fizik

ana

Site haritası

Küresel ısınmaya karşı somut önlemler

Yazar fizik
Perşembe, 11 Eylül 2008
İ KLİM DEĞİŞİMİ endişeleri, bizi çok yakınlarda C02 yayımını ciddi biçimde sınırlamaya zorlayacak gibi görünüyor. Bu zorlama karşısında daha ucuz, temiz ve verimli teknolojiler devreye girene kadar, CO2'yi yakalayıp hapsetmek yoluyla, fosil yakıtları çevre açısından daha uygun hale getirmek gerekebilir. Günümüzde fosil yakıt kaynaklan, 5 trilyon tonun üzerinde karbon İçeriyor. Dünyadaki tüketimin yılda 6 milyar ton olduğu düşünülürse, geçiş için yeterince süre olduğu ortaya çıkıyor. Hedef, sağlıklı ekonomik büyümeye sekte vurmadan atmosferdeki CO₂ derişimini kararlı halde tutmak. Ancak bu, 2050 yılına gelindiğinde bugünün toplam enerji tüketiminin üzerinde "karbon-suz enerji" gerektirebilir. Dünyadaki CO₂ salımını yılda 2 milyar tona indirmekle, 10 milyar olacağı tahmin edilen dünya nüfusu için kişi başına düşen salım payının, ABD'de şu anda geçerli oranın % 3'üne düşeceği hesaplanmış. Bu hedefi gerçekleştirmenin yolu yalıtım ve hapsetmekten geçiyorsa, üretilen tüm C0₂'nin hapsedilebilmesi için, sistemin trilyonlarca watt ölçeğinde çalışması, üstelik emniyetli, çevre açısından sakıncasız ve kararlı olması gerekli. Küçük miktarlarda depolama için gereken depolama süresi en azda tutulabilecekken, depolar doldukça, sızıntı salımdan kaynaklanacak ek sürelere bağlı olarak depolama süresi, tüm karbon stoğu için binlerce yılı bulabi-İir. Karbon salımını azaltmanın temel yolu hapsetme olacaksa, 21. yüzyılda depolanan toplam karbon, olasılıkla 600 milyar tonu aşacak. Yılda yalnızca 2 milyar ton sızıntıysa, gelecek nesilleri karbon kısıtlaması ya da 'yeniden yakalama' programlarına zorlayacağı için, başlangıç depolama süreleri bile yüzyıllarla ölçülmek zorunda. Depolama süresi ve kapasitesi gibi sınırlamalar, birçok hapsetme yöntemini (biyokütlede hapis ve CO₂ kullanımı gibi) 21. yüzyıl karbon açısından verimsiz ya da geçersiz kılıyor. Okyanusların karbonik asit emme kapasiteleri bile, fosil karbon kaynaklarıyla karşılaştırıldığında, sınırlı. Dahası, okyanus karbon döngüsünün yüzyıllar alması, depolanma süresini de görece kısa hale getiriyor. Hapsetme İşleminin okyanuslar gibi, çevresel etkinliklerin çok olduğu karbon havuzlarında yapılması da pek elverişli görünmüyor. Çünkü, bir sorunun elenmesiyle başka bîr sorunun ortaya çıkması tehlikesi sözkonusu. Yeraltına enjeksiyon, hapsetmenin belki de en kolay yolu; en azından geniş ölçekli yalıtım için kanıtlanmış bir teknoloji. Yeraltındaki bir petrol rezervine CO₂ pompalanarak petrol ya da gazın yüzeye çıkarılması, işlemin maliyetini kısmen de olsa düşürecek ekonomik kazançlar sağlayabilir. Halen yılda yaklaşık 20 milyon ton CO₂'nin bu şekilde işlem gördüğü Texas^Jta, ton başına 15-20 dolar harcanıyor. Ancak bu işlemin hapsetmek olduğunu söylemek zor; çünkü İşlemde kullanılan CO₂'nin çoğu, yeraltı kuyularından elde ediliyor. Yani, daha önce doğal olarak hapsedilmiş karbon önce "tahliye ediliyor", sonra yeniden hapse gönderiliyor. Petrol ve gaz rezervleri, sınırlı kapasiteye