Enerji Yoğun Sektörlerde Dekarbonizasyon

Yazanlar: Barbaros Batur¹, Mustafa Cem Çelik², Muammer Akgün³, Özlem Yurtsever^2 
1 Yıldız Teknik Üniversitesi
² Marmara Üniversitesi
³ MMO İstanbul Şube Kazan ve Basınçlı Kaplar Komisyonu

Özet

Endüstriyel uygulamaların ihtiyacı olan hammaddeler sera gazlarının önemli oluşum kaynaklarıdır. Endüstriyel uygulamalar, küresel sera gazı emisyonlarının % 21’inden sorumludur. Endüstriyel uygulama kaynaklı sera gazı emisyonları çoğunlukla demir-çelik, çimento, plastik, kağıt, alüminyum, gıda işleme, tekstil ve madencilik gibi endüstrilerden salınmaktadır.

Enerji verimliliği bütün sektörlerde ve üretim zinciri dahilinde uygun olsa da, endüstriyel üretim zincirindeki enerjinin büyük bir kısmını kullandıkları için, emisyon verimliliği özellikle, birinci (ve ikincil) endüstriyel uygulamalar için uygun ve ilgi çekicidir. 

Bu endüstrilerin derin karbondan arındırılması, ihtiyaç duyulan teknolojilerin çoğunun henüz mevcut olmaması (örneğin, çelik veya kimyasal hammaddelerin endüksiyon yöntemi ile ergitilmesi) ve bu endüstrilerin genel yapılarının hızlı dekarbonizasyonu desteklememesi nedeni ile önemlidir.

Özellikle temel malzemelerin karbondan arındırma prosesi için teknolojilerinin icat edilmesi ve geliştirilmesinin yanı sıra, ürün ve hizmetlerin malzeme yoğunluğunu azaltarak, temel malzeme talebini küresel olarak azaltmanın önemli olduğu açıktır. Gelişmeleri bu yönde teşvik etmek için iklim, enerji ve altyapı politikalarının yanı sıra yenilik ve kaynak üretkenliğini akıllı bir şekilde entegre eden söz konusu amaca yönelik bir sanayi politikasına ihtiyaç vardır. Bu çalışmada, endüstriyel sektöründe karbon azaltma fırsatları, üretim zinciri boyunca sera gazı azaltım seçenekleri beraberinde endüstrilerinin karbondan arındırılması için teknik stratejiler irdelenerek dünyada mevcut durum analiz edilmiştir.

Giriş

2015 Paris Anlaşmasında, 195 BM üye devleti, küresel sıcaklık artışını 2100 yılına kadar 2 santigrat derecenin oldukça altına sınırlamayı kabul etti. Bu sıcaklık sınırını aşmanın sonucunda, muhtemelen ükselen deniz seviyeleri, daha yüksek orman yangınları, şiddetli yağışlar, aynı zamanda daha uzun ve daha yoğun kuraklıklar gibi dramatik olaylar olacaktır. 

Paris Anlaşması tarafından belirlenen hedeflere ulaşmak için tüm sektörlerin iklim değişikliği konusunda kararlı eylemler yapması gerekmektedir. Avrupa Birliği, 2030 yılına kadar emisyonları 1990 seviyesinin en az % 40’ı kadar azaltma taahhüdünü vermiştir. Ayrıca, 2050 yılına kadar % 80-95 azaltma hedefini de belirlemiştir. Bugün, Avrupa'daki emisyonların yaklaşık % 70'i sektörlerdeki enerji kullanımından kaynaklanmaktadır.

CO₂ emisyonlarının artışı nedeni ile küresel ısınmada 2-3 °C sıcaklık artış, daha az soğuk veya daha sıcak günlere ve gecelere, sıcak hava dalgalarına, şiddetli yağış olaylarına, ekstrem yüksek deniz seviyelerine neden olacağı bilinmektedir [1]. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC)’ne göre, insan aktiviteleri, gözlemlenen küresel sıcaklık artışının yarısından fazlasından sorumludur. Sera gazlarının önemli yayıcılarından biri de proses endüstrileri ham maddeleridir. 

Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli'ne (IPCC) göre endüstriyel proses ve faaliyetler, küresel sera gazı emisyonlarının %21'inden sorumludur [1]. Endüstriyel sektör, günlük yaşam için gerekli olan ürünleri ve hammaddeleri sağlar. Endüstriyel proseslerdeki sera gazı emisyonları tesiste üretilen doğrudan emisyonlar ve tesis dışında meydana gelen dolaylı emisyonlar şekilde tanımlanır ve bunlar birbirleri ile ilişkilidir.

Sera gazı emisyonları ağırlıklı olarak demir-çelik, çimento, plastik, kağıt, alüminyum, gıda işleme, tekstil ve madencilik gibi temel endüstrilerden salınmaktadır. Endüstriyel karbon emisyonunun endüstri dalları içindeki dağılımı Şekil 1’de verilmiştir. Malzeme üretim endüstrilerinde enerji gereksinimi için tesislerde yakılan fosil yakıtları kullanılmaktadır. Sektör ayrıca kimyasal, metalurjik ve mineral üretim proseslerinden ve atık yönetimi faaliyetlerinden kaynaklanan emisyonları da içerir. [2].

Şekil 1. Küresel endüstriyel karbon emisyonlarının dağılımı [3].

Enerji Yoğun Endüstriler

Endüstriyel prosesler, doğal kaynakları günlük yaşam ürünlerine dönüştürmemize yardımcı olmaktadır. Malzeme üretim prosesleri, endüstriden çıkan ana emisyon kaynağıdır. Sera gazı emisyonlarının ayrıştırılması, emisyon ile bağlantılı küresel endüstrinin farklı etkenlerini analiz etmek için kullanılmıştır. Endüstride tam doğru ayrıştırma oldukça karmaşıktır bir işlemdir [1]. İçinde yanma olmayan üretim prosesinden çıkan CO₂ emisyonları, toplamda % 6,5’lik bir paya sahiptir. Toplam sera gazı emisyonlarında en çok katkısı olanlar çimento, kireç üretimi ve metal endüstrisidir. AB‘de en fazla karbon emisyonuna neden olan başlıca sektörler ve birlikleri Tablo 1’de verilmiştir.

Tablo 1. AB’de en fazla karbon emisyonuna neden olan başlıca sektörler ve birlikleri [1].

Geniş Kapsamlı Yaklaşım ve Stratejiler

Sera gazı emisyonlarının dekarbonizasyonu, emisyon ile bağlantılı küresel endüstrinin farklı etkenlerini analiz etmek için kullanılmıştır. Sanayi sektörü için tam doğru dekarbonizasyonu büyük karmaşıklık içermesi nedeniyle sektöre uygun mevcut olan azaltma fırsatlarını belirlemek için sadeleştirilmiş ve basitleştirilmiş bir kavramsal ifade kullanır [1]:

     (1)

Bu denklemdeki notasyonların anlamı ise aşağıdaki gibidir:
G: Belirli bir periyotta (genellikle bir yıl) içinde endüstriyel sektörün sera gazı emisyonları
E: Endüstriyel sektörün enerji tüketimi
M: Bu periyottaki toplam küresel malzeme üretimi
P: Üretilen malzemelerden oluşturulan ürün stoğu (mevcut stoklara eklenen hem sarf hem dayanıklı tüketim ürünleri dahil)  
S: Bu zaman aralığı içinde söz konusu ürünlerin kullanarak sunulan hizmetler

G/E, kullanılan enerjiyi gösteren sektörün emisyon yoğunluğudur. Endüstrinin sera gazı emisyonları büyük ölçüde enerji kullanımından, ayrıca endüstriyel kimyasal reaksiyonlardan kaynaklanmaktadır. G / E'deki azalmalar, enerji girdileri ve süreçler için emisyon verimliliği olarak adlandırılabilmektedir.

E/M enerji yoğunluğudur. Endüstride kullanılan enerjinin yaklaşık dörtte üçü maden cevher hazırlama, petrol ya da biyokütleden malzeme oluşturmakte kullanılır, geri kalan çeyrek ise malzemeleri ürüne dönüştüren üretim ve inşaat sektörlerinde kullanılır. Bazı durumlarda (özellikle metal, kağıt ve cam için) gerekli enerji, geri dönüştürülmüş hurdadan üretilerek azaltılabilir ve malzemenin yeniden kullanılmasıyla veya atık ısı değişimi ve sektörler arasında yan ürünlerin değişimi ile daha da azaltılabilir. Enerji verimliliğinin hedefi E/M’yi azaltmaktır.

