KIMYA ENDÜSTRISI IKLIM HEDEFLERINE NASIL ULAŞABILIR

ETH Zürich (Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü) araştırmacıları, kimya endüstrisinin net CO2 emisyonlarını sıfıra indirmek için çeşitli olasılıkları analiz ettiler. Sonuç? Kimya endüstrisi aslında karbon-nötr bir geleceğe sahip olabilir.

İsviçre Federal Konseyi, ülkenin 2050 yılına kadar karbon nötr hale gelmesi gerektiğine karar verdi. Araba trafiği ve tüm güç sektörü söz konusu olduğunda bu zor olabilir, ancak imkânsız değildir.

ETH Zürih Proses Mühendisliği Profesörü Marco Mazzotti, “Bu tür bir geçiş kimya endüstrisi için daha zor olacaktır. Diğer birçok sanayi sektörü için öncelikli kaygılardan biri enerji verimliliği olsa da, kimya endüstrisi de hammadde sorununu ele almalıdır. Polimerler, plastikler, sentetik tekstil elyafları ve ilaçların hepsi karbon içerir. Bu karbonun büyük çoğunluğu petrol ve doğal gazdan gelir. Üretim sırasında ve kimyasal ürünler ömürlerinin sonunda yandığında veya parçalandığında, CO2 salgılarlar” diyor.

Mazzotti ve ekibi, bir takım üretim yöntemleri ve metanol üretimini bir vaka çalışması olarak kullanarak, kimya endüstrisinden net

CO2 emisyonlarını sıfıra indirmeyi amaçlayan çeşitli yaklaşımları sistematik olarak karşılaştırdı. Yeni çalışmanın ana sonucu olarak, kimya endüstrisinde net sıfır CO2 emisyonu elde etme hedefinin aslında ulaşılabilir olduğu belirlendi. Bununla birlikte, bu hedefe ulaşmak için incelenen tüm yaklaşımların, dünyanın farklı bölgelerinde kendilerini farklı gösteren hem avantajları hem de dezavantajları vardır. Ek olarak, üç kavramın hepsi de mevcut üretim yöntemlerinden daha fazla enerji kullanımı (elektrik) gerektirir.

CO2'yi yakalamak veya biyokütle kullanmak

Bir yaklaşım olarak, fosil kaynaklarını hammadde olarak kullanmaya devam etmeyi, ancak CO2 emisyonlarını sistematik olarak yakalamayı ve karbon yakalama ve depolama (CCS) olarak bilinen bir süreç kullanarak yeraltına depolamayı içerir. Buradaki en büyük avantaj, bugünün endüstriyel üretim süreçlerinin değiştirilmesine gerek olmamasıdır. Ancak depolama sahaları özelinde bir sıkıntı bulunmaktadır. Bu sahalar, jeolojik olarak tuzlu su içeren derin tortul tabakalar olan alanlar olmalıdır. Bu tür alanlar tüm dünyada bulunmaz.

Başka bir yaklaşım ise, havadan veya endüstriyel atık gazlardan önceden yakalanan CO2'den karbonu kullanmak. Bu sürece karbon yakalama ve kullanımı (CCU) denir. Bu süreçte kimyasal ürünler üretmek için gerekli olan hidrojen elektrik kullanılarak sudan elde edilecektir. Yaklaşım, kimyasal üretim süreçlerinin büyük bir revizyonunu ve endüstriyel altyapının büyük bölümlerinin yeniden inşasını içerecektir. Ek olarak, CCS'den altı ila on kat daha fazla miktarda elektrik gerektirir. Mazzotti, “Bu yöntem yalnızca karbon nötr elektrik üretimi olan ülkelerde kullanılabilir. Kömür veya gaz yakıtlı elektrik santrallerinden büyük miktarda elektrik kullanmanın, iklim için fosil yakıtlara dayalı mevcut üretim yönteminden çok daha kötü olacağını açıkça gösteriyoruz” diyor.

Son seçenek biyokütlenin (odun, şeker bitkileri, yağ bitkileri) kimya endüstrisi için hammadde olarak kullanılması olacaktır. Her ne kadar bu yöntem diğerlerinden daha az elektrik gerektirse de, bitkileri yetiştirmek için çok yoğun arazi kullanımı gerektirir. Bu yöntem ise diğer yaklaşımlardan 40–240 kat daha fazla arazi gerektirir.

Havacılığın geleceği

Mazzotti ve ekibi, çalışmalarını esas olarak metanol üretimine dayandırmaktalar. Bu nedenle çalışmaları Mazzotti'nin işaret ettiği gibi gelecekteki uçak yakıtları hakkındaki tartışmalara da bir neri sunuyor, “Havacılıkta karbon-nötr olabilmenin tek yolunun sentetik yakıtların kullanılması olduğunu, uzmanlardan tekrar tekrar duyuyoruz. Ama bu doğru değil. Sentetik yakıt üretimi son derece enerji yoğun bir işlemdir. Bu amaçla kömür veya gaz yakıtlı elektrik santrallerinden elektrik kullanılacaksa, sentetik yakıtlar fosil yakıtlardan daha fazla karbon ayak izine sahip olacaktır” açıklamasını yapıyor.

Çalışma, sentetik yakıtlara en az iki uygulanabilir alternatifin olduğunu göstermektedir: Uçaklar tarafından yayılan CO2 başka bir yerde yakalanır ve depolanabilirse, havacılık fosil yakıtları kullanmaya devam edebilir veya yakıtlar biyokütleden elde edilebilir.

Çalışma ile ilgili detaylara https:// pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ acs.iecr.9b06579 adresinden ulaşabilirsiniz.

Kaynak: https://www.chemeurope.com/en/ news/1165731/how-the-chemical-industry-can-meet-the-climate-goals.html