sahip. Bunlar dolduktan sonra, sırada tuz rezervleri var. Doğalgaz-dan ayrıştırılmış CO₂'yi hapsetmek için Kuzey Denizi rezervlerinden yararlanan Norveç firması Statoil, uygulayıcılardan bir örnek. Tuz rezervleri, halen büyük kapasiteye sahip. Ancak depolama ömrü, deprem riski ve yüzer durumdaki CO₂'nin yer değiştirme olasılığındaki belirsizlikler, bu tür alanlarla ilgili değerlendirme ve çalış-maların uzun dönemi hesaba katması gereğini doğuruyor. CO₂ salımını azaltmanın daha pahalı, ancak daha güvenli ve kalıcı bir yöntemi, karbonik asidi nötrleştîrerek karbonat ve bikarbonat oluşturmak. Nötrleştirmeye dayalı hapsetme, ısı açığa çıkaran ve termodinamik açıdan yeğlenen doğal aşınma süreçlerini hızlandırarak, doğada daha sık olarak bulunan kararlı ürünlerle sonuçlanır. Fo-sil kaynaklardan daha büyük olan mineral tabakaları, çoğunlukla magnezyum ve kalsiyum olmak üzere, sınırsız miktarda baz iyonu sağlar. Olası Yöntemler CO₂'yi nötrleştirmenin en ekonomik yolu, onu alkalin mineral katmanına enjekte etmek gibi görünüyor. CO₂, bu şekilde oluşturacak. Bu da, uzun dönemde sızıntıyla ilgili kaygıların sonu demek. Karbonik asidi karbonatla nötrleştirmek, sulu bikarbonat çözeltileri oluşturur. Bunlar yeraltına enjekte edilmediği sürece, okyanusa ulaşma olasılıkları büyük. Okyanusların alabildiği bikarbonat miktarıysa, karbonik asit miktarından çok daha fazla. Ancak daha iyi bîr yöntem de olabilir: suda çözünen bikarbonatlar oluş-turmak yerine çözünmeyen karbonat oluşturmak, Çünkü, bunlar banında depolanacak, çevresel faktörler de böylelikle ancak belirli bir bölgede etki gösterebilecek. Bu amaca yönelik olarak, magnezyum silikatlar-ca zengin serpentin ya da olivin kayalar kazılır, ezilir ve öğütülerek CO₂'yle tepkimeye sokulabilir. Bu İşlemler için tahmini harcama, CO₂'nin tonu başına 10 dolar civarında ki, bu oldukça uygun bir tutar. Karbonlaştırmayı hızlandıracak yöntemlere yine de gereksinim var. Şimdilik var olan en iyi yaklaşım (peridotit ve serpentinin sulu bir tepkimeyle karbonlaştırılması) fazla pahalı. Ancak, yoğun enerji harcanımı gerektiren ısıyla işlem aşaması süreçten dışla-nabilirse, yöntem daha ekonomik ve uygulanabilir duruma gelebilir. Mineral hapsetme işleminin yer yüzeyinde gerçekleştirilmesi, ortaya çıkabilecek tüm CO₂'nin bağlanmasını ve çevresel etkilerin görece dar bölgelerle sınırlı kalmasını sağlayabilir. Hapsetme yöntemlerinin çoğu, yoğunlaşmış CO₂'yle uygulanabilirlik kazanır. Bu CO₂'yi hapsedecek en uygun yerlerse elektrik ve hidrojen gibi temiz, karbonsuz enerji taşıyıcıları üreten büyük santraller. Ancak mevcut santrallerde bu hedefe yönelik değişiklikler yapmanın oldukça pahalıya malolacağı, yeni santrallerin CO₂yakalamaya uygun tasarlanmalarının daha verimli olacağı düşünülüyor. CO₂'yi tümüyle hapsetme hedefi, öteki tüm atık salımlarını da ortadan kaldıran yepyeni santrallerin tasarımlarına kapı açıyor. Bugün, oksijen püskürtmeli gazlaştırma yöntemi, bu hedefe yaklaşır görünüyor. Daha da ileri tasarımlar, CO₂ hapsinin verimden götürdüğü payı da rahatlıkla karşılayabilir. Sözgelimi, kömürün