M/P, sektörün malzeme yoğunluğudur. Bir ürün oluşturmak ve bir ürünün stokunu korumak için gereken malzeme miktarı, hem ürünün tasarımına hem de üretimi sırasında atılan hurdaya bağlıdır. Her ikisi de malzeme verimliliği ile azaltılabilir.

P/S, ürün-hizmet yoğunluğudur. Bir ürün tarafından sağlanan hizmet seviyesi, kullanım yoğunluğuna bağlıdır. Üretildikleri hesap dönemi içinde kullanılan sarf malzemeleri (örneğin, gıda veya deterjan) için, hizmet yalnızca o dönem içindeki üretim tarafından sağlanır. Bir hesap döneminden daha uzun süre dayanan dayanıklı tüketim malları için (örneğin giyim), hizmetler, mevcut kullanımdaki ürün stoku tarafından sağlanır. Böylece, sarf malzemeleri için P/S, daha hassas kullanımla (örneğin, yalnızca önerilen dozlarda deterjan kullanılması veya gübreyi hassas bir şekilde uygulayarak) azaltılabilirken, dayanıklı ürünler için P/S, hem dayanıklı ürünleri daha uzun süre hem de daha fazla yoğun bir şekilde kullanarak azaltılabilir. P/S’deki azalmalar ürün-hizmet verimliliği olarak adlandırılmaktadır.

S, toplam küresel hizmet talebidir. Nüfus, zenginlik, yaşam tarzı ve tüm sosyal beklentiler sisteminin bir fonksiyonudur. Toplam hizmet talebinin azalması endüstriyel emisyonlarda da azalmaya yol açar, bu talep azalması olarak adlandırılır.

Tablo 2. Endüstri sektöründe emisyon azaltma fırsatları [4]

Karbondan arındırılmış toplum, imalat endüstrisi için hem tehditler hem de fırsatlar oluşturmaktadır. Karbondan arındırma, son kullanıcı ürünleri üreten endüstri için daha yüksek katma değerli temiz teknoloji ürünlerini yenilemek ve yeni “yeşil” pazarlara açılmak için bir potansiyel sunar. Esas olarak çelik, çimento, alüminyum ve temel plastikler gibi temel malzemeleri üreten enerji yoğun endüstriler için fırsatlar daha az belirgindir ve zorluklar daha büyüktür [22]. Tablo 2, endüstri sektöründe emisyon azaltma fırsatlarını vermektedir.

Endüstriyel Uygulamalarda Karbondan Arındırma için Teknik Stratejiler ve İsveç Uygulamaları

Çelik üretim zincirinde (circular value chain) sera gazı azaltma seçeneklerinin üretimin hangi aşamasında uygun olduğu Şekil 2’de belirtilmektedir. 

Enerji verimliliği bütün sektörlerde ve üretim zinciri etrafında uygun olsa da, endüstriyel uygulamalarda üretim zincirindeki enerjinin büyük bir kısmını kullandıkları için, emisyon verimliliği özellikle, birinci (ve ikincil) proses endüstrileri için uygun ve ilgi çekicidir. 

Bu endüstrilerinde karbondan arındırma, ihtiyaç duyulan teknolojilerin çoğunun henüz mevcut olmadığından (örneğin, çelik veya kimyasal hammaddeleri elektriktroliz yöntemi ile ergitmek) ve bu endüstrilerin genel yapılarının hızlı dekarbonizasyonu desteklemediği için özellikle zordur. [6]

Şekil 2. Çelik ürünlerin üretim zinciri boyunca sera gazı azaltım seçenekleri [5]

Prensip olarak, proses endüstrilerinde emisyon verimliliğine yönelik olarak aşağıdaki teknik seçenekler mevcuttur [7, 8]

