Karbon Yakalama ve Depolama
Yakalama yöntemleri, CO₂'nin yer altında tutulma mekanizmaları, çalışan projeler ve gemide yakalamanın tank hesabı.
Karbon yakalama ve depolama (KYD, İngilizcesi CCS), büyük bir kaynağın ürettiği karbondioksitin (CO₂) atmosfere salınmadan ayrılması, sıkıştırılıp taşınması ve derin jeolojik katmanlara kalıcı olarak yerleştirilmesidir. Global CCS Institute'un 2025 raporuna göre dünyada 77 tesis çalışmaktadır ve yıllık kapasiteleri yaklaşık 64 milyon tondur.[1] Bu değer, yılda yaklaşık 38 milyar ton olan küresel enerji kaynaklı CO₂ salımının %0,2'sinden azdır.[10] Yöntem daha çok gaz işleme, gübre ve etanol gibi CO₂'nin yoğun olduğu akımlarda uygulanır. Gemide yakalama ise ilk uygulamalar aşamasındadır ve uluslararası kuralları henüz tamamlanmamıştır.
Yakalama Yöntemleri
Yakalamanın zorluğu ve maliyeti büyük ölçüde gaz akımındaki CO₂ derişimine bağlıdır. Derişim düştükçe aynı miktar CO₂'yi ayırmak için daha çok gaz işlenir ve daha çok enerji harcanır. Üç temel düzen vardır.
| Yöntem | İşlem | Başlıca kullanım |
|---|---|---|
| Yanma sonrası | Baca gazı kimyasal çözücüden geçirilir | Santral, çimento, mevcut tesisler |
| Yanma öncesi | Yakıt sentez gazına çevrilir, CO₂ basınçlı akımdan ayrılır | Hidrojen ve gübre üretimi |
| Oksijenle yakma | Yakıt saf oksijenle yanar, egzoz CO₂ ve su buharından oluşur | Az sayıda uygulama, çimento denemeleri |
Derişim farkı oldukça geniştir. Doğal gaz işleme ve etanol fermantasyonunda ayrılan akım neredeyse saf CO₂'dir, bu nedenle ilk projeler bu alanlarda kurulmuştur. Kömür santrali baca gazında oran yaklaşık %12 ile %15, doğal gaz santralinde yaklaşık %4'tür. Atmosferde ise CO₂ yalnız yaklaşık %0,04'tür. Doğrudan havadan yakalamanın enerji ihtiyacının çok yüksek olması bundan kaynaklanır.
Amin Çözücüyle Yanma Sonrası Yakalama
En yaygın düzende baca gazı, emici kolonda amin çözeltisiyle karşılaşır. Amin, düşük sıcaklıkta CO₂ ile kimyasal bağ kurar. Doymuş çözelti ikinci kolona alınıp ısıtıldığında bağ çözülür, saf CO₂ açığa çıkar ve çözücü başa döner. Enerjinin büyük bölümü bu ısıtma aşamasında harcanır. Santrallerde bu ısı buhar türbininden alınır, bu nedenle satılabilir elektrik azalır. ABD Ulusal Enerji Teknolojisi Laboratuvarı'nın Kanada'daki Shand santrali için yaptığı fizibilite çalışması bu iç tüketimi %22,9 olarak hesaplamıştır.[2] Modern tesislerde tasarım yakalama oranı genellikle %90 çevresindedir, ancak gerçek işletme sonuçları bundan düşük kalabilir.
CO₂'nin Taşınması ve Depolanması
Yakalanan gaz boru hattıyla ya da sıvılaştırılarak gemiyle taşınır. Depolama için derin tuzlu su akiferleri ve tükenmiş petrol ve gaz sahaları kullanılır. CO₂ yaklaşık 800 metrenin altında süper kritik hale gelir. Kritik nokta 31 °C ve 74 bar değerindedir. Bu koşulda gaz, sıvıya yakın yoğunluk kazanır ve aynı kütle çok daha az hacim kaplar.
Enjekte edilen CO₂ dört mekanizmayla tutulur. Yapısal tutulmada üstteki geçirimsiz örtü kaya yukarı hareketi durdurur. Kapiler tutulmada CO₂ kaya gözeneklerinde hapsolur. Çözünme tutulmasında formasyon suyuna karışır. Mineral tutulmada ise kayayla tepkimeye girip katı karbonata dönüşür. Zaman ilerledikçe sonraki mekanizmaların payı artar ve depolama daha kalıcı hale gelir. Başlıca işletme konuları basınç yönetimi, izleme ve eski kuyulardan sızıntı riskidir. CO₂'nin petrol sahalarına basılması (gelişmiş petrol geri kazanımı) da yaygındır, ancak sonuçta daha fazla petrol üretildiği için iklim hesabı daha tartışmalıdır.
