- 2024 yılında atmosferik CO2 yaklaşık 426 ppm’ye ulaştı, bu da sanayi öncesi seviyelerin yaklaşık %50 üzerindedir.
- UC Berkeley araştırmacıları, 300°C’deki sıcak baca gazından %90’ın üzerinde verimlilikle CO₂ yakalayabilen ZnH-MFU-4_l adlı bir çinko hidrür MOF geliştirdi; bu, doğrudan baca entegrasyonunu mümkün kılabilir.
- Ekim 2024’te, poliamin ile dekore edilmiş kovalent organik iskelet COF-999, testlerde ortam havasından CO₂’yi tamamen temizledi; 200 gramlık bir miktar yılda yaklaşık 20 kilogram CO₂ yakaladı ve 100 çevrim boyunca kararlılık gösterdi.
- Yeni bir MOF filtre, geleneksel amin sistemlerine göre yaklaşık %17 daha az enerji ve %19 daha düşük maliyetle %99’a kadar CO₂ giderimi sağladı; bu da önemli enerji verimliliği artışlarını gösteriyor.
- Heirloom Carbon’un mineral döngüsü, kireçtaşından elde edilen kalsiyum oksidi kullanarak CO₂’yi pasif olarak emiyor ve ısıtıldığında serbest bırakıyor; ölçekli olarak ton başına 100 doların altında potansiyel giderim maliyeti ve 2023–2024’te 150 milyon doların üzerinde fon sağlandığı iddia ediliyor.
- Norveç’in Brevik CCS projesi, 2025’te başlatılan testlerde Heidelberg Materials’ın çimento fabrikasından CO₂ yakalamaya başladı ve yılda yaklaşık 400.000 ton yakalamak üzere tasarlandı; sıvılaştırılmış CO₂, Northern Lights projesi kapsamında Kuzey Denizi altındaki bir depolama rezervuarına taşınıyor.
- Climeworks’ün İzlanda’daki Mammoth DAC tesisi, 2024’te 72 kolektörle yılda 36.000 tona kadar CO₂ kapasitesiyle faaliyete geçti ve jeotermal enerjiyle çalışıyor; 2030’a kadar megaton, 2050’ye kadar gigaton ölçeğinde kapasite hedefliyor.
- Amerika Birleşik Devletleri, bölgesel DAC merkezleri için 3,5 milyar dolar, dokuz yeni DAC tesisi için 1,8 milyar dolar ve depolanan DAC CO₂ için ton başına 180 dolara (nokta kaynağı CO₂ için ton başına 85 dolar) kadar 45Q vergi kredisi ile DAC’a desteği artırdı; ayrıca taşıma ve depolama altyapısı için 2,6 milyar dolar sağlandı.
- Louisiana’daki Project Cypress DAC merkezi, yılda yaklaşık 1 milyon ton CO₂ yakalamayı planlıyor ve 3 milyar tona kadar depolama kapasitesine sahip King Ranch tuzlu su oluşumlarından yararlanıyor.
- Çin’in CarbonBox’u, Temmuz 2024’te güvenilirlik testlerini geçen ilk yerli DAC modülü oldu; yılda 100 tondan fazla CO₂’yi %99 verimlilikle yakalayabiliyor ve milyon ton ölçekli modüler dağıtım için tasarlandı.
Karbon Yakalamanın Acil Gerekliliği
Atmosferimizdeki karbondioksit (CO₂) seviyeleri rekor düzeyde yüksek ve tehlikeli iklim değişikliğini tetikliyor. 2024 yılında CO₂ konsantrasyonları yaklaşık 426 ppm’e ulaştı – bu, sanayi öncesi seviyelerden yaklaşık %50 daha yüksek demek news.berkeley.edu. Emisyonları azaltmak çok önemli, ancak uzmanlar bunun tek başına yeterli olmayacağı konusunda hemfikir. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC), küresel iklim hedeflerine ulaşmak için havada zaten bulunan milyarlarca ton CO₂’nin de giderilmesi gerektiğini söylüyor reuters.com, news.berkeley.edu. İşte burada karbon yakalama teknolojileri devreye giriyor: CO₂’yi kaynağında (ör. enerji santralleri veya fabrikalar) ve hatta doğrudan ortam havasından yakalayarak “negatif emisyon” elde etmek. Bir iklim bilimcisinin dediği gibi, yalnızca karbon giderimine güvenmek riskli – “Yalnızca yakın vadede iddialı emisyon azaltımlarıyla riskleri etkili şekilde azaltabiliriz… [ancak] CO₂ giderimi (CDR) ısınmayı yavaşlatmaya yardımcı olabilir” reuters.comreuters.com. Kısacası, emisyon azaltımıyla birlikte karbon yakalama ve giderimi de gerekiyor ve son gelişmeler bu teknolojileri daha uygulanabilir kılıyor.
Neden Karbon Yakalama? Azaltılması zor sektörler (çimento, çelik, enerji) hâlâ büyük miktarda CO₂ salıyor. Karbon yakalama, bu sektörlerin egzozundan CO₂’yi arındırarak havaya ulaşmasını engelleyebilir. Örneğin, sadece çimento üretimi küresel CO₂ emisyonlarının yaklaşık %7–8’ine neden oluyor ve bu “proses emisyonlarının” yakalanması uzun süre çok zor görülüyordu ccsnorway.com. Öte yandan, doğrudan hava yakalama (DAC) sistemleri, açık havadaki seyreltilmiş CO₂’yi (yaklaşık %0,04 konsantrasyon) çekebiliyor – bu büyük bir zorluk, ancak atmosferde birikmiş CO₂’yi azaltmak istiyorsak gerekli news.berkeley.edu. “Doğrudan hava yakalama, CO₂ seviyelerinin artışını tersine çevirmek için hesaba katılıyor… Olmazsa, ısınmayı 1,5 °C ile sınırlama hedefine ulaşamayacağız,” UC Berkeley İklim Değişikliği Merkezi, IPCC bulgularını özetleyerek belirtti news.berkeley.edu.
Yakın zamana kadar, karbon yakalama pahalı, enerji yoğun ve çoğunlukla pilot projelerle sınırlıydı. Geleneksel yakalama, büyük temizleyici kulelerinde sıvı aminler (CO₂’yi bağlayan kimyasallar) kullanır; bu yöntem yoğun baca gazları için işe yarar, ancak çok fazla enerji tüketir – ve hava gibi düşük CO₂ seviyeleri için verimli değildir news.berkeley.edu. Ancak 2024–2025 yıllarında, dünya çapında bilim insanları ve mühendisler, CO₂ yakalamayı çarpıcı şekilde daha verimli, uygun maliyetli ve ölçeklenebilir hale getirme sözü veren yeni yapılar ve teknolojiler tanıttılar. CO₂’yi emme özelliğine sahip sünger benzeri son teknoloji malzemelerden, binlerce ton CO₂ depolayan devasa yeni tesislere kadar bu yenilikler, atmosferimizi temizleme yarışını hızlandırıyor.
Aşağıda, CO₂ yakalamadaki en son atılımları inceliyoruz – gelişmiş malzemeler (metal-organik iskeletler, kovalent organik iskeletler, sorbentler), yeni süreçler (yüksek sıcaklıkta yakalamadan güneş enerjili DAC’a kadar) ve dünya çapındaki büyük projeler ve girişimler dahil. Ayrıca, önde gelen bilim insanları ve iklim uzmanlarından bu gelişmelerin iklim değişikliğiyle mücadele açısından ne anlama geldiğine dair görüşler de sunuyoruz.
CO₂ Yakalama için Gelişmiş Malzemeler: MOF’lar, COF’lar ve Sorbentler
Karbon yakalamada büyük bir devrim, malzeme biliminden geliyor. Araştırmacılar, CO₂ moleküllerini yakalamada şaşırtıcı yeteneklere sahip yeni gözenekli katılar yarattılar. İki yıldız oyuncu, metal-organik iskeletler (MOF’lar) ve kovalent organik iskeletler (COF’lar) – gazlar için yüksek yüzey alanlı süngerler gibi davranan nanometrik gözeneklere sahip kristal malzemelerdir. Bu iskeletler, CO₂’ye tutunan kimyasal gruplarla özel olarak üretilebilir ve geleneksel sıvı amin filtrelerine göre büyük gelişmeler sunar energiesmedia.comatoco.com.