• Endüstriyel proseslerin yenilenebilir kaynaklardan sağlanan elektriğe (RES) dayalı doğrudan elektrifikasyon. Bu strateji, sabit güç ve düşük ila orta sıcaklıklar için geçerlidir. Yüksek sıcaklık uygulamaları ve belirli süreçler için ilgili teknolojilerin (örn. Plazma teknolojisi, mikrodalgalar, elektroliz vb.) geliştirilmesi gereklidir. 
• Hidrojen, sıvı ve gaz halindeki sentetik hidrokarbonlar gibi RES elektrikliğe dayalı yakıtlar aracılığıyla proseslerde dolaylı elektrik kullanılabilir. Bunların üretimi büyük miktarda elektrik gerektirir, ancak hidrokarbonlar söz konusu olduğunda bu yakıtları kullanan proses teknolojilerinde potansiyel olarak neredeyse hiç değişiklik olmaz.  Hidrojen için, enerji kayıpları daha düşüktür ve yanma emisyonları neredeyse tamamen önlenebilir, ancak kullanım ve kullanım teknolojileri (kısmen zorlu) teknik değişiklikler gerektirir.
• Enerji amaçlarının yanı sıra sentetik hidrokarbonlar da plastikler için temel malzeme olarak kullanılabilir. 
• Enerji ve malzeme kullanımları için çok umut verici bir seçenek de biyokütledir. Doğrudan enerji olarak kullanılabilir veya gazlaştırılarak ya da çeşitli yollarla biyobazlı ürünlere dönüştürülebilir. Bununla birlikte, dezavantajı, büyük biyo kaynakların sürdürülebilir bir şekilde elde edilebilmesi için sınırlı arazi bulunmasıdır. Örneğin, yiyeceklerin ekilmesi için tarım alanlarında rekabet etmesi gerekir. 
• Son olarak, karbon tutma yöntemi olarak emisyon kaynaklarında karbonu ayırmak ve karbonu depolamak veya sentetik hidrokarbon üretimi için kullanılabilir. Ancak bu durumlarda, sadece malzeme kullanımı karbonun daha uzun süreli depolanmasına sorununa yol açar [9]. 

Temel malzemelerin elektrik kullanarak üretilmesinin yanı sıra biyokütle hammaddesine dönüştürülmesi çok büyük miktarlarda biyokütle veya RES tabanlı elektrik gerektirir. Örneğin AB için sadece temel malzeme üretimi için elektrik üretimini yaklaşık % 60 artırması anlamına gelebilir [8]. Bu % 60 artış aynı zamanda yukarıda bahsi geçen emisyon verimliliği veya derin karbondan arındırma stratejilerini sağlayan temiz enerji altyapılarına olan önemli ihtiyacı da gösterir.

Endüstriyel proseslerin elektriğe veya diğer seçeneklere büyük ölçekli dönüşümünü sağlamak için bu altyapıların paralel olarak veya mümkünse daha önceden geliştirilmesi gerekir. 

Bu nedenle, temel malzemelerin karbondan arındırma prosesi için teknolojilerinin icat edilmesi ve geliştirilmesinin yanı sıra Şekil 2’deki stratejilerde belirtildiği gibi, ürün ve hizmetlerin malzeme yoğunluğununun azaltılması ve temel malzeme talebini küresel olarak azaltmanın önemli olduğu açıktır.

Gelişmeleri bu yönde teşvik etmek için iklim, enerji ve altyapı politikalarının yanı sıra yenilik ve kaynak üretkenliğini akıllı bir şekilde entegre eden söz konusu amaca yönelik bir sanayi politikasına ihtiyaç vardır. 

Konu ile ilgili İsveç deneyimlerinin bize öğrettikleri;

Birincisi, ekolojik konular ile devletin ekonomik yaptırımları arasında her zaman bir sorun vardır [10,11]. Ekonomik büyüme, iklimsel ve çevresel değişikliğin ana itici gücü olarak görülse de, modern devletin ekonomik ilerlemeyi ve endüstriyel gelişmeyi sürekli olarak teşvik etmesi zorunlu bir görevdir. Söz konusu hedeflerin peşinden gitmek daha fazla kaynak sağlanması, malzeme tüketimi ve çevresel bozulma getireceği için, modern devletin ekonomik zorunluluğu ekolojik kaygılar ve yeşil devlet - çevreci devlet çabaları ile bağdaşmamaktadır.

İkinci olarak, erken çevreci devlet teorisi, kapitalist devletten çevreci devlete geçiş prosesini canlandıramamıştır. Sivil toplumdan kaynaklanan değer değişiklikleri ihtiyacını ve devletleri ekolojik kaygılara duyarlı kılmak için müzakereci demokratik kurumların önemli rolünü irdelemenin yanı sıra [10], diğer değişim proseslerine yeterince teori getirilememiştir. Bu nedenle, çevreci devlet teorisini ilerletmek için geçiş ve sistem değişikliği konularındaki teorileri oluşturmak gerekmiştir [11].

