TR EN

Kategori

Direct Air Capture DAC/DACCS

Direct Air Capture (DAC), atmosferik havayı bir sorbentten ya da çözeltiden geçirerek içindeki CO2’yi kimyasal olarak ayıran ve yoğunlaştırılan gazı jeolojik formasyonlarda depolayan yöntemlerin ortak adıdır. Dayanıklılık kanıtı güçlü, ama bugünkü ölçek dayanıklı karbon giderimi yöntemleri içinde en küçüğü: bugüne kadar teslim edilen toplam miktar 1.186 ton.

CDR Türkiye’nin ele aldığı sekiz dayanıklı karbon giderimi kategorisinden biri. Sekizi de karbonu yüzyıllar, hatta binyıllar boyunca depolamayı amaçlıyor.

Genel bakış

Başlıklara basınca ayrıntı açılıyor.

  1. Ayırt edici yanı Direct Air Capture, karbon giderimi yöntemleri arasında biyokütleye ya da araziye hiç bağımlı olmayan tek yöntem grubu.

    Hammaddesi havanın kendisi; bu yüzden tesis hasat mevsiminden, arazi rekabetinden ya da artık tedarik zincirinden bağımsız olarak kurulabiliyor. Bunun bir bedeli de var: havadaki CO2 derişimi baca gazındakinin çok altında olduğu için ayırma işlemi çok enerji istiyor.

  2. Ortak süreç Tüm tiplerde süreç aynı adımlardan oluşuyor.

    Hava bir temas yüzeyine getiriliyor ve CO2 kimyasal olarak bağlanıyor. Bağlayıcı malzeme ısı ya da elektrikle rejenere ediliyor ve tuttuğu CO2’yi geri bırakıyor; bu CO2 saflaştırılıp sıkıştırılıyor, ardından jeolojik formasyona enjekte ediliyor. Tipleri birbirinden ayıran üç şey var: bağlama kimyası, rejenerasyonda kullanılan enerji ve havanın temas yüzeyine fanla mı yoksa kendiliğinden mi ulaştığı. Depolama adımı ise neredeyse hepsinde ortak.

  3. Dayanıklılık ve maliyet Dayanıklılık açısından durum görece iyi, maliyet açısından ise değil.

    Bugün gözlenen fiyatlar 600–1.000+ $/t bandında. Sık alıntılanan 100–300 $/t ise bugünkü fiyat değil, bir projeksiyon; ikisi arasında yaklaşık beş kat fark var. Tasarım kapasitesi ile fiilen yakalanan miktar arasındaki fark da büyük: Mammoth ilk on ayında 105 ton yakaladı, oysa tasarım kapasitesi yılda 36.000 ton.

  4. Türkiye: jeotermal ısı Türkiye açısından somut bağlantı tek bir noktada.

    Katı sorbentin rejenerasyonu 80–100°C bandında ısı istiyor ve bu ısı, sistemin enerji talebinin %75–80’ini oluşturuyor; Türkiye ise 1.797 MW kurulu jeotermal güçle dünyada dördüncü sırada. Bu yapısal bir uyum, ama kanıtlanmış bir avantaj değil: Türkiye’deki jeotermal sahaların hiçbiri DAC tesisi yeri olarak değerlendirilmedi.

Ember IPCC AR6 WG3, Böl. 12 CDR.fyi DAC Snapshot IEA, Direct Air Capture ThinkGeoEnergy

Teknolojiler ve uygulamalar

Teknoloji tipleri Karbonu yakalayan, dönüştüren ya da depolayan teknik yöntemler. Uygulama yolları Karbonun dayanıklı bir depoya ulaştığı farklı uygulama yolları.

Teknoloji tipleri

Karbonu yakalayan, dönüştüren ya da depolayan teknik yöntemler.