- MOF’lar (Metal-Organik Çerçeveler): MOF’lar, metal atomlarının organik bağlayıcılarla birbirine bağlanmasıyla oluşan ve iç yüzey alanı o kadar büyük olan açık bir kafes yapısıdır ki, “sadece bir gramı bir futbol sahası büyüklüğünde yüzey alanına sahiptir” energiesmedia.com. Bilim insanları, MOF gözeneklerini fonksiyonel gruplarla (örneğin aminler veya diğer reaktif bölgeler) süsleyerek CO₂’yi seçici olarak yakalayabilirler. MOF’lar, on yılı aşkın süredir CO₂ yakalama için inceleniyor, ancak yeni formülasyonlar performansı yeni zirvelere taşıyor. Örneğin, 2024’ün sonlarında, Prof. Jeffrey Long liderliğindeki bir UC Berkeley ekibi, sıcak baca gazından – 300 °C‘de, geleneksel malzemelerin sınırlarının çok üzerinde – CO₂ yakalayabilen bir MOF keşfetti news.berkeley.edu. Bu MOF, ZnH-MFU-4𝓁 olarak biliniyor ve gözeneklerinde aminler yerine çinko hidrür (ZnH) bölgeleri kullanıyor; bu bölgeler yüksek sıcaklıklarda son derece kararlı olduğunu kanıtladı news.berkeley.edu. “Keşfimiz, bilim insanlarının karbon yakalama konusundaki düşüncelerini değiştirmeye aday. Bir MOF’un, daha önce mümkün olduğu düşünülmeyen, benzeri görülmemiş derecede yüksek sıcaklıklarda CO₂ yakalayabildiğini bulduk…” dedi Dr. Kurtis Carsch, çalışmanın ortak yazarı news.berkeley.edu. Malzeme, simüle edilmiş egzozda (derin yakalama olarak adlandırılan bir seviye) %90’ın üzerinde CO₂ yakalama sağladı, hem de ~300 °C’de, kapasitesi en iyi amin bazlı tutucularla karşılaştırılabilir şekilde news.berkeley.edu. Bu, baca gazlarının genellikle 200–400 °C’yi aştığı çimento ve çelik gibi endüstriler için oyunun kurallarını değiştiren bir gelişme news.berkeley.edu. Geleneksel yakalama için karmaşık soğutma sistemleri kurmak yerine, bu tür yüksek sıcaklıklı MOF’lar bir gün doğrudan bacalara entegre edilebilir. Prof. Long’un belirttiği gibi, “Bu çalışma, doğru fonksiyonellikle – burada çinko hidrür bölgeleriyle – CO₂’nin hızlı, geri dönüşümlü ve yüksek kapasiteli yakalamasının gerçekten de 300 °C gibi yüksek sıcaklıklarda başarılabileceğini gösteriyor” news.berkeley.edu. Araştırmacılar şimdi bu MOF’un varyantlarını ve metal bölgelerini diğer gazları hedeflemek veya kapasiteyi daha da artırmak için ayarlamayı araştırıyorlar news.berkeley.edu.
- COF’lar (Kovalent Organik İskeletler): COF’lar, MOF’lara benzer ancak metal içermezler – tamamen hafif elementlerden (C, H, N, O) oluşurlar ve güçlü kovalent bağlarla birbirine bağlanırlar. Bu, onları belirli koşullara karşı daha dayanıklı hale getirebilir. Ekim 2024’te, Prof. Omar Yaghi (MOF/COF’ların mucidi) ve Prof. Laura Gagliardi liderliğindeki bir ekip, COF-999 adlı yeni bir CO₂ yakalayan COF’u tanıttı ve bu malzeme performansıyla araştırmacıları şaşırttı pme.uchicago.edu. COF-999, altıgen kanalları “poliaminlerle dekore edilmiş” gözenekli bir kafestir – esasen, gözeneklerin içinde büyütülmüş uzun amin grubu zincirleri pme.uchicago.edu. Bu aminler, CO₂ için moleküler kanca gibi davranır. UC Berkeley’deki testlerde, COF-999’un küçük bir örneği ortam havasından CO₂’yi tamamen temizleyebildi. “Berkeley havasını – sadece dışarıdaki havayı – malzemenin içinden geçirdik ve nasıl performans göstereceğini görmek istedik, sonuç harikaydı. Havayı tamamen CO₂’den arındırdı. Her şeyi,” diye bildirdi Prof. Yaghi news.berkeley.edu. Araştırmacılara göre, 200 gram COF-999 (yaklaşık yarım libre) yılda 20 kg CO₂ yakalayabiliyor, bu da olgun bir ağacın emdiği miktara yakın news.berkeley.edu. Önemli olarak, COF-999 olağanüstü derecede kararlı: CO₂ yakalama ve salma işleminin 100 döngüsü boyunca hiçbir bozulma göstermedi pme.uchicago.edu. “Hem kimyasal hem de termal olarak çok kararlı ve en az 100 döngü kullanılabilir,” dedi Prof. Gagliardi pme.uchicago.edu. Bu dayanıklılık büyük bir sorunu çözüyor – önceki birçok malzeme, özellikle havadaki su veya kirleticiler nedeniyle, tekrar tekrar kullanımdan sonra bozuluyordu. COF-999’un omurgası, kimyadaki en güçlü bağlardan olan olefin (karbon-karbon) bağlarından oluşuyor news.berkeley.edu. Nemli havada veya bazik koşullarda dağılan bazı MOF’ların aksine, bu COF suya, oksijene ve diğer gazlara karşı dayanıklıdır news.berkeley.edu. “Havadan CO₂ yakalamak çok zorlu bir iş – yüksek kapasite, yüksek seçicilik, suya dayanıklılık, düşük rejenerasyon sıcaklığı, ölçeklenebilirlik… Zor bir iş,” diye açıkladı Yaghi, “Bu COF güçlü bir omurgaya sahip, daha az enerji gerektiriyor ve 100 döngüye dayanabildiğini gösterdik wkapasite kaybı olmadan. Başka hiçbir malzemenin böyle performans gösterdiği kanıtlanmamıştır” news.berkeley.edu. Aslında, Yaghi COF-999’u “temelde doğrudan hava yakalama için mevcut en iyi malzeme” olarak nitelendirdi news.berkeley.edu. CO₂ tutumu, sorbent başına gramda 2 milimol’e kadar çıkıyor ve bu da onu katı sorbentler arasında en iyi performans gösterenlerden biri yapıyor news.berkeley.edu. Ve yalnızca ~60 °C (140 °F) sıcaklığa ısıtıldığında CO₂ saldığı için, rejenerasyon için düşük kaliteli ısı kaynaklarını potansiyel olarak kullanabilir news.berkeley.edu. Ekip şimdiden Yapay Zeka tekniklerini daha iyi iskeletler tasarlamak için kullanıyor ve rejenerasyona ihtiyaç duymadan önce “iki kat daha fazla CO₂” yakalayabilecek malzemeler hedefliyor pme.uchicago.edu. Bu tür yapay zeka destekli keşifler artan bir trend: örneğin, Illinois Chicago Üniversitesi ve Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar yakın zamanda 120.000 varsayımsal MOF yapısını taramak ve CO₂ yakalama için umut vadedenleri belirlemek için hesaplamalı bir çerçeve kullandılar energiesmedia.com. Yaghi’nin laboratuvarı ayrıca bu retiküler malzemeleri karbon yakalama için ticarileştirmek amacıyla Atoco adında bir girişim de başlattı.
