Karbon Yakalama ve Depolama (CCS) Teknolojileri Rehberi

IPCC'nin net sıfır senaryolarının tamamı, karbondioksitin atmosferden uzaklaştırılması için teknolojik çözümlere yer vermektedir. Karbon yakalama ve depolama (CCS - Carbon Capture and Storage), bu çözümlerin merkezindedir. Hem nokta kaynaklardan (fabrika bacaları, enerji santralleri) hem de doğrudan atmosferden CO2 yakalanmasına olanak tanıyan bu teknolojiler, net sıfır yolculuğunda "kaçınılamayan" artık emisyonların yönetimi için kritik öneme sahiptir. Bu rehber, CCS teknolojilerinin teknik temellerini, maliyet gerçekliğini ve kurumsal strateji açısından nasıl konumlandırılması gerektiğini ele almaktadır.

CCS Nedir ve Neden Gereklidir?

Karbon yakalama ve depolama (CCS), fosil yakıt kullanımı veya endüstriyel proseslerden kaynaklanan CO2'nin üretim noktasında yakalanarak atmosfere salınmasının önüne geçilmesini ve güvenli bir şekilde depolanmasını kapsayan teknolojiler bütünüdür.

Karbon nötr ve net sıfır kavramlarını incelediğimizde, net sıfır hedefinin yalnızca emisyon azaltımıyla ulaşılmasının mümkün olmadığını görürüz. Çelik, çimento, kimya ve havacılık gibi "hard-to-abate" (azaltılması güç) sektörlerde mevcut teknolojilerle sıfıra ulaşmak mümkün değildir; bu sektörlerdeki artık emisyonlar için CCS zorunlu hale gelmektedir.

IPCC AR6 değerlendirmesine göre 1.5°C senaryolarının büyük çoğunluğu, 2050 yılı itibarıyla yılda 3-7 GtCO2 uzaklaştırma kapasitesi gerektirmektedir.

CCS Teknolojilerinin Sınıflandırılması

1. Nokta Kaynak Yakalama (Point Source Capture)

Fabrika bacaları, enerji santralleri veya endüstriyel tesisler gibi büyük emisyon noktalarından CO2'nin yakalanmasıdır. Üç alt kategorisi bulunur:

Yanma Sonrası Yakalama (Post-Combustion Capture): Yakıt yandıktan sonra baca gazından CO2 ayrıştırılır. Mevcut tesislere retrofitting (sonradan ekleme) için en uygun yöntemdir.

• Amin bazlı solvent absorbsiyonu (MEA - MonoEthanolAmine): En yaygın teknoloji
• Verimlilik: Baca gazının %85-95'i yakalanabilir
• Enerji cezası: Tesisin elektrik üretiminde %15-25 düşüş
• Maliyet: 40-100 USD/tCO2 (mevcut uygulamalar)

Yanma Öncesi Yakalama (Pre-Combustion Capture): Yakıt yakılmadan önce CO2 ayrıştırılır; hidrojen yakıtına dönüştürme sürecinde uygulanır.

• Doğalgaz reformu (Steam Methane Reforming) + CO2 yakalama = mavi hidrojen
• IGCC (Entegre Gazlaştırma Kombine Çevrim) santrallerinde uygulanabilir
• Yüksek CO2 konsantrasyonu yakalamayı kolaylaştırır

Oksi-Yanma (Oxy-Combustion): Yakıt; hava yerine saf oksijen ile yakılır. Baca gazı neredeyse saf CO2'den oluştuğu için ayrıştırma maliyeti düşer.

• Çimento ve çelik sektörü için araştırma aşamasında
• Enerji yoğun hava ayrıştırma ünitesi gerektirir

2. Doğrudan Hava Yakalama (Direct Air Capture - DAC)

DAC sistemleri, atmosferdeki çok düşük konsantrasyondaki CO2'yi (yaklaşık 420 ppm) doğrudan yakalayan teknolojilerdir.

Sıvı DAC (Liquid DAC): Güçlü bazik solvent çözeltisi CO2'yi bağlar; ısıtılarak salıverilir ve konsantre CO2 elde edilir.

• Örnek: Carbon Engineering (Kanada), 1PointFive tesisi (ABD)

Katı DAC (Solid DAC): Katı adsorbant malzemeler CO2'yi bağlar; ısı veya basınç değişimiyle salıverilir.