  • Teknoloji tipi

    Katı sorbent Solid sorbent

    Gözenekli bir katı malzemenin yüzeyine tutunan CO2’nin, malzeme ısıtıldığında geri salınmasıyla çalışan döngüsel yakalama yöntemi.

    Nasıl işliyor
    1. Hava girişi

      Fanlar atmosferik havayı sisteme çekiyor.

    2. Sorbent teması

      Hava, CO2’yi kimyasal olarak bağlayan katı sorbentten geçiyor.

    3. Doyma

      Sorbent CO2 ile doluyor ve hava akışı kesiliyor.

    4. Isı uygulaması

      Toplayıcı kapatılıyor; sorbent vakum altında 80–100°C’ye ısıtılıp rejenere oluyor ve CO2’yi serbest bırakıyor.

    5. Yoğunlaştırma

      Serbest kalan CO2 saflaştırılıp sıkıştırılıyor.

    6. Enjeksiyon

      Sıkıştırılmış CO2 uygun jeolojik formasyona enjekte ediliyor.

    Dayanıklılık
    Modellendi

    >1.000 yıl

    Yalnızca CO2 jeolojik formasyonda depolandığında geçerli.

    Neye dayanıyor
    Dayanıklılığı yakalama kimyası değil, Geological Storage adımı belirliyor; kategorideki bütün tipler aynı dayanağa sahip. Bu tipi diğerlerinden ayıran enerji ihtiyacı: hakemli bir derlemeye göre katı sorbent süreci ton başına yaklaşık 6 GJ ısı ve 1,5 GJ elektrik istiyor; bu da toplamda 2.000 kWh’in üzerinde demek. Daha az ısı isteyen sorbentlerle ısı ihtiyacının yarıya, yaklaşık 3 GJ’a inebileceği ise bir tahmin; ölçülmüş bir işletme değeri değil.
    McQueen ve ark., Progress in Energy
    Türkiye bağlamı
    Rejenerasyon ısısının 80–100°C bandında olması Türkiye’nin 1.797 MW’lık jeotermal kapasitesiyle örtüşüyor; ancak bu örtüşme saha düzeyinde hiç sınanmadı.
    ThinkGeoEnergy

  • Teknoloji tipi

    Sıvı çözücü (KOH / kalsiyum döngüsü) Liquid solvent (KOH / calcium loop)

    Alkali bir sıvının havadaki CO2’yi bağladığı, CO2’nin ise kireç döngüsüyle yüksek sıcaklıkta karbonattan geri kazanıldığı sürekli akışlı yakalama yöntemi.

    Nasıl işliyor
    1. Temas kulesi

      Fanlar havayı, üzerinden potasyum hidroksit çözeltisinin ince bir film halinde süzüldüğü plastik dolgudan yatay olarak geçiriyor.

    2. Karbonat oluşumu

      CO2 çözeltide bağlanarak çözünmüş karbonata dönüşüyor.

    3. Pelet oluşumu

      Karbonat kalsiyumla tepkimeye sokularak katı pelet halinde ayrılıyor.

    4. Fırında ısıtma

      Peletler yaklaşık 900°C’lik bir fırında ısıtılıyor ve saf CO2 açığa çıkıyor.

    5. Sıkıştırma ve depolama

      Açığa çıkan CO2 sıkıştırılıp jeolojik formasyona enjekte ediliyor.

    Dayanıklılık
    Modellendi

    >1.000 yıl

    Yalnızca CO2 jeolojik formasyonda depolandığında geçerli.

    Neye dayanıyor
    Depolama adımı katı sorbentle aynı, dolayısıyla dayanıklılık dayanağı da aynı. Farkı yaratan enerji yükü: fırında gereken sıcaklık, katı sorbentin ısıtıldığı sıcaklıktan çok daha yüksek; sıvı çözelti kullanan sistemlerde su tüketimi de ayrı bir kısıt.
    Alcalde ve ark., Nature Communications

  • Teknoloji tipi

    Katı kalsiyum döngüsü Solid calcium looping

    Kireç taşından elde edilen sönmüş kirecin tepsilere serilerek açık havada pasif biçimde karbonatlaştığı, karbonatlaşan malzemenin fırında yeniden ayrıştırıldığı kapalı döngü.