- Katı Sorbentler & Diğer Malzemeler: MOF’lar ve COF’ların ötesinde, çeşitli yeni katı sorbentler test edilmektedir. Bunlar arasında modifiye zeolitler, gözenekli polimerler, iyon değişim reçineleri ve hatta biyomimetik malzemeler yer alıyor. Birçoğu, CO₂’yi kimyasal olarak bağlamak için amin grupları ile fonksiyonelleştirilmiştir. Amaç, CO₂ için yüksek kapasite ve seçicilik sağlarken, sıvı amin çözeltilerine göre daha az enerjiyle rejenerasyon gerektirmektir. Bazı girişimler enzim tabanlı sorbentler veya elektrokimyasal CO₂ yakalama (CO₂ salımını ısı yerine elektrikle tetiklemek) üzerinde çalışıyor. ABD’deki Heirloom Carbon gibi diğerleri ise farklı bir yaklaşım benimsiyor: doğal olarak oluşan mineralleri kullanmak. Heirloom, kireçtaşından elde edilen kalsiyum oksidi yayarak havadan CO₂’yi pasif olarak kalsiyum karbonata dönüşerek emmesini sağlıyor, ardından saf CO₂’yi serbest bırakmak ve oksidi yeniden üretmek için ısıtıyor. Bu mineral döngüsü yaklaşımı, ucuz ve bol bulunan malzemeleri (temelde hızlandırılmış kireçtaşı ayrışması) kullanıyor. 2023–2024 yıllarında Heirloom, ölçek büyütmek için büyük yatırımlar aldı – 150 milyon doların üzerinde – ve ilk ticari tesislerini inşa ediyor businesswire.com, heirloomcarbon.com. Fan destekli sistemlere göre daha yavaş olsa da, mineral DAC düşük maliyetli olabilir ve ısı ile çalışır; Heirloom, ölçeklendiğinde <100$/ton giderlere ulaşabileceğini iddia ediyor. Bu arada, CO₂ yakalama için membranlar kademeli iyileştirmeler gördü, ancak esas olarak yoğun gazlar için çalışıyorlar. Araştırmacılar ayrıca hibrit sorbentler (örneğin, enzimleri veya sıvı benzeri malzemeleri katı desteklere bağlamak) geliştiriyor ve her birinin en iyi özelliklerini birleştiriyor. Malzeme yelpazesi, yapay zeka tasarımı ve yüksek verimli testlerle hızla genişliyor. Bir enerji medya kuruluşunun belirttiği gibi, “sofistike metal-organik iskeletler… moleküler süngerler gibi işlev görüyor” ve akıllı proses mühendisliğiyle (örneğin vakum salınım döngüleri) birleştirildiğinde, yeni sistemler laboratuvar testlerinde %99’a kadar CO₂ giderimi gösterdi – eski teknolojinin tipik %50–90’ının çok üzerinde energiesmedia.com. Kısacası, gelişmiş malzemeler karbon yakalamayı daha verimli hale getiriyor (bazı durumlarda CO₂’nin >%95–99’unu yakalıyor) ve daha az enerji kullanıyor. Örneğin, yeni bir MOF filtresi, geleneksel amin sistemlerine kıyasla aynı CO₂ yakalama oranını yaklaşık %17 daha az enerji ve %19 daha düşük maliyetle başardı energiesmedia.com. Tüm bu kazanımlar kritik öneme sahip, çünkü daha az enerji kullanımı, daha ucuz işletme ve yakalama sürecinin kendisi için daha küçük bir iklim ayak izi anlamına geliyor.
Yenilikçi CO₂ Yakalama Süreçleri ve Sinerjiler
Yeni malzemelerle birlikte, mühendisler CO₂’nin nasıl yakalanıp salındığını yeniden tasarlayarak süreci daha pratik hale getiriyorlar. Geleneksel karbon yakalama genellikle sıcaklık veya basınç salınımlı adsorpsiyon kullanır – bir sorbenti gazla temas ettirip CO₂’nin adsorbe olmasını sağlarsınız, ardından koşulları değiştirerek (ısıtarak veya basıncı düşürerek) CO₂’nin depolama için serbest bırakılmasını sağlarsınız. Yeni teknikler bu döngüyü geliştiriyor:
- Nem Salınımı & Su Hasadı Sinerjisi: 2024’te çığır açan bir fikir, CO₂ desorpsiyonuna yardımcı olmak için su buharı kullanmaktı. Nature Communications (Kasım 2024)‘te yayımlanan bir makalede, araştırmacılar bir nem patlaması eklemenin DAC sorbentlerinin rejenerasyonu için gereken enerjiyi önemli ölçüde azaltabileceğini gösterdi nature.com. Yöntemleri, katı aminli bir sorbent kullanarak havadan hem su hem de CO₂ yakalıyor; ardından yaklaşık 100 °C’de, yoğunlaştırılmış su buharı ekleniyor ve bu, CO₂’nin sorbentten itilmesini sağlıyor. Süreç, %97,7 saf CO₂ (depolama veya kullanım için hazır) ve aynı anda taze su üretti, hem de vakum pompalarına veya yüksek basınçlı buhar kazanlarına ihtiyaç duymadan nature.com. Aslında, basit bir yerinde buhar temizliği, yakalanan CO₂’nin %98’inin geri kazanılması ve yaklaşık %20 daha az enerji girdisiyle nature.com yeterli oldu. Daha da etkileyici olanı, tamamen güneş ısısıyla çalışan bir prototip gösterdiler ve bu, DAC ünitelerinin uzak bölgelerde yenilenebilir enerjiyle çalıştırılabileceğini gösteriyor nature.com. Bu “dağıtık DAC” konsepti – güneş ışığı ve ortam nemi kullanmak – su kıtlığı olan bölgelerde uygun maliyetli karbon giderimi sağlarken aynı zamanda su da üretebilir. Bu, soruna zekice bir yaklaşım: Su genellikle CO₂ yakalamada bir kirletici olarak görülür (nemli hava birçok sorbentin etkinliğini azaltır), ancak burada su, CO₂’nin serbest bırakılmasına yardımcı olan bir özelliğe dönüşüyor.
- Enerji Verimli Rejenerasyon: Bir diğer odak noktası ise CO₂ salım adımından daha fazla verim elde etmek. Bunun bir örneği ısı entegrasyonudur. Norveç’teki dünyanın ilk çimento fabrikası karbon yakalama projesinde (ileride tartışılacak), mühendisler bir Karbon Yakalama Isı Geri Kazanım sistemi uyguladı: CO₂ kompresöründen çıkan atık ısı, amin yıkayıcısını çalıştırmaya yardımcı olan buharı üretmek için geri dönüştürülüyor ve rejenerasyon için gereken ısının yaklaşık üçte birini sağlıyor man-es.com. Aksi halde boşa gidecek olan ısıyı yeniden kullanarak, sistem yakalama işleminin enerji cezasını önemli ölçüde azaltıyor man-es.com. Sürecin dijital optimizasyonu da başlatma sürelerini kısalttı ve bazı gereksiz bileşenleri ortadan kaldırarak sistemi daha esnek hale getirdi man-es.comman-es.com. Benzer şekilde, birçok yeni yakalama sistemi vakum veya basınç salınımlı adsorpsiyon ile gelişmiş sorbentler kullanıyor ve tamamen ısıtmadan kaçınıyor: Sorbentten CO₂’yi ortam sıcaklığında serbest bırakmak için vakum uygulanıyor, böylece enerji tasarrufu sağlanıyor. Bazı tasarımlar iki veya daha fazla sorbent yatağı arasında dönüşümlü çalışıyor; biri yakalama yaparken diğeri rejenerasyon yapıyor, böylece sürekli çalışma sağlanıyor (Climeworks’ün DAC modülleri de bu şekilde çalışıyor, filtrelerini rejenerasyon için düşük basınçlı buhar veya vakum kullanıyor).
- Elektrokimyasal ve Katalitik Yaklaşımlar: Isı/basınç salınımlarının dışında, şirketler elektrikle çalışan CO₂ yakalama konusunda yenilikler yapıyor. Örneğin, MIT çıkışlı Verdox adlı bir girişim, elektro-salınımlı adsorpsiyon geliştiriyor; burada bir voltaj uygulandığında bir malzemenin CO₂’ye olan ilgisi değişiyor – yani, sorbenti CO₂’yi almak için “şarj ediyor” ve ardından CO₂’yi bırakmak için deşarj ediyorsunuz, önemli bir ısıtmaya gerek kalmadan. Bu, yenilenebilir elektrikle çalıştırılabilir ve modüler olarak ölçeklendirilebilir. Diğer araştırmacılar ise CO₂ salımı için gereken enerjiyi azaltmak amacıyla çözücü bazlı sistemlere katalizörler ekliyor (örneğin, karbonik anhidraz enzimleri veya CO₂-amin bağını daha düşük sıcaklıklarda kırmaya yardımcı olan metal katalizörler). Bu yaklaşımlar çoğunlukla Ar-Ge aşamasında olsa da, yakalamada enerji maliyetini kaba kuvvetle ısıtmak yerine daha akıllı kimya kullanarak azaltmak için umut verici bir sınırı temsil ediyor.
