CO₂ Kullanımı; Kalıcı Depolamaya Karşı Hızla Gelişen Bir Alternatiftir

Küresel CO2 emisyonları 21. yüzyılda istikrarlı bir şekilde artarken, karbon yakalama projelerindeki artış karbondiyoksiti, karbondiyoksit kullanımı yoluyla tedarik zincirine geri dönüştürülebilecek değerli bir ürün olarak konumlandırmaktadır. Bu, CO2'nin termokimyasal, elektrokimyasal veya biyolojik olarak bir dizi katma değerli ürüne dönüştürülmesi anlamına gelmektedir. CO2 kullanımına yönelik küresel pazar büyüklüğünün 2030 yılına kadar 70 milyar ABD dolarına ulaşması, ardından 2040 yılına kadar 550 milyar ABD dolarına yükselmesi beklenmektedir. CO2 kullanımı, yeraltı depolarda tutma işlemine alternatif bir yol olarak ortaya çıkmakta ve şirketlere CO2'den paraya çevrilebilir değer yaratma fırsatı sunmaktadır. Gerçek anlamda karbondan arındırılmış bir ekonomide bile, küresel enerji ve kimyasal değer zincirleri, hammadde olarak veya başka bir şekilde sürekli karbon türevleri tedarikine ihtiyaç duyacaktır. Ancak bu karbonun kaynağı giderek fosil olmayan kaynaklara yönelecek ve biyokütleden, endüstriyel emisyonlardan ve ortam havasından yakalanan CO2'den değerli emtia ürünleri üretmek için fırsatlar yaratacaktır. Uluslararası Enerji Ajansı'na göre, sentetik yakıtlara, kimyasallara ve yapı malzemelerine dönüştürülmek üzere 100.000 tondan fazla CO2 yakalamak için 20'den fazla ticari ölçekli tesis için planlar halihazırda devam etmektedir.

Yatırım cephesinde, 2021 yılı CO2 kullanımında finansman için önemli bir dönüm noktası oldu. 2018 yılına kadar CO2 kullanımına yapılan yatırımlar yok denecek kadar azdı ve yatırımların %90'ından fazlası, her ikisi de düşük teknoloji engellerine sahip olan ve hidrojene bağımlı olmayan yapı malzemeleri ve polimerlerle sınırlıydı. Bununla birlikte, 2020 ve 2021 yılları arasında finansman alanında %195'lik bir artış yaşanmıştır. Son birkaç yılda teknolojilerdeki çeşitliliğin arttığı ve anlaşma sayısının yükseldiği de görüldü. 2016 ile 2019 yılları arasında yılda sadece beş olan anlaşma sayısı, 2020 ile 2022 yılları arasında 16'ya yükseldi. İlginçtir ki, yapı malzemeleri ve kimyasallar yatırım turlarının sayısı bakımından eşleşirken, CO2'den kimyasallara yatırım yapan girişimler, ortalama olarak daha büyük anlaşmaları çekti. Sunfire ve Twelve gibi CO2 elektroliz şirketleri sırasıyla 220 milyon ABD doları ve 187 milyon ABD doları yatırım aldı. Girişim fonlarının neredeyse %75'inin Seri B veya daha önceki yatırımlar olması, CO2 kullanım ortamının genel olarak hâlâ gelişme aşamasında olduğuna işaret ediyor. Şirketler ya pilot projeleri işletiyor ya da önümüzdeki birkaç yıl içinde pilot uygulamalara başlamak üzere hazırlık yapıyor.

Teknoloji ortamı

Ticari faaliyet açısından, CO2 kullanımında aktif olarak yer alan kuruluşların yaklaşık %65'ini oluşturan yapı malzemeleri ve kimyasallar baskın olarak öne çıkıyor. Yapı malzemeleri daha az teknik zorluktan yararlanarak pazara daha hızlı bir giriş sağlarken, kimyasallar sektörü daha karmaşık olmasına rağmen daha geniş bir nihai ürün yelpazesi vaat etmektedir. Coğrafi olarak, Avrupa Komisyonu ve ABD Enerji Bakanlığı gibi kurumlardan gelen önemli finansman girişimleri ve karbonsuzlaştırma konusundaki acil ihtiyaç nedeniyle Amerika ve EMEA bölge olarak ön plandadır. Bu alanda ayrıca, birçoğu elektrokimyasal dönüşüm, CO2 ve suyun birlikte elektrolizi ve yenilikçi tek adımlı CO2 yakalama ve dönüştürme süreçleri gibi alanlarda ilerleme kaydeden araştırma kurumlarından da önemli katılımlar görülmektedir. Politika da daha güçlü bir rol oynamaya başlıyor, Örneğin, 2022 tarihli ABD Enflasyon Azaltma Yasası, katma değerli bir ürüne dönüştürülen CO2'nin tonu başına 60 ila 130 ABD Doları getiri sağlıyor.

CO2 kullanımının büyüyen inovasyon ortamı

Yapı malzemeleri, kimyasallar ve sentetik yakıtlar en yüksek ivmeyi göstermektedir. CO2 kullanımında ticari faaliyetlerin önemli bir çoğunluğunu oluşturan bu üç kategori, son beş yılda en fazla sayıda yeni katılımcının yanı sıra kayda değer ortak endüstri çabalarına sahne olmuştur. Jet yakıtı ve metanol üretimine yönelik büyük kapasiteli projeler, birbirini tamamlayan uzmanlığa sahip kilit paydaşları bir araya getiren konsorsiyumlar veya teknoloji toplayıcıları tarafından yürütülmektedir: Karbon yakalama, elektrolizörler, dönüşüm reaktörleri ve katalizörleri ile üretim sonrası taşıma, rafinaj, depolama ve dağıtım gibi faaliyetlere yönelik gruplar. Hidrojenasyon ürünleri pahalı olmaya devam etmektedir. CO2 kullanım ürününün genel karbon ayak izi, hammaddelerinin karbon yoğunluğuna bağlıdır; dolayısıyla yeşil hidrojen gerekli bir proses girdisidir. Bu da sıvı yakıtlar, metan ve metanol gibi son ürünler için daha yüksek üretim maliyetlerine yol açmaktadır. Şirketler, CO2 kullanım projelerini başlatmak için yakın vadeli hammaddelerini optimize edebilir (örneğin, elektrolizör kapasitesi ölçeklenirken mavi hidrojene güvenmek), ancak genel yaşam döngüsü emisyonların bilincinde kalmalıdır. Buna karşılık, yapı malzemeleri, polimerler ve formik asit gibi ürünler hidrojene dayanmaz ve bu nedenle daha düşük üretim maliyetlerine sahiptir. Elektrokimyasal yöntemlerde ve platform teknolojilerinde giderek artan bir ivme görülmektedir. Birçok erken aşama girişim, katalitik ve mikrobiyal olanlar yerine elektrokimyasal CO2 dönüşüm yollarını tercih ediyor. Yeni elektrokimyasal teknolojiler, CO2 ve suyun hidrojenasyon yoluyla üretilecek kimyasallara doğrudan dönüştürülmesine olanak sağlamaktadır. Bir dizi kimyasal üretme kabiliyeti gösteren platform teknolojileri de geliştirilmektedir ve erken aşamada olmalarına rağmen, talep üzerine özel kimyasallar üretme potansiyelini sergilemektedir.

Şirketler geleceğin enerji ve kimyasal değer zincirlerini oluşturma fırsatına sahip

CO2 kullanımı, kimya endüstrisinin kendisini petrol ve gaz değer zincirinden ayırması için fırsatlar sunmaktadır. CO2 kullanımı, destekleyici düzenlemelerin eksikliği nedeniyle petrokimya ve özel kimyasallar endüstrilerinin karbonsuzlaştırılmasından şimdiye kadar kaçındı ve bu da e-metanol projelerinin geliştiricilerinin yakıtları hedeflemesine neden oldu. Ancak, CO2 kullanımı kimya endüstrisi için benzersiz bir değer önerisine sahiptir. Yakıtlardan daha yüksek bir marjın yanı sıra, CO2 kullanımı kimya sektörüne alternatif bir CO2 kaynağı sağlar. Sektörün karbon ve karbon türevlerine olan talebi devam ettikçe, endüstriyel olarak yakalanan CO2 ve endüstriyel olarak yakalanan CO2 ile üretilen ürünler de dahil olmak üzere alternatif karbon kaynaklarına güvenmek için giderek daha fazla baskı altında kalacaktır. Karbon ekonomisinin, yakalanan CO2'nin mevcut üretim altyapısında yeniden dolaşımını mümkün kılacak şekilde evrilmesi, bu nedenle yeni iş modelleri ve gelir akışları için fırsatlar sunmaktadır. Kimya endüstrisi halihazırda petrol ve gaz değer zincirinden elde edilen metanol ve CO hammaddelerini kullanmaktadır - CO2 yakalama ve kullanma (CCU) yolu, kimya endüstrisinin petrol ve gaza bağımlı olmadan faaliyetlerine devam etmesini sağlar. Doğrudan yatırım veya vergi teşvikleri yoluyla inovasyon hibelerinin ötesinde düzenleyici destek gereklidir. Küresel düzenleyici ortam şu anda CO2 kullanımı yerine kalıcı depolamayı tercih etmektedir, ancak artan ticari faaliyet ve CO2 dönüşüm yollarının teknolojik gelişimi bir miktar denge sağlayabilir. Artan özel sektör ivmesine ek olarak, CO2 kullanım ürünlerinin fosil bazlı muadilleriyle maliyet açısından rekabet edebilmesi ve şirketleri CCU ürünlerini portföylerine dahil etmeye teşvik etmesi için düzenleyici destek, kritik öneme sahip olacaktır.
Özetle; CO2 kullanımı, kalıcı depolamaya karşı hızla gelişen bir alternatiftir. CO2 kullanımı, karbonsuzlaştırılmış enerji ve kimyasal değer zincirlerinde karbon türevlerine olan talebi fosil bazlı karbona dayanmadan karşılar.
Pazar penetrasyonunu artırmak için düzenleyici desteğe ihtiyaç vardır. CO2 kullanım ürünlerinin çoğu, fosil bazlı muadillerine göre daha pahalıdır ve öyle kalmaya devam edecektir.
Kaynak: www.luxresearchinc.com