    Nasıl işliyor
    1. Fırında ısıtma

      Kireç taşı fırında ayrıştırılıyor: geriye kalsiyum oksit kalıyor, açığa çıkan CO2 yakalanıyor.

    2. Söndürme

      Kalsiyum oksit suyla tepkimeye sokularak sönmüş kirece dönüştürülüyor.

    3. Tepsiye serme

      Sönmüş kireç ince katmanlar hâlinde açık havadaki tepsilere seriliyor.

    4. Pasif karbonatlaşma

      Fan kullanılmıyor; malzeme havadaki CO2’yi kendiliğinden bağlıyor ve günler içinde kalsiyum karbonata dönüşüyor.

    5. Döngü ve depolama

      Karbonatlaşan malzeme fırına geri gönderiliyor; fırında çıkan CO2 sıkıştırılıp jeolojik formasyona enjekte ediliyor.

    Dayanıklılık
    Erken aşama

    >1.000 yıl

    Yalnızca CO2 depolandığında geçerli; dayanıklılığı döngünün kendisi değil, fırında çıkan CO2’nin depolanması sağlıyor.

    Neye dayanıyor
    Bu tipi ayıran, havayla temasın pasif olması: fan olmadığı için yakalama aşamasında elektrik tüketimi de yok. Enerji fırında harcanıyor ve fırın yüksek sıcaklık istiyor; süreç ancak bu ısı düşük karbonlu bir kaynaktan geliyorsa net giderim sağlıyor. Bunun bedeli hız: laboratuvar koşullarında sönmüş kirecin %70’inin karbonata dönüşmesi 300 saat sürdü; yani temas günlerce sürüyor ve kapasiteyi artırmak için tepsi alanını büyütmek gerekiyor. Döngünün kendisi dayanıklı: malzeme beş kez fırınlanıp yeniden karbonatlaştığında dönüşüm belirgin biçimde düşmedi.
    Erans ve ark., Journal of Cleaner Production

  • Teknoloji tipi

    Elektrokimyasal (elektro-salınım) Electrochemical (electro-swing)

    CO2’nin ısı yerine elektrik gerilimiyle bağlanıp bırakıldığı, elektrikle çalışan yakalama yöntemi.

    Nasıl işliyor
    1. Yükleme

      Elektrota gerilim uygulanıyor ve yüzey CO2’yi bağlayabilir hale geliyor.

    2. Bağlama

      Hücreden geçen havadaki CO2 elektrot yüzeyinde tutuluyor.

    3. Kutup değişimi

      Gerilim ters çevriliyor ve yüzey CO2’yi tutamaz hale geliyor.

    4. Bırakma

      Tutulan CO2 kapalı hacimde serbest kalıyor ve toplanıyor.

    5. Sıkıştırma ve depolama

      Toplanan CO2 sıkıştırılıp jeolojik formasyona enjekte ediliyor.

    Dayanıklılık
    Erken aşama

    Depolama adımına bağlı

    Yakalama kimyası dayanıklılığı değiştirmiyor; belirleyici olan CO2’nin nereye depolandığı.

    Neye dayanıyor
    Yöntemi çekici kılan, ısı ihtiyacının yerini elektriğin alması: düşük karbonlu elektrik varsa enerji muhasebesi sadeleşiyor. Yöntem bugün laboratuvar ve pilot ölçekte; ticari ölçekte doğrulanmış bir tesis olmadığı için saha verisine dayanan bir maliyet ya da verim değeri de yok.