- Hibrit Sistemler (CCUS): Bazı yeni düzenekler, ekonomiyi iyileştirmek için CO₂ yakalamayı anında kullanımla birleştiriyor. Örneğin, doğrudan havadan yakalama ile yakıta yönelik tasarımlar mevcut; burada havadan çekilen CO₂, sentetik yakıt üretmek için (yeşil hidrojenle birlikte) bir reaktöre besleniyor. Pilot projeler, DAC ünitelerini yakıt sentezine veya beton üretimine (CO₂’nin yapı malzemelerine mineralize edilmesi) bağlıyor. Dikkate değer bir projede, Carbon Engineering’in DAC teknolojisi, Air Company’nin yakıt senteziyle birleştirilecek ve atmosferik CO₂’den jet yakıtı üretmek için önerilen bir tesiste kullanılacak. Bir diğer hibrit konsept ise BECCS (biyoyakıtla CCS); burada biyokütle enerji santralleri CO₂ emisyonlarını yakalıyor – çünkü CO₂ bitkiler tarafından atmosferden alınan karbon olduğu için net-negatif emisyon sağlanıyor. Bu tür yenilikler henüz başlangıç aşamasında, ancak yakalama maliyetlerini dengeleyen gelir akışları (yakıtlar, ürünler) yaratabilir ve teknolojinin ölçeklenmesine yardımcı olabilir.
Genel olarak, ana tema verimlilik ve entegrasyon: CO₂ yakalama ünitelerini, genellikle doğal süreçlerden (su döngüsü, atık ısı veya yenilenebilir enerji gibi) yararlanarak, minimum enerjiyle CO₂ toplayan akıllı makineler haline getirmek. Bu süreçteki atılımlar, gelişmiş malzemelerle birleştiğinde, laboratuvarlarda ve erken demolarında rekor kıran performanslar sağlıyor. Örneğin, özel bir MOF filtre ve vakum-salınım döngüsü kullanan bir ekip, yakın zamanda laboratuvar testlerinde %99 CO₂ giderimi elde etti ve eski yöntemlere göre yaklaşık %17 daha az enerji kullandı energiesmedia.com, energiesmedia.com. Tüm bu gelişmeler, bizi ölçekli ve maliyet etkin karbon yakalama hayaline bir adım daha yaklaştırıyor.
Kaynağında Karbon Yakalama: Endüstrileri Temizlemek
CO₂ noktasal kaynaklardan – örneğin enerji santralleri, fabrikalar ve rafineriler – yakalanması, iklim değişikliğiyle mücadelede kritik bir unsur. Bu kaynaklar yüksek konsantrasyon ve hacimde CO₂ üretir, bu nedenle burada yakalama yapmak, büyük emisyonların havaya ulaşmasını baştan engelleyebilir. 2024–2025’teki birkaç büyük gelişme, noktasal kaynaklı karbon yakalamayı güçlendirdi:
- Çimento & Çelik – İlk Tam Ölçekli Projeler: 2025’in başlarında, Norveç’in Longship karbon yakalama ve depolama projesi tarihi bir dönüm noktasına işaret etti: Brevik CCS tesisi, bir çimento fabrikasında dünyanın ilk tam ölçekli CO₂ yakalama tesisi oldu ccsnorway.com. 2024’ün sonlarında inşaatı tamamlanan Brevik CCS, Norveç’in Brevik kentindeki Heidelberg Materials çimento fabrikasından CO₂ yakalamaya başladı. Mayıs 2025’e gelindiğinde, başlatma testleri sırasında 1.000+ ton CO₂ güvenli bir şekilde yakalanmıştı ccsnorway.com. Tam kapasiteyle çalışmaya başladığında, yılda 400.000 ton CO₂ yakalayacak ve tesisin emisyonlarının yaklaşık %50’sini ortadan kaldıracak man-es.com. Bu CO₂, sahada sıvılaştırılıyor ve Northern Lights projesi kapsamında Kuzey Denizi’nin altındaki kalıcı bir depolama rezervuarına taşınıyor ccsnorway.com. Bu, ağır sanayi için bir atılım – Norveç’in CCS ajansı Gassnova’nın belirttiği gibi, “Çimento sektörü, küresel CO₂ emisyonlarının %7–8’inden sorumlu… Bu sektörden kaynaklanan proses emisyonlarının yakalanması uzun süredir son derece zorlu kabul ediliyordu. Brevik CCS’in artık pratikte CO₂ yakalıyor olması bir atılımdır… teknolojik ve endüstriyel olarak” ccsnorway.com. Bu, “azaltılması zor” endüstriyel CO₂’nin bile büyük ölçekte yakalanabileceğini kanıtlıyor. Sırada, Oslo’daki bir Norveç atıktan-enerjiye tesisi, 2026’da CO₂ yakalama ile (yaklaşık 400 bin ton/yıl) devreye girecek ve CCS’in farklı sektörlerde de uygulanabileceğini gösterecek.
- Sanayi için Yüksek Sıcaklıkta Yakalama: Çelik ve çimento gibi endüstriler için en büyük engellerden biri, egzozlarının çok sıcak olmasıydı; çünkü geleneksel CO₂ temizleyicileri (gazların ~40–60 °C’ye kadar soğutulmasını gerektirir) bu sıcaklıklarda çalışamaz. Bu gazları soğutmak enerji ve su gerektirir, bu da benimsenmesini zorlaştırır news.berkeley.edu. UC Berkeley’den (daha önce bahsedilen) yeni çinko hidrür MOF‘u bu sorunu doğrudan ele alıyor: CO₂’yi 300 °C‘de, yani çimento/çelik baca gazı akımlarına tipik olan sıcaklıklarda yakalıyor news.berkeley.edu. Gerçek egzozu simüle eden testlerde (yüzde 20–30 CO₂, diğer gazlar da mevcutken), bu MOF, fırın benzeri sıcaklıklarda bile CO₂’nin %90’ından fazlasını yakaladı news.berkeley.edu. Bu tür malzemeler, endüstriyel fırınlara büyük soğutucular eklemeden yakalama sistemlerinin sonradan kurulmasını mümkün kılabilir. Dr. Carsch’ın belirttiği gibi, bu “ayrıştırma biliminde yeni yönler” açıyor – aşırı koşullarda çalışan sorbentler tasarlamak news.berkeley.edu. Şimdilik, çoğu noktasal kaynak yakalama projesi hâlâ geliştirilmiş amin çözücüler veya amonyak bazlı yakalama kullanıyor, ancak bunlar da geliştiriliyor. Örneğin Çin, 2024’te birkaç kömürlü termik santralde karbon yakalama pilotu başlatacağını ve emisyonları azaltmak için biyokütle ve amonyak birlikte yakma denemeleri yapacağını duyurdu spglobal.com. Çinli mühendisler, kendi çözücü bazlı yakalama sistemlerini ve hatta enerji santrali baca gazı için membran kontaktörleri geliştirdiler. Politika desteği arttıkça (Çin’in 2024 yönergeleri, CCUS’u resmi karbonsuzlaşma yol haritasına ekledi climateinsider.com), yakında Asya’daki kömür ve gaz santrallerinde büyük ölçekli yakalama gösterim üniteleri görmeyi bekliyoruz.
- CCS’li Doğal Gaz Santralleri: ABD ve Birleşik Krallık’ta, tam karbon yakalamalı ilk gazla çalışan enerji santrallerini inşa etme planları ilerliyor. İngiltere’nin Teesside bölgesinde, Net Zero Teesside projesi, yeni bir gaz santralini bu on yılın sonuna kadar CCS ile donatmayı ve CO₂’yi Kuzey Denizi’nde deniz altı depolamaya göndermeyi hedefliyor. ABD’de ise NET Power (Amerikan bir girişim) Allam çevrimi enerji santralini geliştirdi; bu santral, doğal gazı saf oksijenle ve CO₂ ortamında yakarak doğrudan saf CO₂ akışı üretiyor – yani sıvı CO₂’yi doğrudan depolamaya hazır şekilde üreten bir enerji çevrimi. 300 MW’lık bir NET Power santralinin 2026’da Teksas’ta faaliyete geçmesi bekleniyor ve bu, türünün ilk sıfır emisyonlu gaz santrali olabilir. Bu entegre tasarımlar, üretilen CO₂’nin neredeyse %100’ünü yakalarken temiz enerji üretebilir.
- Daha Ucuz Çözücüler ve Modüler Sistemler: Birçok şirket, noktasal kaynak yakalama teknolojisini kademeli olarak iyileştirmek için çalışıyor – örneğin, Mitsubishi Heavy Industries ve Aker Carbon Capture, eski aminlere kıyasla enerji kullanımını yaklaşık %30 azaltan, CO₂’yi aynı sıkılıkla bağlayan ancak daha kolay serbest bırakan özel kimyasal yapıları sayesinde geliştirilmiş amin çözücü sistemlerini devreye aldı. Modüler yakalama üniteleri (kaynak üzerine monte edilen) pazarlanıyor; bu üniteler, büyük altyapıya gerek kalmadan küçük endüstriyel salıcıların (örneğin etanol tesisleri veya çimento fırınları gibi) günde 30–100 ton CO₂ yakalamasını sağlayabiliyor. Bu daha küçük üniteler, kapasiteyi artırmak için çoğaltılabiliyor. Japonya’da hükümet, 2030 yılına kadar yılda 6–12 milyon ton CO₂ yakalama hedefi koydu (endüstriden de dahil) ve yeni nesil çözücüler ile adsorpsiyon yöntemleri için Ar-Ge’yi finanse ediyor iea.org. Amaç, karbon yakalamayı birçok tesis için tak-çalıştır hale getirmek, her seferinde özel mega projeler yapmak yerine.
Genel olarak, 2024–2025’te noktasal kaynaklı karbon yakalama, pilot aşamadan endüstriyel operasyonlardan CO₂ yakalayan gerçek projelere geçiş yapıyor. Brevik gibi ilk örnek tesisler bunun yapılabileceğini kanıtlarken, odak noktası artık maliyet ve enerji kullanımını düşürmekte – burada yeni malzemeler ve süreçler büyük rol oynayacak. Nihai vizyon, yakın gelecekte bir kömür santrali veya çimento fabrikasının, gelişmiş soğurucularla (belki MOF peletleri veya benzeri) dolu modüler bir yakalama sistemini kolayca entegre edebilmesi; bu sistemin, sıcak ve kirli egzozdan bile CO₂’nin %90’ından fazlasını ayırabilmesi ve ardından bu CO₂’yi ya ürünlere geri dönüştürmesi ya da güvenli bir şekilde yer altına göndermesi. Bu çözümler yaygınlaştıkça, temiz alternatiflere geçiş sürecinde temel endüstrilerin karbon ayak izini önemli ölçüde azaltabilirler.
Doğrudan Hava Yakalama: CO₂’yi Havadan Çekmek
Noktasal kaynak yakalama yeni emisyonları önlerken, Doğrudan Hava Yakalama (DAC) atmosferde zaten bulunan CO₂’yi azaltmayı hedefliyor. DAC genellikle “atmosferik elektrikli süpürge”ye benzetiliyor – ki bu zorlu bir iş, çünkü CO₂ havanın yalnızca yaklaşık %0,04’ünü oluşturuyor. Ancak 2024–2025’te DAC, yeni tesislerin devreye alınması ve daha iyi soğurucular sayesinde sürecin daha uygulanabilir hale gelmesiyle somut ilerleme kaydetti.
DAC Tesislerinin Ölçeklendirilmesi: Mayıs 2024’te İsviçreli şirket Climeworks, bugüne kadarki dünyanın en büyük DAC tesisini, Mammoth adını verdiği tesisi İzlanda’da devreye aldı climeworks.com. Mammoth, Climeworks’ün önceki Orca tesisinden yaklaşık 10 kat daha büyük. Tam kapasiteyle çalıştığında, 72 modüler CO₂ toplayıcısı havadan yılda 36.000 ton CO₂ yakalayacak climeworks.com. Tesis, İzlanda’nın yenilenebilir jeotermal enerjisiyle çalışıyor; yakalanan CO₂, İzlandalı ortak Carbfix’e teslim ediliyor ve burada derin yeraltına enjekte edilerek taşa dönüşüyor climeworks.com. Mammoth, 2024’te 12 toplayıcı ünitesini kurarak faaliyete başladı ve “ilk CO₂’sini yakalamaya” başladı; tamamlanmasının 2024 sonuna kadar gerçekleşmesi bekleniyor climeworks.com. Climeworks’ün eş CEO’su Jan Wurzbacher, bunu “2030’a kadar megaton, 2050’ye kadar gigaton kapasiteye ölçeklenme yolculuğumuzda bir başka kanıt noktası” olarak nitelendirdi ve şirketin daha büyük ölçeklerde DAC’ı optimize etme konusunda paha biçilmez gerçek dünya deneyimi kazandığını vurguladı climeworks.com. Gerçekten de Climeworks, sahada yedi yıllık işletme deneyimine sahip ve tesislerinden günde 200 milyon veri noktası işleyerek performansı iyileştiriyor climeworks.com. Mammoth’tan elde edilen dersler daha da büyük projelere katkı sağlayacak: Climeworks, Amerika Birleşik Devletleri’nde önerilen üç “megaton” DAC merkezi arasında yer alıyor ve bunların hepsi 2023’te ABD Enerji Bakanlığı tarafından ilk finansman için seçildi climeworks.com. Bunların en büyüğü olan Project Cypress in Louisiana, 2023 başında mühendisliğe başlamak için 50 milyon dolar aldı; inşa edildiğinde yılda 1 milyon ton CO₂ yakalaması öngörülüyor climeworks.com. Bu ABD DAC merkezleri, DAC’ı büyük ölçekte büyütmek için bol yenilenebilir enerji ve jeolojik depolamadan yararlanmayı hedefliyor.
Özellikle ABD, DAC konusunda büyük bir bahis oynuyor. 2022 yılında hükümet, bölgesel DAC merkezleri için 3,5 milyar dolar ayırdı. 2024’ün sonlarında, Enerji Bakanlığı, 9’a kadar yeni DAC tesisini desteklemek için 1,8 milyar dolarlık yeni bir fon turu başlattı; bu tesisler orta ölçekli (yılda 2.000–25.000 ton yakalama) ile büyük (≥25.000 ton/yıl) arasında değişiyor ve bunları depolama veya kullanım alanlarına bağlayacak “merkez” altyapısını da kapsıyor energy.gov. Bu program, açıkça “dönüştürücü” DAC teknolojileri arıyor ve umut vadeden tasarımların pilot aşamadan ticari ölçeğe geçişine yardımcı olacak energy.gov. Enerji Bakanı Jennifer Granholm, DAC’ın yaygın olarak devreye alınmasının ABD’nin iklim hedefleri ve yeni bir temiz sanayi için anahtar olacağını belirtti. Şimdiden birkaç yüksek profilli proje ilerliyor: Occidental Petroleum’un 1PointFive iştiraki (Carbon Engineering ile ortaklık içinde), 2024’te DOE’den 500 milyon dolara kadar ödül aldı ve Güney Teksas’ta bir DAC tesisi inşa edecek 1pointfive.com. İlk 50 milyon dolar, havadan yılda 500.000 ton CO₂ yakalayacak bir tesisin mühendisliği ve ekipmanı için kullanılacak; hedef, yılda 1 milyon ton ve nihayetinde aynı sahada yılda 30 milyona kadar ölçeklenmek 1pointfive.com. Occidental CEO’su Vicki Hollub, “Büyük ölçekli DAC, kuruluşların ve toplumun net sıfıra ulaşmasına yardımcı olacak en önemli teknolojilerden biri” diyerek DOE’nin desteğini övdü ve “iklim açısından anlamlı ölçekte CO₂ giderimi” sağlama konusunda güvenini dile getirdi 1pointfive.com. Güney Teksas DAC merkezi, Carbon Engineering’in yüksek sıcaklıklı DAC sürecini kullanacak (bu süreçte potasyum hidroksit çözeltileri ve devasa kontaktörler ile CO₂ emiliyor, ardından kalsinasyon yoluyla saf CO₂ akışı yeniden elde ediliyor). Özellikle, King Ranch, TX’deki saha, 3 milyar ton CO₂ depolayabilen yeraltı tuzlu formasyonlara sahip ve bu da onlarca yıl boyunca işletme olanağı sağlıyor 1pointfive.com. Yakalama ve depolamanın aynı yerde birleştirilmesiyle lojistik basitleşecek ve bu tesis, gelecekteki DAC çiftlikleri için bir model haline gelebilecek.Küresel Katılım: DAC sadece ABD/Avrupa girişimi değil. Temmuz 2024’te Çin, kendi geliştirdiği ilk DAC modülü olan “CarbonBox”’un güvenilirlik testlerini geçtiğini duyurdu news.cgtn.com. Şanghay Jiao Tong Üniversitesi ve devlete ait CEEC tarafından geliştirilen CarbonBox, yılda 100 tondan fazla CO₂’yi havadan yakalayabilen, nakliye konteyneri büyüklüğünde bir ünite ve bildirilen yakalama verimliliği %99 news.cgtn.com. Şimdiye kadar Asya’nın en büyük DAC modülü olduğu bildiriliyor ve birden fazla ünite, milyon ton ölçeklerine ulaşmak için modüler şekilde konuşlandırılabilir news.cgtn.com. Standart bir konteyner büyüklüğündeki her CarbonBox ünitesi fabrikada inşa edilip test edilebiliyor ve ardından sahaya gönderilebiliyor – bu, Climeworks veya Carbon Engineering’in modüler DAC konuşlandırmasını öngördüğü yaklaşıma çok benziyor. Çin’in DAC’a ilgisi, bu sistemleri çalıştırabilecek büyük yenilenebilir enerji kapasitesiyle örtüşüyor. Diğer yandan, Kanada, Avustralya ve Orta Doğu’daki girişimler de bu alana giriyor. Örneğin, ABD’deki CarbonCapture Inc., MOF sorbentleri kullanan modüler DAC üniteleri geliştiriyor ve Wyoming’de yenilenebilir enerji ve mineral depolama kullanacak bir projeye sahip. Kenya’da Octavia Carbon adlı bir şirket, Rift Vadisi’ndeki jeotermal enerjiden yararlanarak Afrika’nın ilk DAC tesisini kurmayı hedefliyor (ve XPRIZE finalisti olarak seçildi). Alan gerçekten küresel hale geliyor; Mission Innovation “Karbon Dioksit Giderimi” girişimi ve XPRIZE yarışması gibi çabalarla bilgi paylaşımı sağlanıyor.
DAC için Çığır Açan Sorbentler: Daha önce DAC için yeni şampiyon sorbent olan COF-999’dan bahsetmiştik; bu malzeme testlerde “havayı tamamen CO₂’den arındırdı” news.berkeley.edu. Bu tür malzemeler, DAC’ın geliştirilmesinde merkezi bir rol oynayacak. Climeworks on yıl önce başladığında, gram başına birkaç on miligram CO₂ yakalayan ticari sorbent filtreler (katı destekli aminler) kullanıyordu. Yeni MOF’lar ve COF’lar, gram başına yüzlerce miligram CO₂ yakalayabiliyor; bu da kapasitede bir büyüklük sıçraması anlamına geliyor. Bu, daha küçük ve daha verimli DAC üniteleri demek. COF-999’un nemli havadaki kararlılığı da büyük bir sorunu çözüyor – önceki DAC sorbentleri genellikle nem nedeniyle bozuluyor ya da havanın önceden kurutulmasını gerektiriyordu (bu da enerji israfı) nature.com. COF-999 gibi suya dayanıklı sorbentlerle, DAC üniteleri gerçek dünyadaki dış ortam havasında kapsamlı bir ön arıtmaya gerek kalmadan çalışabiliyor. Bir diğer umut verici yaklaşım ise daha düşük sıcaklıkta rejenerasyon hedeflemek. Bazı yeni sorbentler 80–100 °C’de rejenerasyon olabiliyor; bu da atık ısı veya güneş termal enerjisinin DAC döngüsünü çalıştırabileceği anlamına geliyor (Nature çalışmasında su buharı ile yaklaşık 100 °C’de gösterildiği gibi nature.com). Bu, ısı sağlamak için fazladan yakıt yakmayı önleyerek net karbon dengesini daha elverişli hale getiriyor. Birçok araştırma grubu ayrıca metal oksitlerle doğrudan hava yakalama yöntemini araştırıyor; bu yöntemde CO₂, elektrokimyasal olarak indirgendiklerinde serbest bırakılıyor ve termal döngüye alternatif sunuyor.
Maliyet ve Enerji Eğrisi: Tarihsel olarak DAC çok enerji yoğundu – ilk Climeworks üniteleri ton başına yaklaşık 2.000 kWh ısı ve 500 kWh elektrik gerektiriyordu ve maliyetler ton başına 600–1000 $ civarındaydı. Yeni teknolojiler bunu büyük ölçüde azaltmayı hedefliyor. Climeworks, Mammoth’un kesin rakamlarını açıklamadı, ancak her nesil tesisin iyileştiğini iddia ediyorlar. Carbon Engineering’in yaklaşımı (yüksek sıcaklıklı kimyasal) ton başına yaklaşık 8 GJ (2.200 kWh) doğal gaz ve ilk büyük tesislerinde yaklaşık 250 $/ton maliyet öngörüyor; ölçekle birlikte 150 $’ın altına inme potansiyeli var. COF-999 gibi malzemeler ve geliştirilmiş süreçlerle, bazı araştırmacılar DAC’ın on yıl içinde ton başına 100 $’ın altına inebileceğini öngörüyor – bu, karbonun havadan çekilmesinin diğer önlemlerle birlikte uygulanabilir bir iklim çözümü haline geldiği yaklaşık maliyet ve kitlesel uygulama için önemli bir eşik. Devlet desteği, maliyetlerin öğrenme eğrisinde aşağı çekilmesine yardımcı oluyor: ABD 45Q vergi kredisi artık havadan çıkarılıp depolanan CO₂ için ton başına 180 $ sunuyor ve erken projeler için teşvik sağlıyor. Gönüllü karbon piyasasında, Microsoft, Stripe ve Shopify gibi şirketler, DAC’a ön alım anlaşmaları yoluyla (Frontier Climate gibi girişimler aracılığıyla) fon akıttı; şirketlerin ölçeklenmesine ve gelecekte maliyetlerin düşmesine yardımcı olmak için şu anda yüksek fiyatlar ödüyorlar.
Özellikle, Microsoft 2023 yılında Heirloom ve CarbonCapture Inc.’den 10 yıl boyunca 315.000 ton CO₂ giderimi satın almayı kabul etti; bu, DAC teknolojisine güçlü bir güven oyu anlamına geliyor. Ve 2024’te, küresel havacılık sektörü Jet Zero girişimi aracılığıyla, hava yolu emisyonlarını dengelemek için karbon kredisi kaynağı olarak DAC’a yatırım yapmaya başladı (örneğin, United Airlines’ın sürdürülebilirlik fonu gelecekteki bir DAC tesisine para yatırdı). Tüm bunlar, bir zamanlar bilim kurgu olan doğrudan hava yakalama teknolojisinin hızla bir endüstri haline geldiğinin sinyalini veriyor. “Özellikle DAC artık sadece bir kavram değil, somut bir endüstri,” Climeworks’ün 2023 DAC Zirvesi raporunda belirtildi climeworks.com. Yine de, gereken ölçek muazzam – bazı çalışmalar, iklim değişikliğini anlamlı şekilde sınırlamak için yüzyıl ortasına kadar yılda milyarlarca ton giderim gerektiğini öne sürüyor reuters.com. Şu anda yılda kiloton seviyesindeyiz, bu nedenle 1.000 kat veya 1.000.000 kat ölçek büyütmek önümüzdeki büyük meydan okuma. 2025 Karbon Giderimi XPRIZE, günde 1.000+ ton giderimi ölçeklendirebilecek uygulanabilir yolları gösterebilen ekiplere 50 milyon dolar ödül vermeye hazırlanıyor; bu da ihtiyacın ne kadar acil ve büyük olduğunu vurguluyor.İlerlemenin Motoru Olan Devlet ve Özel Sektör Girişimleri
CO₂ yakalamanın önemini kabul eden hükümetler ve endüstriler, son iki yılda büyük girişimler başlattı:
- Amerika Birleşik Devletleri – “Karbon Yakalama Ay Görevi”: ABD, karbon yakalama ve giderimi finansmanında lider olarak öne çıktı. Bahsedilen DAC merkez programının ($3,5 milyar) ötesinde, Enerji Bakanlığı’nın Fosil Enerji ve Karbon Yönetimi Ofisi, nokta kaynaklı karbon yakalama için de yatırım yapıyor – örneğin, gaz santralleri ve endüstriyel tesisler için yeni nesil yakalama Ar-Ge’si ve Project Cypress gibi pilotlar, DAC’a ek olarak bir etanol tesisinden de yakalama yapacak. 2024’te DOE ayrıca CO₂ taşıma ve depolama altyapısını (ör. boru hatları ve depolama kuyuları) genişletmek için 2,6 milyar dolar açıkladı efifoundation.org; çünkü CO₂ yakalamak, onu güvenli şekilde depolayamaz veya kullanamazsanız anlamlı değildir. Biden Yönetimi’nin daha geniş kapsamlı iklim yasası (Enflasyon Azaltma Yasası), 45Q vergi kredisini önemli ölçüde artırdı (artık nokta kaynaklı depolanan CO₂ için ton başına 85 dolara, DAC ile depolanan CO₂ için ton başına 180 dolara kadar), bu da şirketlerin kredi kazanmak istemesiyle enerji, etanol ve endüstriyel sektörlerde planlanan karbon yakalama projelerinde bir dalga yarattı. Örneğin, Louisiana ve Kaliforniya’daki birden fazla gaz santrali şimdi 45Q’dan yararlanmak için yakalama üniteleri eklemeyi düşünüyor. Hükümet ayrıca gelişmiş petrol geri kazanımı (EOR) için CO₂ desteğini sürdürüyor – tartışmalı olsa da, CO₂-EOR (yakalanan CO₂’nin petrol sahalarına enjekte edilerek petrol üretiminin artırılması) bir miktar CO₂ depoluyor ve yakalama maliyetlerini dengelemek için gelir sağlayabiliyor. Teksas DAC merkezinin CO₂’sinin bir kısmı başlangıçta EOR’a gidebilir. Ayrıca, ABD depolama merkezlerini (örneğin, Gulf Coast ve Midwest’teki tuzlu formasyonlar) finanse ediyor; bu merkezler birçok yakalama noktasından CO₂ alabiliyor. Tüm bu adımlar karbon yönetimi için bir ekosistem oluşturuyor.
- Avrupa – Politika ve Projeler: AB ve Birleşik Krallık da karbon yakalamaya büyük yatırımlar yapıyor, özellikle sanayi sektörünün karbonsuzlaştırılmasına odaklanıyorlar. Birleşik Krallık Hükümeti, 2023 yılında iki endüstriyel kümeyi (Humber ve Liverpool Bay) Track-1 CCUS kümeleri olarak seçerek fon ve destek sağladı. Bu kümeler, yaklaşık 2030 yılına kadar birden fazla fabrika ve enerji santralini CO₂ yakalama ekipmanlarıyla donatmayı ve bunları Kuzey Denizi’nde açık deniz depolamaya giden ortak CO₂ boru hatlarına bağlamayı planlıyor. Projeler arasında Drax biyokütle ile CCS (BECCS) tesisi – bir biyokütle enerji santralinden yılda 8 milyon ton yakalamayı hedefliyor – ve Net Zero Teesside CCS’li enerji santrali yer alıyor. AB’nin İnovasyon Fonu, Hollanda’daki bir Dyneema fabrikasında karbon yakalama ünitesi ve İzlanda’da Climeworks ve Carbfix’in dahil olduğu DAC projeleri (Orca ve Mammoth’un inşasına yardımcı olan) gibi çeşitli CCS projelerine fon sağladı climate.ec.europa.eu. 2024’te AB, emisyonların %5–10’unun 2040’a kadar CDR yoluyla giderilmesi için bağlayıcı bir hedef de önerdi; bu, üye devletlerin atmosferden CO₂ çekmek için DAC veya yeniden ağaçlandırma gibi yöntemleri uygulamasını esasen zorunlu kılıyor climeworks.com. Norveç, Longship’in yanı sıra, CO₂ altyapısını genişletmek ve muhtemelen daha fazla yakalama sahası eklemek (örneğin CCS’li hidrojen üretimi gibi) için “Longship 2” planlıyor. Avrupa genelinde ise çok sayıda pilot tesis faaliyette – İsviçre’de bir atık yakma tesisinin baca gazından CO₂ yakalayan bir tesis, İspanya’da ise çimento fabrikası CO₂’sini yakalamak için yeni membranlar test eden bir proje gibi. Önemli olarak, Avrupa karbon giderimi sertifikasyonu için bir düzenleyici çerçeve geliştiriyor; böylece şirketler yüksek kaliteli giderimlere (örneğin DAC) yatırım yapıp bunları iklim hedeflerine doğrulanmış şekilde saydırabilecek.
- Asya ve Orta Doğu: Çin’in CarbonBox ile DAC’a girişini gördük. Çin ayrıca dünyanın en büyük noktasal kaynak yakalama pilotlarından bazılarını işletiyor – örneğin, Jiangsu’daki bir tesiste kömürden kimyasal üretim yapan bir tesisten yılda 500.000 ton CO₂ yakalanıp kabartma tozu üretiminde kullanılıyor. Sinopec gibi devlete ait devler, rafinerilerde ve petrokimya tesislerinde CO₂ yakalama üniteleri inşa ediyor (CO₂’yi EOR veya kimyasallar için kullanıyorlar). Orta Doğu’da ise Suudi Arabistan ve BAE, net sıfır taahhütlerinin bir parçası olarak dev karbon yakalama uygulamaları planladıklarını açıkladı (örneğin Suudi Arabistan’ın NEOM projesi DAC hedefleri içeriyor ve BAE’nin ADNOC’u gaz işleme tesislerinden CO₂ yakalamasını genişletiyor). Özellikle, doğrudan hava yakalama COP28’de öne çıkarıldı (2023 sonu/2024 başı), BAE ev sahipliğinde – hatta orada canlı bir DAC ünitesi gösterimi bile vardı. Her iki zengin Körfez ülkesi de DAC için ideal koşullara sahip: ucuz arazi, bol güneş enerjisi ve CO₂ depolama için uygun jeoloji. Maliyetler düşerse, bu bölgelerde ilk gigaton ölçekli DAC “çiftlikleri”nin inşa edildiğini görebiliriz.
- Özel Sektör ve Startuplar: Karbon yakalama alanında onlarca startup yenilik yapmak için yarışıyor. Daha önce adı geçenlerin (Climeworks, Carbon Engineering/1PointFive, Heirloom, CarbonCapture Inc., Octavia, Verdox) yanı sıra, diğerleri arasında Global Thermostat (flütlü panellerde amin kaplı gözenekli sorbentler kullanan bir DAC süreci geliştirdi), Svante (noktasal kaynak yakalama için döner yatakta katı sorbent filtreler kullanıyor; MOF tabanlı filtrelerinin endüstriyel ortamlarda CO₂’yi ton başına <50$’a yakalayabildiğini iddia ediyorlar) ve Mission Zero (İngiltere merkezli, elektrokimyasal DAC üzerinde çalışıyor) yer alıyor. Petrol ve gaz şirketleri bunların birçoğuna yatırım yapıyor – Occidental, Carbon Engineering’e; Chevron, Svante’ye; United Airlines, karbon giderim firmalarına vb. Bu arada, Atoco, MOF öncüsü Omar Yaghi tarafından kurulan startup, hem karbon yakalama hem de atmosferik su toplama çözümleri sağlamak için “yeni retiküler malzemeler” geliştiriyor atoco.com. “Teknolojimiz, doğrudan havadan veya baca gazından CO₂ yakalayıp ayırmak için %50 daha az enerji kullanıyor,” diyor Atoco’nun CEO’su Samer Taha atoco.com. Şirket, CO₂’ye son derece yüksek afinitesi olan malzemeler geliştirdi; bu da “enerji gereksinimlerini ve maliyetleri önemli ölçüde azaltıyor” yakalama için atoco.com. Bu tür bir gelişme, daha küçük ve modüler yakalama ünitelerini birçok uygulamada ekonomik olarak uygulanabilir hale getirebilir.
finans tarafında, özel sermaye karbon yakalama ve giderimine akıyor. Karbon giderimi startup’larına yapılan girişim yatırımları hızla arttı (sektör genelinde yüz milyonlarca dolara ulaştı). Ve şirketler, gelecekteki talebi güvence altına almak için alıcı kulüpleri oluşturuyor: Frontier konsorsiyumu (Stripe, Alphabet, Meta vb. tarafından finanse ediliyor) bu on yıl içinde kalıcı karbon giderimi satın almak için 1 milyar dolar taahhüt etti ve doğrulanabilir CO₂ giderimi sunabilen şirketler için fiilen bir pazar garantiledi. Bu, startup’lara Ar-Ge’yi ölçeklendirme konusunda güven verdi. Karbon giderimi kredileri için pazar yerleri bile ortaya çıkıyor, ancak hacimler hâlâ küçük ve fiyatlar yüksek (şu anda DAC kredileri için ton başına 500$+).
