fukushima’daki son erime, fisyon reaksiyonlarının 21.yüzyıl teknolojisiyle bile hala kontrolden çıkabileceğini göstermiştir.

NuScale gibi şirketlerin küçük modüler reaktör (SMR) teknolojisi fisyonu daha güvenli, daha ucuz ve daha hızlı online hale getirmektedir. Buna rağmen NuScale ve onun gibi şirketler şimdi şüpheci bir halka ve düzenleyicilere karşı zorlu bir mücadele vermektedir.

  1. Füzyon Enerjisi

Nükleer füzyon elektrifikasyonun kutsal kasesidir. Verimli, ucuz ve güvenli ana yük güç sağlayabilir. Fisyon reaktöründe olduğu gibi atomları parçalamak yerine fizyon reaktörü atomları helyum ve ısı üretmek için hidrojen izotoplarını çarpışmaktadır. Aynı süreç yıldızlarda da gerçekleşmektedir. Deniz suyundan elde edilen bir kilogram füzyon yakıtı 55.000 varil petrole eşdeğerdir ve bir yıl boyunca 10.000 evi ısıtmaya yeterlidir. Ayrıca fisyonun aksine füzyon silah haline getirilemeyen eser miktarda radyoaktif madde üretmektedir.

Laboratuvarda denenen füzyon yakın zamanda ölçek büyütme fazına girmiştir. Kamu tarafından finanse edilen ITER deneyi uzmanların 2030’laın sonlarından 2040’ların ortalarına kadar net pozitif enerji üreteceğine inandıkları ilk raktörü inşa etmektedir. Aynı zamanda 25’ten fazla özel şirket 2025’e kadar demo tesislerini ve 2030’a kadar ilk ticari tesislerini tamamlamak için yarışmaktadır. Bir zamanlar füzyonun ana sorunu olan yatırımcılardan para toplamak artık daha az sorun haline gelmektedir.

Füzyon, tartışılan diğer alternatiflerine göre önemli fırsatlar sunmaktadır. Ağır sanayi, mega şehirler ve elektrikli ulaşım için kömürle çalışan tesislerin yerini almaya yeterli ve tutarlı ana yük güç enerjisi sağlamaktadır. Güneş ve rüzgarın aksine coğrafyaya bağlı değildir ve net enerji çıktısı ve maliyet açısından hidrojenin önündedir.

Füzyon reaktörleri modüler ölçeklendirme sayesinde nispeten küçük veya büyük olabilir. Bu, yatırım onaylarını geleneksel olarak büyük füzyon tesislerine göre daha uygun hale getirmektedir. Ayrıca füzyonun daha küçük boyutları teknolojiyi deniz araçlarına -hatta Marsa giden roketlere- güç sağlamak için uygun hale getirebilir.

Eğer füzyon 2030’a kadar uygulanabilir hale gelirse 2050’ye kadar net sıfır emisyona ulaşılabilir. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), Bloomberg gibi kuruluşlar yıllık tahminlerine füzyonu eklemekte ve bunun kömürle çalışan elektrik santralleri için uygun bir alternatif oluşturacağını anlatmaya başlamaktadır.

Olası Tüm Seçenekler Masada, Ancak…

Füzyon enerjisi diğer temiz teknolojileri dışarıda bırakacak kadar her derde deva değildir. Güneş, rüzgar, jeotermal, hidroelektrik, güneş ısısı, fisyon ve hidrojenin tümünün geleceğin enerji karışımında oynayacağı roller vardır. Bununla birlikte öncelik her şeyin elektrifikasyonuna hazırlanmaktır ve füzyon 2050’ye kadar net sıfır enerji karışımına ulaşmada eksik bir halkadır. ESG ve etkili yatırımcılar lütfen şunu dikkate alın: 2050 yılına kadar dünya füzyonu desteklemeden net sıfır tek başına mümkün değildir. Ağırdan almayı bırakalım.

[Kaynak]

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir