31 Ağustos 2010 Salı

Fosil yakıtları nedir? Nereden gelir?


Orijinal yayın: 31.08.2010 T24 İnternet Gazetesi

Küresel iklim değişikliğinin temelinde insanların toprağın altında milyonlarca yıldır yatan fosil yakıtlarını korkunç bir hızla yeryüzüne çıkartıp yakmalarında yatıyor. Bu değişikliklerin geleceğini tahmin edebilmek için de bu fosil yakıtlarının nasıl oluştuğunu ve daha da önemlisi, daha ne kadarının yerin altında olduğunu anlamamız gerekiyor. Bu sebeple bir kaç yazımızı bu konuya ayırmayı düşündük. Devamını anlatabilmek için ilk yazımız biraz teknik temelli olacak. 

Yaklaşık 4,5 milyar yıl yaşındaki dünyamızın atmosferi ilk oluştuğu sırada büyük volkanik patlamalar nedeniyle bugünkünden çok daha fazla karbondioksit içermekteydi. Günümüzden 500 milyon yıl (500 Myıl) önce CO2 miktarının 7000 ppm, yani bugünkü miktarın yaklaşık 20 katı olduğu düşünülmektedir. Bitkiler büyümek için karbondioksite ihtiyaç duyduklarından CO2 miktarının böylesine yüksek olması dünyanın zengin bir bitki örtüsüne de sahip olmasına sebep oldu. Bu dönemdeki ağaçlar ilk defa kabuk yapmayı becererek dev büyüklüklere ulaştılar. Evet, bu zamanın öncesinde bitkiler kabuk yapma yetisine sahip olmadıklarından boyları fazla uzuyamıyordu. Bu kalın kabuk tabakasını hazmedecek bakteriler de daha gelişmemiş olduğundan bu ağaç türleri çok geliştiler. Ancak Karbonifer (360-300 Myıl önce) ve Permiyen (300-250 Myıl önce) dönemlerinde bu bitkiler zamanla ölerek nemli ormanların dibinde kalın bir tabaka oluşturdular. 

Bu kalın ve nemli tabaka içinde çamur da bulundurduğundan bu ağaç ve bitkilerin aerobik (hava bulunan ortamda) çürümeleri mümkün olmadı. Eğer bu bitki örtüsü aerobik ortamda çürüyecek olsa ortaya CO2 çıkacağı için atmosferdeki CO2 miktarı da sabit kalırdı. Ancak çürümeleri hava olmayan ortamda gerçekleşmiş olduğu için bugün kömür dediğimiz maddenin temelini oluşturdular. Bildiğiniz gibi bitkiler atmosferdeki CO2 ve suyu kullanarak, güneşten gelen enerji yardımıyla şeker molekülleri oluştururlar. Biz bu işleme fotosentez diyoruz. Şeker molekülleri beş veya altı karbon atomundan oluşan halkalardır ve doğanın mükemmel bir enerji saklama metodudur, çünkü bitkiler aynı zamanda bu halkalardan uzun zincirler de yapabilirler. Bitkilerin lifleri temelde bu uzun zincirlerden oluşur. Bitkiler bu ilksel bataklıklarda öldüğünde çamur ve üstlerindeki diğer bitkilerin ağırlığı su ve benzeri maddeleri dışarı atarak turba dediğimiz oluşuma neden olurlar. Turba temelde çamurla karışık nemli bitki atığıdır. Başka bir enerji kaynağı olmadığı zaman turbanın da yakılması mümkündür, ancak turbadan alınacak enerji verimi çok düşüktür. 

Turba gömüldüğü derinliğe ve bu derinlikteki sıcaklık ve basınca bağlı olarak uzun zaman içerisinde kömüre dönüşür. Bu dönüşümdeki ilk basamak kahverengi kömür de denen linyittir. 

Linyit enerji verimi en düşük ve en kirli kömürdür. Linyit daha uzun sure daha yüksek sıcaklık ve basınç altında kalacak olursa maden kömürüne, daha da yüksek sıcaklık ve basınçta da antrasite yani parlak taş kömürüne dönüşür. Genelde Karbonifer ve Permiyen dönemlerinin üzerinden çok zaman geçmiş olduğu için bu dönemde oluşan kömürler taşkömürü ve antrasittir. Daha sonra kömür oluşturma dönemi olan Kretase ve Tersiyer arasındaki dönem ise nispeten daha yeni olduğu için dünyadaki linyit kömürünün neredeyse tamamı bu dönemde oluşmuştur. 

Milyonlarca yıl önce ormanlar gelişirken benzer bir gelişim o zamanlarda dünyayı saran sığ denizler ve göllerde de gözlendi. Buralarda yaşayan silisli ve mavi-yeşil algler gibi planktonik bitkiler ve foraminiferida gibi planktonik hayvanlar fazlasıyla ürediklerinden, öldükleri zaman da bu sığ suların dibinde çamurla karışık bir anaerobik tabaka yarattılar. Bu tabakanın kömürü oluşturan tabakadan temel farkı, ana maddesinin kömürde olduğu gibi uzun şeker zincirleri değil çok daha kısa karbon zincirleri olmasıydı. Ancak benzer şekilde basınç ve sıcaklık altında ince taneli tortul kayaların (şeyl) arasında sıkışan bu tabaka zaman içerisinde kerojene dönüştü. Kerojen ham petrolü yaratan ana maddedir.  

İklim değişikliği açısından bu maddelerin tümü sürüklendiğimiz felaketi yaratan parçalardır. Bu maddelerden daha ne kadarının toprak altında olduğunu bilmek ve aslında bunları çıkartmak yerine alternatiflerini kullanmanın daha ucuz olduğunu anlatabilmek için uzun bir başlangıç yapmak zorunda kaldım. Bir dahaki yazımızda bu bilgilerin ışığında kalan fosil yakıt rezervlerinin iklim değişikliğine olan etkilerinden bahsedeceğiz.

28 Ağustos 2010 Cumartesi

İklim Değişikliği Problemini Nasıl Çözeriz?


Orijinal yayın: 28.08.2010 T24 İnternet Gazetesi

Dünya atmosferindeki karbondioksit miktarı son 600.000 senedir hiç milyonda 280 parçacık (280 ppm) seviyesinin üzerine çıkmadı. Bunun temel sonucu olarak son 600.000 senede sıcaklıklar da bugünkü ortalama değerlerinin üzerine çıkmadı. Ancak bugün atmosferdeki karbondioksit miktarı 400ppm seviyesine hızla yaklaşmakta, bu da eğer bu artış seviyesinde kalacak olursak sıcaklıkların bugünkü değerlerinin çok üzerine çıkacağını göstermekte. Aslında biz bu artışı günlük yaşamımızda her geçen gün daha fazla görmeye başlamasaydık, ben felaket senaryolarından bahsettiğimde gene “hadi oradan” yorumlarıyla karşılaşacaktım. Ama hep birlikte yaşadığımız yaz aylarında İstanbul bugün üst üste 45. gün ortalama sıcaklığının üzerinde sıcaklıkta bir gün geçirdi.  


Ama konumuz bu değil, bu yazı moralimizi bozmak değil düzeltmek, aslında iklim değişikliğini engellemenin ne kadar kolay olduğunu anlatmak için yazıldı. Temeli basit, eğer iklim değişikliğinin bizi öldürmesini istemiyorsak tüm dünya olarak karbondioksit salımımızı senede 5 Gt (yani 5 milyar ton) karbonun altında tutmalıyız. Bugünkü salım değerimiz bunun iki katına yakın, 2054 yılına kadar  da gidişatı durdurmak için hiçbir şey yapmayacak olursak bu sayı 15 Gt seviyesine çıkacak. Eğer iklim değişikliğine engel olacaksak senede 10 Gt karbon salımından tasarruf yapmamız lazım. Bunu böyle söyleyince pek bir anlam ifade etmediğini gören Amerikalı iki bilimci (Pacala ve Sokolow, ikisi de Princeton Üniversitesi’nden) anlayabileceğimiz bir hesap yapmışlar. Bize her biri 1Gt karbon/sene kısıntı sağlayacak 15 yöntem önermişler, ben kolaylarından alıntı yapmaya çalışacağım: 