• Örnek: Climeworks (İsviçre) - Orca ve Mammoth tesisleri (İzlanda)

DAC'ın zorlukları:

Özellik	Değer
Atmosferik CO2 konsantrasyonu	~420 ppm (%0.042)
Baca gazı CO2 konsantrasyonu	3-15%
Enerji ihtiyacı (DAC)	1500-2000 kWh/tCO2
Mevcut maliyet	400-1.500 USD/tCO2
2030 hedef maliyet	200-300 USD/tCO2
2050 hedef maliyet	100-150 USD/tCO2

DAC teknolojisi şu anda 2025 yılı itibarıyla küresel ölçekte yılda birkaç yüz bin ton kapasiteye ulaşabilir durumdadır; hedeflenen gigaton ölçeği için hâlâ büyük ölçeklendirme gerekmektedir.

3. BECCS (Biyokütle Enerjisi ile CCS)

Biomass Energy with Carbon Capture and Storage: Biyokütle yakıldığında atmosferden aldığı karbon, CCS ile yakalanır ve depolanır. Teorik olarak negatif emisyon (carbon removal) sağlar.

• IPCC net sıfır senaryolarında önemli yer tutar
• Arazi kullanımı ve biyoçeşitlilik riskleri tartışma konusu
• Enerji verimliliği düşük; büyük altyapı gerektirir

4. Karbon Mineralizasyonu (Enhanced Weathering)

Bazaltik kaya veya olivin gibi silikat minerallerin tarım arazilerine uygulanmasıyla CO2'nin minerallere bağlanması ve uzun süreli depolanması sağlanır.

• Potansiyeli: Yılda 2-4 GtCO2 (2050 için)
• Maliyeti: 50-200 USD/tCO2
• Ek faydası: Toprak verimliliğini artırır, tarımsal verim yükseltebilir

5. Okyanustaki Karbon Yakalama (Ocean-Based CDR)

Okyanus alkalinizasyonu, deniz yosunu yetiştiriciliği gibi yöntemler araştırma aşamasındadır. Potansiyeli yüksek ancak çevresel riskleri konusunda yeterli bilgi henüz mevcut değildir.

CO2 Depolama Yöntemleri

Yakalanan CO2'nin güvenli ve kalıcı biçimde depolanması kritik öneme sahiptir.

Jeolojik Depolama

En yaygın ve teknik açıdan en olgunlaşmış yöntemdir. CO2, yeraltındaki gözenekli kaya formasyonlarına basınçla enjekte edilir:

• Derin tuzlu su akiferleri: En büyük kapasite potansiyeli (küresel toplam kapasite tahmini: 1.000+ GtCO2)
• Tükenmekte olan yağ ve gaz rezervuarları: Mevcut altyapıdan yararlanılabilir; EOR (Gelişmiş Petrol Geri Kazanımı) ile kombine edilebilir
• Derin kömür damarları: Metan gazı üretimi (ECBM) ile kombine olabilir

İzleme gereklilikleri: Depolan CO2'nin yüzey ve su kaynaklarına sızmadığının sürekli izlenmesi zorunludur.

Karbon Mineralizasyonu ile Depolama

Bazalt formasyonlarına enjekte edilen CO2, hızla karbonat minerallerine dönüşür; bu mineraller jeolojik zaman ölçeğinde kalıcıdır. İzlanda'da Carbfix projesi bu yaklaşımın ticari ölçekte uygulandığı ilk örneklerden biridir.

Kullanım (Carbon Utilization - CCU)

Yakalanan CO2, depolanmak yerine ürün üretiminde kullanılabilir:

• Sentetik yakıt (e-fuel) üretimi: CO2 + H2 → metanol, kerozin
• Beton kür: İnşaat malzemesi üretiminde CO2 mineralizasyonu
• Sera gazı uygulaması: Tarımsal kullanım
• Kimyasal hammadde: Polimer ve plastik üretimi

Önemli not: CCU genellikle kalıcı depolama sağlamaz; ürün kullanılırken veya ömrünü tamamladığında CO2 tekrar atmosfere dönebilir.

Net Sıfır Stratejisinde CCS'in Yeri

SBTi net sıfır standardı kapsamında, uzun vadeli net sıfır hedefinde kalan %5-10 artık emisyonlar için "yüksek kaliteli karbon uzaklaştırma" (high-quality carbon removal) kullanılması gerekir. Bu gereksinim;

• DAC + depolama
• BECCS
• Karbon mineralizasyonu
• Karbon muhafazası (blue carbon, enhanced weathering)

gibi kalıcı uzaklaştırma mekanizmalarını kapsar.

Ofsetleme mekanizmaları (ağaçlandırma, enerji verimliliği projeleri) artık emisyonların dengelenmesinde SBTi tarafından kabul edilmemektedir.

Sektörel Uygulamalar

Çimento Sektörü

Çimento üretiminin yaklaşık %60'ı proses emisyonlarından (kalsinasyon) kaynaklanır. Bu emisyonlar yakıt geçişiyle azaltılamaz. CCS, çimento sektöründe tek teknik çözüm olarak öne çıkmaktadır.