  • Teknoloji tipi

    Membranla ayrıştırma Membrane separation

    CO2’yi kimyasal olarak bağlamak yerine, CO2’yi diğer gazlardan daha hızlı geçiren bir zardan geçirerek ayıran, kimyasal döngüsü olmayan yakalama yöntemi.

    Nasıl işliyor
    1. Hava basıncı

      Fan havayı zarın bir yüzü boyunca yaklaşık atmosfer basıncında geçiriyor; vakum pompası diğer yüzdeki basıncı düşürüyor.

    2. Seçici geçiş

      CO2 molekülleri zardan diğer gazlara göre daha hızlı geçiyor.

    3. Kademeleme

      Tek geçişte yeterli derişime ulaşılamadığı için akış birden çok kademeden geçiriliyor.

    4. Toplama

      CO2 bakımından zenginleşen akış toplanıp saflaştırılıyor.

    5. Sıkıştırma ve depolama

      Saflaştırılan CO2 sıkıştırılıp jeolojik formasyona enjekte ediliyor.

    Dayanıklılık
    Erken aşama

    Depolama adımına bağlı

    Ayırma yöntemi dayanıklılığı değiştirmiyor; belirleyici olan CO2’nin nereye depolandığı.

    Neye dayanıyor
    Sorbent rejenerasyonu olmadığı için ısı yükü yok; buna karşılık atmosferdeki düşük derişimden başlayan bir ayırmada tek kademe yetmiyor ve her yeni kademeyle sıkıştırma için harcanan enerji artıyor. Membranla ayırma DAC uygulamalarında araştırma aşamasında; sahada doğrulanmış bir ölçeği yok.

  • Teknoloji tipi

    Nem salınımı Moisture-swing

    Bağlayıcı malzemenin kuruyken CO2 tuttuğu, ıslanınca bıraktığı ve döngünün ısı yerine nemle işletildiği yakalama yöntemi.

    Nasıl işliyor
    1. Kuru evre

      Kuru reçine havadan CO2 bağlıyor.

    2. Doyma

      Reçine kapasitesine ulaşıyor ve hava akışı kesiliyor.

    3. Nemlendirme

      Malzemeye su veya nemli hava veriliyor.

    4. Bırakma

      Nem, bağı zayıflatıyor ve CO2 kapalı hacimde serbest kalıyor.

    5. Toplama ve depolama

      Serbest kalan CO2 toplanıp sıkıştırılıyor ve jeolojik formasyona enjekte ediliyor.

    Dayanıklılık
    Erken aşama

    Depolama adımına bağlı

    Döngü kimyası dayanıklılığı değiştirmiyor; belirleyici olan CO2’nin nereye depolandığı.

    Neye dayanıyor
    Yöntemi çekici kılan, rejenerasyonun ısı yerine nemle yapılması: enerji yükünün büyük kısmı ısıdan su yönetimine kayıyor. Kurak ortamda su temini, nemli ortamda ise döngünün kendisi kısıt oluyor. Yöntem araştırma ve pilot aşamasında; ticari ölçekte doğrulanmadı.
Sıradaki sekme Uygulama yolları

Uygulama yolları

Karbonun dayanıklı bir depoya ulaştığı farklı uygulama yolları.

  • Uygulama yolu

    Jeotermal ısılı DAC Geothermal-heated DAC

    Sorbent rejenerasyonu için gereken düşük sıcaklıklı ısının jeotermal akışkandan alındığı katı sorbent düzeneği.

    Nasıl işliyor
    1. Jeotermal akışkan

      Kuyudan gelen sıcak akışkan yüzeye alınıyor.

    2. Isı aktarımı

      Akışkanın ısısı eşanjörle sorbent yatağına aktarılıyor.

    3. Yakalama döngüsü

      Sorbent havadan CO2 bağlıyor, doyduğunda aynı ısıyla rejenere ediliyor.

    4. Yoğunlaştırma

      Serbest kalan CO2 saflaştırılıp sıkıştırılıyor.