*Arabaların benzin verimin iki katına çıkartalım. Yani arabalar bir litre benzinle 10km gideceklerine 20km gitsinler. Bu tür motorlar araba endüstrisinin elinde yok mu sanıyorsunuz?  
*Araba kullanımımızı yarıya indirelim, haftanın üç günü işe gitmek için toplu taşıma kullanalım. 
*Binalarda yalıtımla enerji kaçağını %25 oranında azaltalım. Hem doğalgaz parası cebimize kalsın, hem de iklimi koruyalım. 
*Termik santraller bugün için %30 civarında verimle çalışıyorlar, yani yaktıkları kömürden elde ettikleri enerjinin sadece %30’u elektrik üretmeye gidiyor, bu santrallerin verimini ikiye katlamak mümkün ve bize senede 1Gt karbon kazancı sağlıyorlar, yapılmamalarının tek sebebi daha pahalı olmaları. 
*Termik santrallerin bir kısmını doğal gaz santralleri ile değiştirelim (doğal gaz santrallerinden üretilen kapasiteyi 4 kat arttırarak). 
*Termik santraller yerine kullanılmak üzere nükleer enerjiden elektrik üretimini iki katına çıkartalım. 
*Termik santraller yerine kullanılmak üzere 2 milyon 1MW gücünde rüzgar santralleri kuralım (bugünkü kapasitenin yaklaşık 30 katı). 
*Termik santraller yerine kullanılmak üzere güneş enerjisinden elektrik üretme sistemleri kuralım (2000 GW - bugünkü kapasitenin yaklaşık 700 katı).  
Bugün yakıt için üretilen etanol miktarını 100 katına çıkartalım (benim en az sevdiğim öneri, çünkü dünyadaki tüm tarım alanlarının %17’sini buna ayırmamız gerekiyor). 
*Tropik ormanlardaki azalmayı sıfıra indirelim ve üretim için kullanılan ağaç “tarlalarını” iki katına çıkartalım. Yani normalde kullandığımız (yaktığımız değil) ağaç miktarını iki katına çıkartalım. 
*Tarlaları sürmeyi bırakalım. Tarlayı sürmek toprağın altındaki organik maddelerin hava ile temas edip çürümesini ve atmosfere hızlı bir şekilde dönmesini sağlıyor. Buna karşılık toprakta delik açıp tohumları bu deliklere gömmek bize her sene 1Gt karbon kazandırıyor. 

Bu önlemlerden 10 tanesi iklim değişikliğini engellemek için yeterli, ancak gördüğünüz gibi bunların çoğunu gerçekleştirmek için bireylerden çok devletlerin konuya el atmaları gerekiyor. 

Yani bizler televizyonlarımızı kumandadan değil de düğmesinden kapatmaya devam edelim, ama devletler kömür santralleri yerine alternatif enerjiye yönelmedikleri ve özellikle de taşıma endüstrisini tasarrufa mecbur etmedikleri müddetçe sorunun çözümü kolay görünmüyor. 

24 Ağustos 2010 Salı

Neden 350?


Orijinal yayın: 24.08.2010 T24 İnternet Gazetesi

İklim değişikliği alanında son zamanlarda sık duymaya başladığımız sayıların başında 350 geliyor. Bu sayıya yönelik eylemler düzenleniyor ve gruplar kuruluyorsa bu sayının öncelikle ne olduğunu sonra da neden bu kadar önemli olduğunu açıklamamız gerekiyor. 


Eğer yazının gerisini okuyacak vaktiniz yoksa kısa özeti: Atmosferdeki karbondioksit miktarı arttıkça dünyanın atmosferi de ısınıyor. Bugün için dünya atmosferindeki karbondioksit miktarı milyonda 393 parçacık (393ppm) ve bu miktar her sene 3ppm artıyor. Atmosferdeki karbondioksit miktarı bugün için ciddi iklim değişikliğine sebep olduğu ve bunun etkileri görülmeye başlandığı için bu miktarı acilen azaltmamız gerekiyor. Azaltacağımız nokta için kendimize koymamız gereken hedef de 350ppm. Eğer acilen bu atmosferdeki karbondioksit miktarını bu seviyeye indirmeyecek olursak iklim değişikliğinin kötü etkileri her geçen gün artarak dünyadaki hayatı tehdit etmeye başlayacak. 

Şimdi gelelim uzun versiyonuna: Son 600.000 yıl boyunca dünya altı buzul çağı geçirdi. Buzul çağı sırasında atmosferdeki karbondioksit miktarının 180ppm’e indiği, buzul çağlarının arasındaki ılıman dönemlerde de 280ppm’e çıktığı artık tartışılmayan bilimsel bir gerçeklik. Buzul çağları sırasında dünyanın sıcaklığı şimdikinden 5-10 derece düşük olduğuna göre atmosferdeki karbondioksit miktarındaki 100ppmlik bir değişikliğin iklim anlamında ne gibi bir değişikliğe de sebep olacağını öngörmek hiç de zor değil. 