• Avrupa'da birden fazla pilot CCUS tesisi hayata geçirilmiştir (Norveç Longship Projesi)
• Maliyet: 60-120 USD/tCO2 (2025 itibarıyla)

Demir-Çelik Sektörü

Yüksek fırın proseslerinde CO2 salınımı kaçınılmazdır. Alternatif: yeşil hidrojenle DRI (Doğrudan İndirgeme), ancak bu geçiş yüksek maliyet ve altyapı gerektiriyor.

• CCS, geleneksel yüksek fırın süreçlerini daha düşük karbon yoğunluklu kılabilir
• ArcelorMittal, SSAB gibi şirketler hem CCS hem DRI rotasını araştırıyor

Havacılık ve Denizcilik

Bu sektörlerde enerji vektörü geçişi (elektrikleşme) zorlu ya da imkânsız. DAC ile üretilen sentetik yakıtlar (e-fuel, SAF) uzun vadeli çözüm olarak değerlendiriliyor.

Ekonomi ve Politika

Maliyet Düşüşü Beklentisi

Nokta kaynak CCS: 2025'te 40-100 USD/tCO2, 2035 itibarıyla 30-60 USD hedefleniyor. DAC: 2025'te 400-1.500 USD/tCO2, 2035 itibarıyla 150-300 USD, 2050 itibarıyla 50-150 USD hedefleniyor.

Politika Teşvikleri

• ABD IRA (Inflation Reduction Act) Madde 45Q: DAC için 180 USD/tCO2, nokta kaynak için 85 USD/tCO2 vergi kredisi
• AB Innovation Fund: CCS projeleri dahil
• Norveç Longship ve Northern Lights: Devlet destekli ilk ticari ölçek CCS altyapısı
• Türkiye: Henüz spesifik CCS teşvik mekanizması yok

Türkiye Perspektifi

Türkiye'de CCS uygulaması için potansiyel alanlar:

CBAM kapsamındaki sektörler (çelik, çimento) için CCS, gömülü emisyonları azaltmak ve CBAM maliyetini düşürmek açısından uzun vadeli bir seçenek olarak değerlendirilebilir.

Türkiye'nin jeolojik yapısı, CO2 depolama kapasitesi açısından araştırma gerektirmektedir. Hidrokarbon rezervlerinde CO2 enjeksiyonu EOR ile kombine edilebilir.

CarbonEmit, Türk sanayi şirketleri için CCS ön fizibilite değerlendirmesi, net sıfır teknoloji yol haritası ve artık emisyon stratejisi geliştirme konularında uzman danışmanlık sunar.

Sıkça Sorulan Sorular

CCS gerçekten işe yarıyor mu? Evet. Dünya genelinde 30'dan fazla ticari ölçekli CCS tesisi işletilmektedir. Norveç'in Sleipner projesi 1996'dan beri yılda 1 MtCO2 depolama yapıyor. Ancak küresel ölçekte gereken kapasiteye ulaşmak için hızlı büyüme şart.

CCS güvenli mi? CO2 sıkıştırılmış halde süperkritikal fluid olarak depolanır. Doğru seçilmiş ve izlenen jeolojik formasyonlarda kaçak riski son derece düşüktür. En büyük risk; kötü saha seçimi veya yetersiz izlemedir.

CCS karbon ofsetleme midir? Hayır. Nokta kaynak CCS, emisyon kaynağındaki azaltımdır (Scope 1). DAC ise atmosferden aktif uzaklaştırmadır; SBTi ve IPCC çerçevesinde "karbon uzaklaştırma" (carbon removal) olarak sınıflandırılır ve kalıcılığı yüksek ofset alternatifleri arasında kabul görür.

Net sıfır için CCS kaçınılmaz mı? Birçok IPCC senaryosuna göre evet. Özellikle hard-to-abate sektörlerde ve negatif emisyon hedefleri için kaçınılmazdır. Ancak önce mümkün olan her azaltımın yapılması, CCS'i son çare olarak konumlandırır.

Sonuç

CCS teknolojileri, net sıfır stratejisinin vazgeçilmez bir parçasıdır; ancak sihirli değnek değildir. Önce emisyonları kaynakta azaltmak, ardından kaçınılamayan artık emisyonlar için CCS ve diğer uzaklaştırma teknolojilerine başvurmak IPCC'nin önerdiği yaklaşımdır. Kurumsal karbon bütçenizi oluştururken CCS'i 2040-2050 dönemi için bir araç olarak planlamak ve şimdiden teknoloji takibine yatırım yapmak, enerji yoğun sektörlerdeki Türk şirketleri için stratejik hazırlığın önemli bir bileşenidir.