gazlaştırma ürünlerini, buharla birlikte sıvılaştırılmış bir kireç yatağına göndermek, oksijenin sudan karbona geçmesine neden olur. CO₂'nin kireçten yakalanması, hidrojen üretimini tetikleyerek gerekli miktarda ısı açığa çıkmasıyla sonuçlanır. Hidrojence zengin çıktının yarısı ta katı oksit yakıt hücresinde oksitlen-dirilebilir. Yoğun su içeren yakıt gazı atığı, döngüyü yinelemek üzere kireç yatağına döner. Bu durumda tesisi ter-kedecek olanlar, fazla su, kül ve temizleme aşamalarında yakalanan çeşitti atıklardan ibaret Kireç, tümüyle karbonatlı kireçtaşı durumuna geldikten sonra, CO₂ yoğunlaşmış bir gaz akışı biçiminde yeniden üretilirken, kireçtaşı da yakıt hücresindeki atık suyla yeniden kirece dönüşür. Isı, gerektiği gibi kullanılabilirse, güç santralinin verimi, sonuçta % 70'e çıkabilir. (Bu oran, geleneksel, kömür yakan güç santralleri için % 30 - 35, gaz kullananları içinse % 50 dolaylarında. ) CO₂, yakıttan üç kat ağır olduğu için araba ya da uçaklarda depolana-maz. Bu araçlardan çıkan CO₂, bu nedenle atmosfere salınıp yeniden yakalanmak zorunda. Halen çözeltiler ya da aktif karbondan tabanlar) üzerindeki havadan da CO₂yakalamak mümkün görünüyor; ancak henüz denenmiş değil. Etkili bir CO₂ taşıyıcısı da rüzgar. Normal yakalama donanımının % l' boyutlarındaki yeldeğirmenleri, diğerleriyle aynı oranda CO₂ hapsederek işlemi oldukça ucuza maledebilir. Gereken tutucu madde döngüsü İçin yapılacak ek harcamaysa, göze alınabilir miktarlarda olsa gerek. Atmosfer oldukça hızlı karıştığı için, herhangi bir bölgeden CO₂ çekilmesi, ne kadar uzak olursa olsun başka bir bölgedeki salımın etkisini sıfırlayabilir. Güç üretimiyle CO₂ hapsisü-reçterinin birbirinden ayrılmasıyla, havadan yakalama İşlemi, mevcut fosil temelli enerji altyapısından da, ömrü yettiğince yararlanmayı olanaklı kılar. Böylelikle uzak bölgelerde atık alanları açılarak, atmosferdeki CO₂ derişimi-nin düşmesi bile sağlanabilir. CO₂'yi hapsetme işlemlerinin maliyeti, şimdilik belirsiz. Ancak, C0₂'nin tonu başına 30 dolar (petrol varili başına 13 dolar maliyete karşılık geliyor), uzun dönem için, abartılı bir tutar gibi görünmüyor. Petrol gibi yan ürünlerle artacak talep, depolama maliyetini düşük tutacak. Bu aşamada en büyük harcama kalemini, mevcut santral donanımlarının, CO₂ hapsine uygun hale getirilmesi oluşturacak. Ancak zamanla, yeni santral tasarımlarıyla CO₂ hapsi için gereken harcama azalırken, ucuz alanların dolmaya başlaması, süreklilik ve güvenliğin gerektirdiği ek önlemler, depolama harcamalarını artırabilir. Sözgelimi, kara araçları ve uçaklarda CO₂ kullanımını sağlayacak bazı değişilikier, nakil ve yeni alan açma sorunlarını ortadan kaldırıp, CO₂'yi havadan yakalamanın yüksek maliyetini telafi edebilir. kaynak: Bilim Favorilere Ekle Sik Kullanilanlar E-posta ile Bildir Okunma: 666 Yorumlar (0) Bu icerige ait yorumlari masaustune alabilirsiniz Yorum Yazin Adiniz Email Baslik Yorum eksi not \| arti not Bu yoruma abone ol (Sadece kayitli kullanicilar icin) Okudum ve kabul ediyorum Yorum gonderim kurallari. Lutfen resimdeki guvenlik kodunu girin