    5. Yerinde depolama

      Saha bazaltik ise CO2 aynı jeolojik ortama enjekte edilebiliyor.

    Dayanıklılık
    Modellendi

    >1.000 yıl

    Yalnızca CO2 depolandığında geçerli; bazaltik sahada mineralleşme çok daha hızlı ilerliyor.

    Neye dayanıyor
    Isı ihtiyacı ile jeotermal kaynağın sıcaklık bandı örtüşüyor: sorbent 80–100°C istiyor ve ısı, sistemin enerji talebinin %75–80’ini oluşturuyor. Düzeneğin kendisi katı sorbentle aynı olduğu için dayanıklılık dayanağı da aynı.
    IEA, Direct Air Capture
    Türkiye bağlamı
    Türkiye 1.797 MW kurulu jeotermal güçle dünyada dördüncü sırada. Aynı sahalarda üretilen her kWh elektrik için 400–1.300 g CO2 salınıyor (küresel jeotermal referans değeri 121 g); bu da jeotermal akışkanla yüzeye çıkan CO2’nin yakalanmasını başlı başına bir yerel fırsat haline getiriyor. Türkiye’deki sahaların hiçbiri DAC tesisi yeri olarak değerlendirilmedi.
    ESMAP / Dünya Bankası

Sık sorulan sorular

Direct Air Capture ile baca gazı yakalaması aynı şey mi?

Aynı şey değil. Baca gazı yakalaması, bir emisyon kaynağının çıkışındaki yüksek derişimli CO2 akışını ayırarak emisyonu azaltıyor; DAC ise atmosferdeki seyreltik CO2’yi ayırıyor ve bu CO2 depolandığında giderim sağlıyor. Ayırma işleminin enerji maliyetini belirleyen de bu derişim farkı.

Direct Air Capture yönteminde CO2 ne kadar süre depoda kalıyor?

Dayanıklılığı yakalama adımı değil depolama adımı belirliyor; Geological Storage yönteminde bu süre 1.000 yılı aşıyor. En titiz kaynak daha temkinli: iyi düzenlenmiş koşullarda %50 olasılıkla 10.000 yılda %98’den fazlası yeraltında kalıyor. Bu “%50 olasılık” çekincesi alıntılanırken genellikle atlanıyor.

Direct Air Capture bugün ne kadar pahalı?

Bugün gözlenen fiyat 600–1.000+ $/t: Climeworks Orca’da yaklaşık 1.000 $/t, Mammoth’ta 600 $/t üzerinde. DAC kredilerinin fiyatı 450–1.000+ €/t. Sık alıntılanan 100–300 $/t bir IPCC projeksiyonu, bugünkü fiyat değil.

Direct Air Capture yönteminde giderim iddiasını kim doğruluyor?

Yakalanan CO2 tesiste, enjekte edilen CO2 ise kuyu başında sayaçla ölçülüyor; bu yöntem grubunun zayıf halkası ölçüm değil. Zayıf halka net hesap: tesis fosil kaynaklı enerji kullanıyorsa yakalanan brüt miktarın bir bölümü tesisin kendi emisyonunu karşılamaya gidiyor ve giderim yalnızca geriye kalan kadar oluyor. Bağımsız doğrulama bu yüzden yakalama sayacına değil, enerji ve yaşam döngüsü muhasebesine bakıyor.

Türkiye’deki jeotermal sahaların kendi emisyonu sorun yaratıyor mu?

Yaratıyor. Türkiye’deki jeotermal santraller ürettikleri her kWh elektrik için 400–1.300 g CO2 salıyor; küresel jeotermal referans değeri ise 121 g. Bunun nedeni, karbonatlı kayaçlardaki rezervuarlardan gelen akışkanın CO2 ve başka gazları da yüzeye taşıması. Aynı durum, santrallerde bu CO2’nin yakalanması için gerçek bir yerel fırsat anlamına da geliyor.