BİLİMİN UÇLARINDA

karbondioksitten kurtulabilecek miyiz?

Atmosferimizdeki C0₂ düzeyinin 2010 yılında bugünkünün iki katına çıkacağı öngörülüyor.

Günümüzde çevrebilimcilerin çoğu fosil yakıt kullanmayan ve güneş ışınlarını hapsederek gezegenin ısınmasına neden olabilecek karbondioksit gazı kusmayan güç üretme teknolojilerine odaklanmış durumdalar. Küresel ısınma eylemcilerinin bu yaklaşımlarının bütünüyle yanlış olduğunu düşünen Kolombiya Üniversitesi Yer ve Çevre Bilimleri Bölümü'nden Profesör Wallace Broecker'ın önümüzdeki yüz yıl için önerisiyse bu yaklaşımdan uzaklaşıl-ması ve gerçekçi olunması. Wallace'e gö-

re, nükleer enerji, rüzgar enerjisi, jeoter-mal enerji ve gel-git enerjisi de dahil olmak üzere karbonsuz hiçbir teknoloji türü atmosferde gitgide artmakta olan sera gazı birikiminin önünü kesmeye yetecek kadar çabuk yaygınlaşamaz. Ayrıca, enerji gereksinimimizin %30'u ya da %40'ı gibi yüksek oranlardaki kısmını Güneş'ten sağlayabilmek için ulaşılması gereken noktadan da henüz çok uzakta olduğumuzdan, güneş enerjisine yapılan yatırımlar da sonuç vermezse sıkışıp kalacağız.

Bazı yerbilimcilerin öngördüğü gibi bugün için erişilmesi son derece kolay olan benzin, birkaç yıl içinde tükenmeye başlayabilecek. Ama, Broecker ulusların kolayca diğer ucuz fosil yakıtlarına geçebileceği görüşünde. Örneğin Kanada'daki Athabasca katran çöllerinin kazılması sonucunda bir varili 20 dolar maliyetle petrol elde edilebiliyor. Şu anda benzin fiyatlarının varil başına 50 dolardan yüksek olduğu göz önüne alınırsa, bu çöller oldukça karlı alternatif bir çözüm sunuyor. Bu tür alterna-

BASİT BİR MOLEKÜLÜN HEYECAN VERİCİ HİKAYESİ

Bir karbon ve iki oksijen atomundan oluşan karbondioksit Dünya atmosferinin önemsiz küçük bir parçası gibi görünüyor. 2004 yılında atmosfer hacminin yalnızca % 0,38'ini oluşturuyordu. Ama buz kalıplarından alınan Örneklerden elde edilen verilere göre, yoğunlaşma düzeyi 420.000 yıldan bu yana olandan daha yüksek. Bir çok bilimadamı çoğunlukla insanların yaptıkları şeyler sonucunda

karbondioksitin ve diğer gazların atmosferdeki artan bu oranlarının güneş ışınlarını hapsettiğini ve gezegenin yavaş yavaş ısınmasına neden olduğunu düşünüyor. Bu teori, Birleşmiş Milletler Hükümetlerarası İklim Değişimi Paneli, Ulusal Bilimler Akademisi ve diğer büyük bilimsel kurumlarca desteklenmekte. Teoriye karşı çıkanlarsa Dünya'nın binlerce yıldan bu yana doğal bir biçimde kendiliğinden ısınıp soğuduğunu ve günümüzde yaşanan ısınma eğiliminin insanların yaptıklarından bağımsız olduğunu savunuyor.

Buhar Isısı

Su buharı en güçlü sera gazıdır. Fosil yakıtları-1nın yanması sonucu üretilen CO₂'nin ve diğer [gazların neden olduğu atmosferik ısınma okyanusların yüzeylerini ısıtır ve böylece daha fazla su buharı ekleyerek havadaki nem oranını artı-rır. Bazı modeller bu şekilde artmış olan nemin, fosil yakıtlarının yarattığı ısınma etkisini üç ka-| [tına çıkarttığını öngörüyor.

BİLİM ve TEKNİK 42 Kasım 2005

BİLİMİN UÇLARINDA

Karbondioksiti Emmek

Kolombiya Üniversitesi Yer Bilimleri Ens-titüsü'nden jeofizikçi Klaus Lackner, havadaki karbondioksiti yok etmek amacıyla tasarlanmış bir cihaz olan sentetik ağacın geliştiricilerinden. Lackner'in hesaplamalarına göre sentetik bir ağaç, canlı bir ağaçtan 1.000 kat daha fazla CO₂'yi içine çekebilme kapasitesinde.

Sentetik bîr ağaç havadaki karbondioksiti nasıl yok ediyor?

Lackner: Aralarında jaluziler bulunan direkler görüntüsünde olan cihaz, sıvı sodyum hidroksit kullanacak şekilde tasarlandı. Bu sıvı sodyum hidroksit rüzgar esintisiyle gelen CO₂'yi içine çektikçe sodyum karbonata dönüşüyor.

Bir adet sentetik ağaç ne kadar karbondioksit yok edebilir?

Lackner: 50 metreye 60 metre bir toplama alanına sahip bir sentetik ağaç birimi, bir yılda 90.000 ton C0₂'yi toplayabilir. Bu sayı toplam 15.000 otomobilin bir yılda yaydığı karbondioksit miktarına eşit.

tif çözümler tükendiğinde bir sonraki adım, 2. Dünya Savaşı'nda Nazilerin dışarıdan destekleri kesildiğinde yaptıkları gibi kömürden petrol yapmak. Broecker'a göre bu çözüm benzin fiyatını iki katına çıkartabilecekse de yine de diğer enerji türlerinden daha ucuz olacak.

Broecker Çin, Hindistan ve üçüncü dünya ülkelerinin çoğunun zenginlik düzeyleri arttıkça fosil yakıtlı büyümeye hevesleri artarken, zengin ülkelerinin fosil yakıtlarını daha az kullanma girişimlerinin de bir sonuç vermeyeceği görüşünde. Çün-

Bu işlem sonucunda elimizde yine konsantre şekilde C0₂ kalmış oluyor ve bununla ne istersek yapabiliyoruz.

Ne öneriyorsunuz?

Lackner: Bu karbondioksit yeraltında muhafaza edilebilir. Ama bu noktada da yeterli kapasite olup olmadığı sorusu gündeme geliyor. Bu yöntem kısa dönemli bir çözüm sağlayabilecekse de uzun dönemli çözümler için farklı alternatifler geliştirmemiz gerekli. Benim önerdiğim yöntemlerden biri mineral ayrıştırması. Şu anda yeryüzünde milyonlarca yıl sonra kendiliğinden magnezyum karbonata dönüşecek magnezyum silikatlarından oluşan sonsuz dağlık bölgeler var. Endüstriyel bir biçimde bu süreci hızlandırarak sağlam ve zararsız bir katı oluşturabiliriz.

Bu sürecin gerçekleştirilmesi için yeryüzünde şu an varolan petrolün ne kadarının tüketilmesi gerekir?

Lackner: Yaklaşık %40'ının. İnsanlar %40'ın çok büyük bir oran olduğunu söylüyor. Ama büyük miktarlarda hidrojen açığa çıkartılabilmesi için en olası yol olan kömürden hidrojen üretmekle karşılaştırıldığında bu yüksek bir oran değil. İster kömürden hidrojen üreterek, ister havadan karbondioksiti çekerek yapın, temizlemenin maliyeti her koşulda yaklaşık bu kadar tutacaktır. Aralarındaki tek fark birinde parayı enerjinin yukarıya doğru akışına öderken diğerinde aşağıya doğru akışına ödeyecek olmamız.

milyonda 900 parça (ppm) karbondioksit derişimine yaklaştığımız anlamına geliyor. Dünya geneli için 15°C ısınma anlamına gelen bu değer, deniz seviyesinin bir metre ya da daha fazla yükselmesine sebep olabilecek bir oran. Deniz seviyesindeki yükselmenin bu kadarla kalmayacağını düşünen Broecker, denizlerin Florida'nın büyük bir kısmını da içererek dünyanın alçaktaki karalarını batıracak şekilde aniden beş metre yükselebileceğini belirtiyor.

Peşine düşülmesi gereken doğru çözümün karbondioksiti havadan dışarıya çekerek yakacak bir yol bulmak konusundaki çalışmalardan geçtiği görüşünde olan Broecker, ilk atmosferik CO₂ çıkarma makinesini tasarlayan ve inşa eden kişiler olan Kolombiya Üniversitesi'ndeki Klaus Lackner isimli bir jeofizikçiye ve Alan Wright isimli bir mühendise işaret ediyor. Bu iki bilimadamının önerdikleri sistemin geliştirilme maliyetinin önemsenmeyecek miktarda olduğunu belirten Broecker'a göre küresel ısınmayı öngören modellerin doğru olmadığı ortaya çıkarsa rafa kaldırılması pek de büyük bir zarara neden olmayacak bu teknolojinin gereksinim duyulduğunda kullanılabilecek şekilde kenarda hazır tutulmasında yarar var.

Lemley, B., Foley,D.; "No Easy Way Out of the GreennHouse",

Discover, Ekim 2005, sayfa 30-31.

Çeviri: Ayşenur T. Akman

Fosil yakıtlarının yıllık üretimi olan 22 milyar ton CO₂'yi emmek için dünya genelinde kaç sentetik ağaç bulunması gerekir?

Lackner: Yaklaşık 250 bin tane.

Bu sistemin kullanımını etkinleştirmek için sodyum hidroksitin yeniden kullanılır hale getirilmesi yani emilmiş karbonun yeniden dışarıya çıkartılması gerekiyor. Bunu nasıl yapıyorsunuz?

Lackner: Sıvı sodyum karbonatı sıvı kalsiyum hidroksit üzerinden süzdüğümüzde, kalsiyum karbonu yakalıyor. Böylece karbon sodyum hidroksidinden dışarı alınmış oluyor ve yeniden kullanılabilir hale geliyor. Ama daha sonra süreci yineleyebilmek için bu karbonu kalsiyumdan da dışarı almak gerekiyor. Bunu yapmak için kalsiyum karbonat 900 Celsius dereceye kadar ısıtılıyor ve böylece CO₂'yi kaybetmesi sağlanıyor.

kü fakir bölgelerde yaşayan 5 milyar insanın fosil yakıtı tüketimini artırmak için yaptıkları, gelişmiş ülkelerdeki 1,5 milyar kişinin fosil yakıt kullanımını azaltma çabalarını sonuçsuz kılıyor.

Tüm bu gerekçeler nedeniyle karbon üreten teknolojiler gökyüzünü karbondioksitle doldurmadan önce bu teknolojileri kullanımdan kaldırmanın basit ve gerçekçi yolu olmadığını kabullenmemiz gerekiyor. Yüzelli yıldan daha fazla süredir artmakta olan atmosferik karbondioksitin bu eğilimi sürdürmesi gelecek yüzyılın başlarında

Kasım 2005 43 BİLİM ve TEKNİK



		BİLİMİN UÇLARINDA

Karbondioksiti Emmek Kolombiya Üniversitesi Yer Bilimleri Ens-titüsü'nden jeofizikçi Klaus Lackner, havadaki karbondioksiti yok etmek amacıyla tasarlanmış bir cihaz olan sentetik ağacın geliştiricilerinden. Lackner'in hesaplamalarına göre sentetik bir ağaç, canlı bir ağaçtan 1.000 kat daha fazla CO₂'yi içine çekebilme kapasitesinde. Sentetik bîr ağaç havadaki karbondioksiti nasıl yok ediyor? Lackner: Aralarında jaluziler bulunan direkler görüntüsünde olan cihaz, sıvı sodyum hidroksit kullanacak şekilde tasarlandı. Bu sıvı sodyum hidroksit rüzgar esintisiyle gelen CO₂'yi içine çektikçe sodyum karbonata dönüşüyor. Bir adet sentetik ağaç ne kadar karbondioksit yok edebilir? Lackner: 50 metreye 60 metre bir toplama alanına sahip bir sentetik ağaç birimi, bir yılda 90.000 ton C0₂'yi toplayabilir. Bu sayı toplam 15.000 otomobilin bir yılda yaydığı karbondioksit miktarına eşit. tif çözümler tükendiğinde bir sonraki adım, 2. Dünya Savaşı'nda Nazilerin dışarıdan destekleri kesildiğinde yaptıkları gibi kömürden petrol yapmak. Broecker'a göre bu çözüm benzin fiyatını iki katına çıkartabilecekse de yine de diğer enerji türlerinden daha ucuz olacak. Broecker Çin, Hindistan ve üçüncü dünya ülkelerinin çoğunun zenginlik düzeyleri arttıkça fosil yakıtlı büyümeye hevesleri artarken, zengin ülkelerinin fosil yakıtlarını daha az kullanma girişimlerinin de bir sonuç vermeyeceği görüşünde. Çün-			Bu işlem sonucunda elimizde yine konsantre şekilde C0₂ kalmış oluyor ve bununla ne istersek yapabiliyoruz. Ne öneriyorsunuz? Lackner: Bu karbondioksit yeraltında muhafaza edilebilir. Ama bu noktada da yeterli kapasite olup olmadığı sorusu gündeme geliyor. Bu yöntem kısa dönemli bir çözüm sağlayabilecekse de uzun dönemli çözümler için farklı alternatifler geliştirmemiz gerekli. Benim önerdiğim yöntemlerden biri mineral ayrıştırması. Şu anda yeryüzünde milyonlarca yıl sonra kendiliğinden magnezyum karbonata dönüşecek magnezyum silikatlarından oluşan sonsuz dağlık bölgeler var. Endüstriyel bir biçimde bu süreci hızlandırarak sağlam ve zararsız bir katı oluşturabiliriz. Bu sürecin gerçekleştirilmesi için yeryüzünde şu an varolan petrolün ne kadarının tüketilmesi gerekir? Lackner: Yaklaşık %40'ının. İnsanlar %40'ın çok büyük bir oran olduğunu söylüyor. Ama büyük miktarlarda hidrojen açığa çıkartılabilmesi için en olası yol olan kömürden hidrojen üretmekle karşılaştırıldığında bu yüksek bir oran değil. İster kömürden hidrojen üreterek, ister havadan karbondioksiti çekerek yapın, temizlemenin maliyeti her koşulda yaklaşık bu kadar tutacaktır. Aralarındaki tek fark birinde parayı enerjinin yukarıya doğru akışına öderken diğerinde aşağıya doğru akışına ödeyecek olmamız. milyonda 900 parça (ppm) karbondioksit derişimine yaklaştığımız anlamına geliyor. Dünya geneli için 15°C ısınma anlamına gelen bu değer, deniz seviyesinin bir metre ya da daha fazla yükselmesine sebep olabilecek bir oran. Deniz seviyesindeki yükselmenin bu kadarla kalmayacağını düşünen Broecker, denizlerin Florida'nın büyük bir kısmını da içererek dünyanın alçaktaki karalarını batıracak şekilde aniden beş metre yükselebileceğini belirtiyor. Peşine düşülmesi gereken doğru çözümün karbondioksiti havadan dışarıya çekerek yakacak bir yol bulmak konusundaki çalışmalardan geçtiği görüşünde olan Broecker, ilk atmosferik CO₂ çıkarma makinesini tasarlayan ve inşa eden kişiler olan Kolombiya Üniversitesi'ndeki Klaus Lackner isimli bir jeofizikçiye ve Alan Wright isimli bir mühendise işaret ediyor. Bu iki bilimadamının önerdikleri sistemin geliştirilme maliyetinin önemsenmeyecek miktarda olduğunu belirten Broecker'a göre küresel ısınmayı öngören modellerin doğru olmadığı ortaya çıkarsa rafa kaldırılması pek de büyük bir zarara neden olmayacak bu teknolojinin gereksinim duyulduğunda kullanılabilecek şekilde kenarda hazır tutulmasında yarar var. Lemley, B., Foley,D.; "No Easy Way Out of the GreennHouse", Discover, Ekim 2005, sayfa 30-31. Çeviri: Ayşenur T. Akman
	Fosil yakıtlarının yıllık üretimi olan 22 milyar ton CO₂'yi emmek için dünya genelinde kaç sentetik ağaç bulunması gerekir? Lackner: Yaklaşık 250 bin tane. Bu sistemin kullanımını etkinleştirmek için sodyum hidroksitin yeniden kullanılır hale getirilmesi yani emilmiş karbonun yeniden dışarıya çıkartılması gerekiyor. Bunu nasıl yapıyorsunuz? Lackner: Sıvı sodyum karbonatı sıvı kalsiyum hidroksit üzerinden süzdüğümüzde, kalsiyum karbonu yakalıyor. Böylece karbon sodyum hidroksidinden dışarı alınmış oluyor ve yeniden kullanılabilir hale geliyor. Ama daha sonra süreci yineleyebilmek için bu karbonu kalsiyumdan da dışarı almak gerekiyor. Bunu yapmak için kalsiyum karbonat 900 Celsius dereceye kadar ısıtılıyor ve böylece CO₂'yi kaybetmesi sağlanıyor. kü fakir bölgelerde yaşayan 5 milyar insanın fosil yakıtı tüketimini artırmak için yaptıkları, gelişmiş ülkelerdeki 1,5 milyar kişinin fosil yakıt kullanımını azaltma çabalarını sonuçsuz kılıyor. Tüm bu gerekçeler nedeniyle karbon üreten teknolojiler gökyüzünü karbondioksitle doldurmadan önce bu teknolojileri kullanımdan kaldırmanın basit ve gerçekçi yolu olmadığını kabullenmemiz gerekiyor. Yüzelli yıldan daha fazla süredir artmakta olan atmosferik karbondioksitin bu eğilimi sürdürmesi gelecek yüzyılın başlarında


Kasım 2005 43 BİLİM ve TEKNİK