Endüstri Devrimi sırasında 280ppm olan karbondioksit miktarı bugün 390ppm seviyesini aştığına göre bunun getireceği global ortalama sıcaklık artışının da benzer seviyelerde olacağı kabul edilebilir. Buzul çağları ile bugün arasındaki temel fark buzul çağlarının başlaması veya bitmesi ile karbondioksit miktarındaki değişmenin binlerce yılda meydana gelmesi. Bunun getirisi de sıcaklık farklılıklarının binlerce senelik bir zaman yayılması. Günümüzde ise bu karbondioksit artışı birkaç yüz yılda gerçekleşmiş olduğu için iklim sistemi tepki vermeye daha yeni yeni başlıyor. Ancak sistem tepki vermeye bir kez başladı mı, o noktadan sonra karbondioksit miktarını hızla düşürmemiz de bir işe yaramayacak, çünkü sistemin bu değişime tepkisi gene yavaş olacak. Dolayısıyla bizim olabildiğince hızlı bir şekilde atmosferdeki karbondioksit miktarını tehlike seviyesinin altına indirmemiz gerekiyor. 

Buradaki temel sorun tehlike seviyesinin ne olduğuna karar verme aşamasında yaşanıyor. Bir yandan 280ppm seviyesinin aslında güvenilir tek seviye olduğunu kabul edecek olursak hemen bugün karbondioksit salımımızı neredeyse sıfıra indirmemiz lazım, bu da endüstrinin bize sağladığı nimetleri hemen bir kenara bırakmak demek. Diğer yandan gelişmiş ülkelerin teklif ettiği gibi karbondioksit miktarını 550ppm seviyesinde sabitlemeye çalışacak olursak, endüstrinin nimetlerinden yararlanmaya devam edeceğiz ve yavaş yavaş gerekli dönüşümü yaparak karbondioksit salmayı bırakacağız. 

Karar noktasında en önemli bilimsel adım 2008 yılında başta James Hansen olmak üzere pek çok önemli iklim bilimcinin yazdığı Target Atmospheric CO2: Where Should Humanity Aim? (Atmosferdeki CO2 hedefi: İnsanlık nereyi hedef almalı?) makalesiyle atıldı. Beni ilk okuduğumda içinde bilimsel bir şey yok diye düşündürten bu makale özellikle iklim değişikliği alanında çalışan aktivistlerden çok olumlu bir tepki aldı çünkü ilk defa somut bir hedef belirleniyor ve bu hedefe ulasmak için de bir takvim ortaya konuyordu. 350 hareketinin başlangıcı bu makale oldu. Çünkü konu ve hedef gayet basitti, biz bilimciler konuyu anlaşılmaz hale getiriyorduk, endüstri şirketleri ve politikacılar da bu anlaşılmazlıktan faydalanarak 550ppm gibi zaten tutmayı düşünmedikleri, ama tutsalar bile bizi felakete götürmesi neredeyse kesin sözler veriyorlardı. Hansen makalesi herkesin anlayacağı bir şekilde konuyu ortaya koydu. Fazla bilgiye, istatistiğe, grafiklere veya herhangi bir analize gerek yok, konu gayet basit: Endüstri Devrimi’nden bu yana atmosferdeki karbondioksit seviyesi 100ppm arttı. Eğer hemen önlem almayacak olursak bunun bize getireceği +5 derecelik global ortalama bir sıcaklık artışı olacak. 1700’lerden bu yana olan bir derecelik sıcaklık artışı bile dünya üzerinde ciddi iklimsel değişikliklere sebep olduğuna göre hiçbirimiz +5 dereceyi görmek istemeyiz. 

Bu sebepten en kısa sürede, en geç 2015 yılına kadar atmosfere saldığımız karbondioksit miktarını kontrol altına alıp 2050 yılından önce de %80’e varan oranlarda azaltmamız gerekiyor. Ancak böylesi bir tarz ortalama sıcaklık artışını +2 derece civarında tutup felaket senaryolarıyla başbaşa kalmadan hayatımızı geçirmemize olanak tanıyabilir ve inanın bunu yapmak çok da zor değil, yeter ki isteyelim...