Karbon Yakalama Teknolojileri-Bilgi:

1--Carbfix projesi, Reykyavik Enerji, İzlanda Üniversitesi, CNRS ve Columbia Üniversitesi tarafından 2007’de hayata geçirildi. Bu tarihten sonra da pek çok üniversite ve araştırma enstitüsü projede yer aldı. Projenin amacı karbondioksitin mineral depolamasını kalıcı, güvenli, basit ve ekonomik şekilde uygulamaktı. İlk pilot çalışmalar 2012 yılında İzlanda’da yerin 500 m altında gerçekleştirildi.

1.1--Pilot çalışmaların başarısının ardından proje 2014’te endüstriyel ölçeğe yükseltildi ve Hellisheidi bölgesindeki j e otermal enerji santraline entegre edildi. Santralin karbondioksit emisyonunun üçte birlik miktarı, diğer bir ifadeyle yaklaşık olarak yıllık 10.000 tonu, yer altına gönderiliyor ve burada kararlı karbonat minerallerine dönüştürülüyor.

1.2--Devam eden karbon depolama projelerinin büyük bir kısmı toplanan karbondioksitin yerin altına hapsedilmesini içeriyor.

Climeworks ve Carbfix şirketleri tarafından İzlanda’daki projede geliştirilen yöntemle toplanan karbondioksit suda çözülerek yer altına enjekte ediliyor. Burada kullanılan su, kayaçlardaki kalsiyum, magnezyum ve demir gibi metallerin salımmı hızlandırıyor.

1.2.1--Bu metaller ise karbondioksit ile tepkimeye girerek çeşitli katı karbonat mineralleri oluşturuyorlar ve bu sayede kalıcı bir depolama sağlanıyor

2--Günümüzde yalnızca küçük ölçekli doğrudan hava yakalama tesisleri faaliyet gösteriyor. Climeworks ve Carbfix ortaklığında açılan “Orca” adlı tesis, yıllık 4.000 ton karbondioksit yakalayacak şekilde genişletilerek alanda faaliyet gösteren en büyük tesis hâline getirildi. ABD’deki ilk büyük ölçekli tesisin ise Carbon Engineering ve Occidental Petroleum ortaklığı ile 2024 yılı içerisinde faaliyete geçirilmesi hedefleniyor.

2—Havadan Katı emici malzama ile  yakalama teknolojisinde Bunlar arasında metal- organilc kafesler, zeolitler, aktif karbon ve silika malzemeler, karbon nanotüpler, gözenekli yapıdaki organik polimerler ile karbon moleküler elekler öne çıkıyor.

2.1--Katı emici malzeme sistemlerinde, ille aşamada, kullanılan katı malzeme havadaki karbondioksit ile doyuruluyor ve karbondioksitten arıtılmış hava vakum pompası yardımıyla uzaklaştırılıyor. İkinci aşamada ise tutulan karbondioksit molekülleri katı malzemeden ayrıştırılıyor. Vakumlama aşamasını takiben malzemeyi ısıtmak için buhar kullanılıyor ve sıcaklığı 80-120 °C arasına yükseltiliyor.

2.2--Karbondioksit, su buhanndan yoğuşturucu ile aynlıyor ve son olarak nakliye, depolama ve kullanım amaçlarına uygun şekilde sıkıştırma işlemi gerçekleştiriliyor. Sıvı sistemlere göre, katı malzeme kullanan sistemlerin re jenerasyon sürecinde daha düşük sıcaklıklar gerektirmesi önemli bir avantaj

olarak görülüyor.

3--Günümüzde faaliyet gösteren ve yılda 0,01 megatondan fazla karbondioksit yakalayabilen 19 tesis bulunuyor. ABD’de yıllık kapasitesi 1 megaton olan bir tesis ise geliştirilme aşamasında ve bu tesisin 2024 yılında faaliyete geçirilmesi bekleniyor .2050 yılma kadar gerçekleştirilmesi planlanan sıfır emisyon senaryosunda; doğrudan hava yakalama sistemleri kullanılarak 2030 yılma kadar en az 85 megaton,2050 yılma kadar ise en az 980 megaton karbondioksit yakalanması hedefleniyor. Bu hedefi gerçekleştirmek ve benzer uygulamaları yaygınlaştırmak içinse geliştirilecek yeni teknolojilerle maliyetlerin aşağı çekilmesi gerekiyor

4--2017’de ise İsviçre’nin Hinwil kentinde dünyanın ille ticari doğrudan hava yakalama tesisi açıldı. Bu tesis, yılda 900 ton karbondioksit yakalama kapasitesine sahipti. Climeworks, aynı yıl içinde Carbfix ile iş birliği yaparak doğrudan hava yakalama teknolojisini jeolojik depolama ile birleştirme çalışmalanna başladı

5--Sıvı çözücü sisteminde yüksek oranda bağlayıcı özellik taşıyan sodyum hidroksit (NaOH) veya potasyum hidroksit (KOH) bazları kullanılıyor. Bu bazlar havadaki karbondioksit ile hızlı bir şekilde tepkimeye girerek su ve karbonata dönüşüyor. Rejenerasyon bölümünde ise elde edilen karbonat yaklaşık 900 °C’a ısıtılarak yüksek saflıkta karbondioksit elde ediliyor. Bu işlem için daha düşük maliyetli malzemeler ve daha az enerji gerektiren yöntemler bulmak üzere çalışmalar devam ediyor.

5.1--Sıvı çözücü sistemler temel olarak iki döngüden oluşur: Birinci döngüde yatay olarak geçmeye zorlanan havadaki karbondioksit, potasyum hidroksit (KOH) ile tepkimeye girerek potasyum karbonat (K2C05) çözeltisi elde ediliyor. Daha sonra bu çözelti tanecik reaktörleri içerisine pompalanıyor ve burada bulunan kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) ile gerçekleşen tepkime sonucunda potasyum hidroksit (KOH) tekrar kullanım için yeniden elde ediliyor. Bu sırada, diğer bir ürün olan kalsiyum karbonat (CaC03) ise önce buharlı kireç söndürme bölümüne almıyor.

5.2—Kurutulan malzeme daha sonra kalsinatöre gönderiliyor. Burada 900 °C gibi yüksek sıcaklıklarda gerçekleşen tepkime sonucunda elde edilen su buharı ve karbondioksit karışımı daha sonra birbirinden ayırılıyor ve yüksek saflıkta elde edilen karbondioksit sıkıştırılıyor

Kaynak:Tübitak Bilim ve Teknik Dergisi-Nisan2022