Çalışan Projeler
| Proje | Ülke | Başlangıç | Kapasite | CO₂ kaynağı |
|---|---|---|---|---|
| Sleipner | Norveç | 1996 | Yılda yaklaşık 1 milyon ton | Doğal gaz işleme |
| Boundary Dam | Kanada | Ekim 2014 | Tasarım yılda yaklaşık 1 milyon ton | Kömür santrali |
| Northern Lights | Norveç | Ağustos 2025 | 1,5 milyon ton, ikinci aşama en az 5 milyon ton | Avrupa sanayi tesisleri |
Kaynak: Equinor; ABD Enerji Bakanlığı; SaskPower verileri, basın aktarımıyla.[3][4][5]
Sleipner, Kuzey Denizi'nde doğal gazdan ayrılan CO₂'yi 1996'dan beri deniz tabanının altındaki bir tuzlu su katmanına basmaktadır ve 2022 sonuna kadar 19 milyon tondan fazlasını depolamıştır.[3] Sistem, yöntemin uzun süreli izleme verisini sağlayan başlıca örnektir ve işletmeci Equinor bu verilerin bir bölümünü araştırmacılarla paylaşmıştır.
Boundary Dam, Saskatchewan'da bir kömür ünitesine eklenmiş ticari ölçekli yakalama tesisidir. İlk yıllarda teknik sorunlar yaşamış, işletmeci SaskPower CO₂ teslim sözleşmesi nedeniyle ceza ödemiştir. David Schissel'in analizine göre bacadan doğrudan salınan gaz da hesaba katıldığında ortalama yakalama oranı %57'dir. SaskPower bu hesaba itiraz etmekte, 2024'ün ilk üç ayını en iyi dönem olarak göstermektedir.[4] Örnek, tasarım değeri ile işletme değerinin neden ayrı okunması gerektiğini gösterir. Santralde yakalanan CO₂ uzun süre petrol sahasına satılmıştır.
Northern Lights, Equinor, Shell ve TotalEnergies ortaklığındadır ve Ağustos 2025'te ilk CO₂ enjeksiyonunu yapmıştır. Sanayi tesisinin yakaladığı CO₂ kendi limanında tanka alınır, gemiyle Norveç'in batısındaki Øygarden terminaline taşınır, oradan boru hattıyla deniz tabanının yaklaşık 2.500 metre altındaki formasyona basılır.[5] Birinci aşama kapasitesi doldurulmuştur, ikinci aşama toplamı en az 5 milyon tona çıkarmaktadır. CO₂ üreticisi ile depolama sahası arasında deniz taşımacılığı kullanan bu düzen, sınır ötesi bir depolama hizmeti oluşturmuştur. Londra Protokolü'nün 2009 değişikliği bu tür ihracatın hukuki yolunu açmıştır.
Gemide Karbon Yakalama
Gemide yakalama (OCCS, onboard carbon capture and storage), bacadaki CO₂'nin gemi üzerinde ayrılıp sıvı olarak tanklarda tutulmasıdır. Donanım scrubber gibi bacaya eklenir, ancak çok daha fazla enerji, soğutma ve tank hacmi ister. Solvang'ın Clipper Eris adlı LPG tankerinde Wärtsilä sistemi kurulmuştur, hedef bacadaki CO₂'nin yaklaşık %70'ini tutmaktır. Tam ölçekli uygulamalardan biri günde yaklaşık 50 ton CO₂ yakaladığını göstermektedir.[6]
Tank ihtiyacı yakıt tüketiminden hesaplanır. Bir ton VLSFO yandığında FuelEU varsayılan katsayısına göre 3,114 ton CO₂ oluşur.[7] %70 yakalama ile bu değer yakıt tonu başına yaklaşık 2,18 ton eder. Günde 50 ton yakıt yakan bir gemi günde 109 ton, 20 günlük bir seferde yaklaşık 2.180 ton CO₂ toplar. Sıvı CO₂'nin yoğunluğu metreküpte yaklaşık 1,1 ton kabul edilirse yaklaşık 2.000 metreküp tank gerekir. Aynı sefer için yakılan yakıt yalnız 1.000 ton olduğundan CO₂ tankı yakıt tankından daha büyük olur. Yakalama sistemi de enerji tükettiği için yakıt tüketimi artar. Maritime Executive'in değerlendirmesinde örnek bir senaryo, %75 yakalamaya karşılık %20 enerji kaybı öngörür.[6]