Tüm bu girişimler – kamu ve özel – karbon yakalama arkasında güçlü bir ivme oluştuğunu gösteriyor. Global CCS Institute’un belirttiği gibi, karbon yakalamanın yaygınlaşması hâlâ iklim hedefleri için gerekenin gerisinde, ancak bu yeni politikalar ve projelerle aradaki fark kapanmaya başlıyor catf.us. Karbon yakalamanın zamanı geldiği hissi var; bu, emisyonları azaltmaya alternatif olarak değil, temel bir paralel strateji olarak görülüyor.
Görünüm ve Uzman Görüşleri
2025’te durduğumuz noktada, karbon yakalama ve giderim teknolojileri bilim kurgudan gerçeğe dönüşüyor, ancak önemli zorluklar devam ediyor. Önde gelen bilim insanları, bu teknolojilerin hem potansiyelini hem de sınırlarını vurguluyor:
Bir yanda iyimserlik var. “Bu, doğrudan hava yakalama için temelde mevcut en iyi malzeme,” dedi Omar Yaghi, COF-999 hakkında konuşurken, bu tür atılımların “iklim sorununu ele alma çabalarımızda yeni bir çığır açtığını” belirterek heyecanını dile getirdi news.berkeley.edu. Alandaki birçok kişi, sürekli yenilikle birlikte karbon yakalamanın küresel ölçekte uygulanacak kadar verimli ve ucuz hale getirilebileceğine gerçekten inanıyor. Vizyon şu: Birkaç on yıl içinde, modern petrol ve gaz endüstrisi ölçeğinde – fakat tersine işleyen, dünya çapında sistemden karbon çeken – yeni bir endüstriye sahip olacağız. Bu, Prof. Gagliardi’nin hayal ettiği gibi, stratejik konumlarda “dev hava temizleyicileri” ve DAC tesislerinin “küresel karbon nötrlüğü çabalarına önemli ölçüde katkıda bulunmasını” içerebilir pme.uchicago.edu. İklim modelleyicileri, bu tür teknolojilerden elde edilecek negatif emisyonların, 1,5 °C ısınmaya yakın kalmak istiyorsak, ortadan kaldırılması en zor kaynakları (havacılık, tarım ve tarihsel emisyonlar gibi) dengelemek için muhtemelen gerekli olacağını doğruluyor.Öte yandan, uzmanlar karbon yakalamayı sihirli bir çözüm ya da fosil yakıt kullanımını azaltmayı ertelemek için bir bahane olarak görmemek gerektiği konusunda uyarıyor. Uluslararası Enerji Ajansı başkanı Dr. Fatih Birol, “petrol ve gazda olduğu gibi işlere devam edip, karbon yakalamanın yaygın şekilde uygulanmasının emisyonları azaltacağına bel bağlamak hayalciliktir” diye uyardı. Başka bir deyişle, karbon yakalama hızlı temiz enerji dönüşümünü tamamlayabilir ama onun yerini alamaz x.com. Bilim insanları ayrıca karbon gideriminin karbon dioksiti hedef aldığını, ancak diğer sera gazları veya iklim etkilerini ele almadığını belirtiyor. “CDR ile sıcaklıkları tekrar düşürmüş olsanız bile, göreceğimiz dünya aynı olmayacak,” diyor Dr. Carl-Friedrich Schleussner ve deniz seviyesindeki yükselme gibi sorunların basitçe tersine dönmeyeceğini vurguluyor reuters.com. Ve ölçeği unutmamak gerek: Şu anda tüm DAC tesisleri bir arada yılda yalnızca birkaç bin ton CO₂ çıkarıyor; doğa (ormanlar, topraklar) ise yaklaşık 2 milyar ton çıkarıyor; ancak iklim hedeflerine gerçekten yardımcı olmak için, yüzyıl ortasına kadar yılda 7–10 milyar ton giderim gerekebilir reuters.com. Bu muazzam bir zorluk – doğanın mevcut gideriminin yaklaşık on katı ya da binlerce Mammoth büyüklüğünde DAC tesisi demek. Bunu başarmak için onlarca yıl boyunca sürekli yenilik, yatırım ve destekleyici politika gerekecek.
2024–2025’teki gelişmelerden çıkarılacak ders, karbon yakalama öğrenme eğrisinin gerçekten başladığıdır. Maliyetler yavaş yavaş düşüyor ve ilk türden projeler temel kavramları kanıtlıyor. İlk CCS’li çimento tesisini, fonlanan ilk megaton ölçekli DAC projelerini, önceki sınırları aşan yeni malzemeleri (300 °C’de CO₂ yakalama; 100+ döngüye dayanma; nemli havada çalışma; CO₂’nin %99’unu yakalama vb.) ve hükümetlerin masaya gerçek para koyduğunu görüyoruz. Her başarı, bir sonraki projeyi daha kolay ve ucuz hale getiren bilgi birikimini artırıyor. Bir raporda belirtildiği gibi, karbon giderme endüstrisi inşa etme maratonu daha yeni başladı, ancak koşucular nihayet çıkış bloklarından ayrıldı youtube.com.
Önümüzdeki yıllarda, bu “mega projelere” dikkat edin – Project Cypress (ABD) veya Birleşik Krallık’ın Humber kümesi gibi projeler başarılı olursa, CO₂’yi benzeri görülmemiş ölçeklerde yakalayacaklar ve maliyetlerin beklendiği gibi düşüp düşemeyeceğini gösterecekler. Ayrıca XPRIZE Carbon Removal yarışmasını da takip edin; 2024’te DAC, okyanus tabanlı yakalama, mineralizasyon ve daha fazlasını kapsayan 20 finalist takıma daraltıldı xprize.org. Kazanan (2025’te açıklanacak), 1.000 ton CO₂ giderimini ve yılda 1 milyon tona ölçeklenebilir bir yol göstermelidir. Bu yarışma yaratıcılığı harekete geçirdi ve Heirloom, Carbfix ve diğer takımların öne çıkmasına ve fonlanmasına yol açtı cen.acs.org.
Özetle, CO₂ yakalama için yeni yapılar ve teknolojiler hızla ortaya çıkıyor – ileri düzey COF kristalleri CO₂ için süper sünger gibi davranıyor news.berkeley.edu, megatonlarca karbonu gökyüzünden çekmeyi hedefleyen dev mühendislik projelerine kadar climeworks.com. Her biri, iklimi dengeleme bulmacasının bir parçasına katkıda bulunuyor. Uzmanlar arasında ton “temkinli iyimserlik”. Evet, karbon yakalama teknik olarak karmaşık ve şu anda maliyetli, ancak 2024–2025’teki gelişmeler insan yaratıcılığının bu zorlukları aşmaya başladığını gösteriyor. Prof. Yaghi, daha iyi sorbentler tasarlamak için yapay zekâyı kimya ile birleştirmek hakkında şöyle dedi: “Çok, çok heyecanlıyız” news.berkeley.edu – ve bu heyecan, yaşanabilir bir gezegeni gelecek nesillere devretmek için karbon yakalamayı vazgeçilmez bir araç olarak gören iklim bilimciler, mühendisler, yatırımcılar ve politika yapıcılar tarafından giderek daha fazla paylaşılıyor.
Yalnızca karbon yakalama dünyayı kurtarmayacak, ancak bize zaman kazandırabilir ve biz karbondan arındırma konusunda zorlu çalışmaları yürütürken geçmişten kalan kirliliği azaltabilir. Çığır açan teknolojiler artık elimizde ve daha fazlası ufukta görünürken, atmosferimizi temizleme fikri bir zamanlar teorik iken şimdi gerçeğe dönüşüyor. Önümüzdeki birkaç yıl, bu çözümleri ölçekli olarak uygulamak için çok kritik olacak – ve eğer başarılı olursak, gelecek nesiller bu döneme yeni bir karbon giderme çağının şafağı olarak bakabilir; insanlığın, güvenli bir iklim dengesini yeniden sağlamak için gökyüzünü adeta ovalamaya başladığı zaman olarak görebilirler.
Kaynaklar: Karbon yakalama araştırmaları ve haberleri (2024–2025) news.berkeley.edu, pme.uchicago.edu, ccsnorway.com, climeworks.com, 1pointfive.com, atoco.com, reuters.com, hükümet duyuruları ve uzman yorumları energy.gov, news.berkeley.edu, energiesmedia.com, man-es.com, ve IPCC iklim değerlendirmeleri news.berkeley.edu, reuters.com.
