Karbondioksitten Nasıl Kurtuluruz

Karbon Ayak İzi
Karbon Ayak İzi

Dünya genelinde, enerjinin kullanımı ve üretimi için yoğun bir çaba sürekli olarak artarak devam etmektedir. Fosil yakıtlardan sürdürülebilir enerji kaynaklarına geçmek için hiç bu kadar aciliyet duygusuna da ulaşılmamıştı. Sebepleri açıktır. Dünyamız bir eko sistem felaketine sürükleniyor bile olabilir.

Örnek olarak, Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) yakın zamanda küresel enerji endüstrisi için 2050’ye Kadar Net Sıfır Yol Haritasını yayınladı.  Bu rapor, dünyanın 2050 yılına kadar sıfır net toplam karbondioksit emisyonuna ulaşmak için atması gereken adımları özetledi. Bu yol haritasının ana odak noktası, IEA devletlerinin emisyon hedeflerine ulaşmak için 2050 yılına kadar küresel elektrik üretiminin neredeyse %90’ını oluşturması gerekecek olan yenilenebilir enerjidir.

Rapor ayrıca, karbon yakalama ve depolama (CCS) yoluyla en az 7,6 gigaton  CO2 emisyonunun azaltılmasına ihtiyaç olduğunu belirtiyor.

Bunu bir perspektife oturtmak gerekirse, 2020’de CCS tarafından yaklaşık 40 megaton CO2 yakalandı (2050 hedefinin sadece %0,5’inden biraz fazlası). Amaç, gücün büyük çoğunluğunun emisyonsuz enerji ile sağlanmasıysa, neden CCS’de bu kadar önemli bir artış gerekli olsun?

Bu sorunun bir iki cevabı var. İlk olarak, yenilenebilir enerji IEA tarafından belirlenen rekor hızda çevrimiçi hale getirilse bile, dünya önümüzdeki birkaç on yıl boyunca hala fosil yakıtlara bağımlı olacak. Nedeni burada yatmaktadır.

CCS, mevcut enerji santrallerini güçlendirebilir, böylece yenilenebilir enerji kapasitesi inşa edilirken bile CO2 emisyonlarını azaltır.

İkincisi, fosil yakıtlı enerji santralleri (kömür ve doğal gaz santralleri gibi) üretimlerinde çok esnektir.

Hem enerji geçişinde hem de nihai olarak yenilenebilir enerjinin hakim olduğu ortamda CCS’ye olan ihtiyacı anlamak için, CCS sürecini bugün olduğu gibi anlamak faydalı olacaktır.

Adından da anlaşılacağı gibi, CCS iki ana adıma ayrılabilir:

1) Yakalama: CO2’nin emisyon kaynağından ayrılması ve toplanması.

2) Depolama: CO2’nin belirsiz bir depolama yerine taşınması ve depolanması.

Karbon yakalama teknolojisi nasıl çalışır?

CCS’deki yakalama adımı, hedef gaz karışımından CO2 ‘in ayrılması ve toplanması anlamına gelir. Genel olarak, günümüzde kullanılan üç ana tip CCS ayırma işlemi vardır: yanma sonrası, yanma öncesi ve oksi-yakıt yakma.

Yakma öncesi ve sonrası süreçlerde, CO2‘yi yakalamak için tipik olarak üç ana teknoloji kullanılır:

Solvent bazlı ayırma, sıvı bir kimyasal kullanarak CO2 absorpsiyonunu içerir. Bu çözücüler gazla kimyasal bir bağ oluşturur ve bu da onları gaz karışımından CO2‘yi ayırmada oldukça verimli kılar. CO2 daha sonra ya basınç düşürme ya da sıcaklık artışı yoluyla çözücüden uzaklaştırılır.

Bu, önemli miktarda enerji gerektirebilir ve bu nedenle bir elektrik santralinin toplam verimliliğinden düşebilir.

Sorbent bazlı ayırma, tipik olarak gözenekli bir katı malzeme kullanılarak CO2 adsorpsiyonunu içerir. Adsorpsiyon, absorpsiyondan farklıdır, çünkü adsorpsiyon, hedef molekülün yüzeyde toplanması iken absorpsiyon, hedef molekülün maddenin kütlesi boyunca toplanmasıdır.

Sorbentler, toplandıktan sonra CO2‘yi çıkarmak için solventlerden daha az enerji gerektirme avantajına sahiptir. Bununla birlikte, sorbentlerin kullanımı tipik olarak oldukça pahalıdır.

Membran bazlı ayırma teknolojileri, esasen CO2’yi hedef gazdan ayırmak için bir filtre görevi görür. Bu, zarın, genellikle moleküler ağırlık veya boyuta dayalı olarak gazları yeniden yönlendirmek için tasarlandığı, basınçla yönlendirilen bir işlemdir.

Yanma sonrası karbon yakalama

Yanma sonrası karbon yakalama işleminde, enerji endüstrisi küresel karbondioksit emisyonlarının birincil kaynağı olduktan sonra baca gazlarından (egzozdan) CO2 uzaklaştırılır.

Ekipman basitçe mevcut sisteme eklenebildiğinden, bu işlemin mevcut enerji santrallerine uygulanması kolaydır. Bu nedenle, açık farkla en yaygın olarak kullanılan karbon yakalama işlemidir.

Bununla birlikte, yanma sonrası karbon yakalama, CO2 ‘yi uzaklaştırmanın en etkili yöntemi değildir. Baca gazlarındaki hacimce nispeten düşük konsantrasyonu, tam CO2 ayırma enerjisini yoğun hale getirir.

Ekipman basitçe mevcut sisteme eklenebildiğinden, bu işlemin mevcut enerji santrallerine uygulanması kolaydır. Bu nedenle, açık farkla en yaygın olarak kullanılan karbon yakalama işlemidir.

Bununla birlikte, yanma sonrası karbon yakalama, CO2‘yi uzaklaştırmanın en etkili yöntemi değildir. Baca gazlarındaki hacimce nispeten düşük konsantrasyonu, tam CO2 ayırma enerjisini yoğun hale getirir.

Ön yanma karbon yakalama

Yanma öncesi karbon yakalama işleminin ilk adımı, bir sentez gazı (veya sentez gazı) oluşturan birincil yakıtın gazlaştırılmasını içerir.

Bu gaz öncelikle CO2 ve hidrojenden oluşur. CO2, ayırma teknolojilerinden biri kullanılarak uzaklaştırılır.

H2 daha sonra güç üretmek için tipik olarak bir yanma türbininde yakıt olarak kullanılabilir.

Sentez gazında baca gazından daha yüksek bir CO2 konsantrasyonu bulunduğundan, yanma öncesi karbon yakalama tipik olarak yanma sonrası karbon yakalamadan daha verimlidir.

Bununla birlikte, yanma öncesi karbon yakalama, enerji santralinin birincil yakma ekipmanında değişiklik yapılmasını gerektirir ve bu nedenle mevcut sistemlerde uygulanması daha pahalıdır. Bu nedenle, yanma öncesi karbon yakalama, şu anda yanma sonrası karbon yakalamadan daha az yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kaynak: insights.globalspec.com/article/17247/fundamentals-of-carbon-capture

İlk yorum yapan olun

Bir yanıt bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.


*