Asıl kısıt kıyıdadır. Yakalanan CO₂'nin limanda teslim alınacağı altyapı çok sınırlıdır ve Ever Top projesindeki gibi ilk teslimatlar deneme niteliğindedir.[6] Kural tarafında IMO, MEPC 83'te (Nisan 2025) OCCS için bir çalışma planı onaylamış, MEPC 84 (2026) yazışma grubunu muhasebe, doğrulama ve sertifikasyon rehberi üzerinde çalışmakla görevlendirmiştir. Tam çerçevenin 2028'e kadar tamamlanması hedeflenmektedir.[8] Avrupa Komisyonu ise OCCS'nin FuelEU kapsamında henüz uyum yöntemi sayılmadığını belirtmiştir.[6] Klas kuruluşu DNV de ölçüm çerçevesi için kendi önerilen uygulamasını yayımlamıştır.[9]
Ölçek, Maliyet ve Eleştiriler
Tesis sayısı bir yılda 50'den 77'ye çıkmış, kapasite %25 artmıştır.[1] Buna karşın 64 milyon ton küresel salımın çok küçük bir bölümüdür. Maliyet sektöre ve CO₂ derişimine göre geniş ölçüde değişir, karbon fiyatı ya da devlet desteği olmadan projelerin çoğu ekonomik olmaz. Sık dile getirilen bir başka eleştiri, KYD'nin fosil yakıt kullanımını uzatabileceğidir. Destekleyenler ise çimentoda olduğu gibi CO₂'nin yakıttan değil kimyasal süreçten geldiği alanlarda başka gerçekçi bir çözüm bulunmadığını savunur. Çimento üretiminde kireçtaşının ayrışması CO₂ çıkarır ve bu kaynak yakıt değiştirmekle ortadan kalkmaz. Santrallerde ise iç tüketim satılacak elektriği doğrudan azalttığı için hesap daha zordur ve çalışan tesislerin çoğu sanayi ile gaz işleme alanındadır.
KYD, karbon nötr hedeflerinde kalan salımı azaltan araçlardan biri olarak hesaba girer. Mavi hidrojenin emisyon değeri de doğrudan yakalama oranına bağlıdır.
Sık sorulan sorular
Karbon yakalama ve depolama nedir?
Karbon yakalama ve depolama (KYD, İngilizcesi CCS), büyük bir kaynağın ürettiği karbondioksitin (CO₂) atmosfere salınmadan ayrılması, sıkıştırılıp taşınması ve derin jeolojik katmanlara kalıcı olarak yerleştirilmesidir.
Depolanan CO₂ sızar mı?
Uygun seçilmiş ve izlenen sahalarda örtü kaya CO₂'yi tutar ve zamanla çözünme ile mineralleşme tutmayı güçlendirir. Başlıca risk eski kuyular ve kırıklardır, bu nedenle saha seçimi ile izleme zorunlu aşamalardır.
Gemide karbon yakalama yasal bir uyum yöntemi midir?
Henüz tam olarak değildir. IMO çerçevesi üzerinde çalışmaktadır ve 2028 hedeflenmektedir. FuelEU kapsamında da şu aşamada uyum yöntemi olarak tanınmamaktadır.
KYD ile karbon kullanımı (CCU) aynı şey midir?
Hayır. KYD CO₂'yi kalıcı olarak yer altına koyar. CCU ise CO₂'yi yakıt ya da kimyasal üretiminde kullanır ve ürün yandığında CO₂ yeniden atmosfere dönebilir.
Kaynaklar
- Global CCS Institute. Global Status of CCS 2025, Ekim 2025, basın bülteni ve özetler.
- National Energy Technology Laboratory. Shand CCS Feasibility Study sunumu, 2019.
- ABD Enerji Bakanlığı. DOE Study Monitors Carbon Dioxide Storage in Norway's Offshore Sleipner Gas Field; Equinor Sleipner verileri, basın aktarımıyla.
- Global News ve CTV. SaskPower Boundary Dam işletme ve ceza haberleri, 2015 ile 2024.
- Equinor. Northern Lights, proje sayfası.
- gCaptain. The State of Onboard Carbon Capture at Sea in 2026; Maritime Executive. Ship-Ready Onboard Carbon Capture Has Arrived.
- Avrupa Komisyonu. Guidance on the FuelEU Maritime Regulation for Shipping Companies, 8 Ekim 2025.
- Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO). MEPC 83 toplantı özeti, 2025; ENGINE. MEPC 84: China Calls for More Progress on Onboard Carbon Capture Rules, 2026.
- DNV. New DNV RP Establishes Measurement Framework for Onboard Carbon Capture and Storage Systems, 2026.
- Uluslararası Enerji Ajansı (IEA). Global Energy Review 2025, CO₂ Emissions.