Sürdürülebilirlik konusuna ilişkin teoriler, devlete yeni düşük karbonlu yeniliklerin, teknolojilerin ve uygulamaların ortaya çıkması için teşviklerin artmasında ve destekleme alanlarının belirlenmesi önemli olacaktır [12]. 

Üçüncüsü, devletin çevreci yenilikleri, teknolojik gelişmeleri ve endüstriyel yenilenmeyi desteklemedeki rolü çok önemli olsa da, çevreci devlet literatüründe çok az yer almıştır. Yeni teknolojili ile çalışan sistemlerle, teknolojik gelişimin farklı aşamalarında, yapısal ve içerik olarak innovasyon ve yeni teknolojilerin ortaya çıkışını nasıl destekleyebileceğinin altını çizmektedir [13]. Ekolojik konular, piyasaya öncülük eden pazarlar kurma ve bu pazarlar aracılığıyla küresel karbondan arındırmayı – dekarbonizasyonu teşvik etmeyi içermektedir. Söz konusu ekolojik kaygıları benimseyen yenilikçi endüstriler için potansiyel mevcuttur. 

Doğal Kaynaklara Dayalı Endüstrinin (ENRI) İklim Yönetimi ve İsveç Uygulaması

ENRI’lerin karbondan arındırma potansiyeli için belirli ufuklar sunan özelliklerini kısaca belirtilirse; ENRI’ler, doğal kaynakların çıkarılması ve endüstriyel üretim ve altyapı inşaatı için hammadde üretimi ile uğraşan süreç bazlı endüstrilerdir. Bunlar, madencilik, metalurji, orman, çimento ve kimya endüstrileridir. ENRI’ler arasında farklılık çok fazla olsa da, adı geçen endüstri dallarında, karbon emisyonlarını aşamalı olarak azaltması için ilgi çekici bir dizi yapısal özellik sunar. Bu özelliklerden biri, genellikle fosil yakıtlarla sağlanan yüksek miktarda enerji talepleri, azımsanmayacak emisyonlar doğurur. Çelik veya çimento üretim örneklerinde olduğu gibi karbon emisyonları ısı, elektrik talebi ve üretim proseslerinden gelir.

İsveç doğal kaynaklar açısından zengindir ve ENRI sektörleri ekonomi için önemlidir [14]. Orman, madencilik ve demir-çelik endüstrileri özellikle hayati önem taşımasının yanı sıra, kimya ve çimento endüstrileri de önemli vardır. Bu sektörler, çoğunlukla büyük, çok uluslu şirketlerden, özellikle madencilik ve ormancılıkta (ve daha önce de demir ve çelikte) devlete ait şirketlerden oluşur. İsveç’te, ENRI’ler tarafından kullanılan enerji, toplam son enerji kullanımının yaklaşık % 30’u, karbon emisyonları ve ulusal emisyonların% 30’u kadardır [14,15]. Bu nedenle İsveç’te ENRI’lerin uzun vadeli karbon emisyonlarını düşürmeye yönelik stratejilerden yoksun olması şaşırtıcıdır.

İsveç, bol miktarda yenilenebilir enerji kaynaklarına, hidroelektrik, biyokütle enerjisi ve daha yakın zamana kadar rüzgar enerjisi gibi düşük karbonlu enerji üretimi kapasitelerine sahiptir. Bu nedenle İsveç’te bulunan ENRI’ler avantajlı durumdadır. Tarihte, İsveç enerji sistemi ve endüstrisi, ENRI’lere düşük maliyetli elektrik sağlayarak birlikte gelişti ve artık bugün İsveç enerji sektörü karbondan arındırılmış durumdadır. Yenilenebilir enerji kullanımı nedeniyle kağıt hamuru ve kağıt sektöründeki emisyon düşüşlerinin sonucu endüstrideki yanma prosesinden kaynaklanan emisyonlar son yirmi yılda azalmıştır[15]. Diğer endüstriyel proses emisyonları zaman içinde azalmamış, ancak konunun finansal ayağını döngüler içinde dalgalanmıştır [14]. İsveç’te, ENRI’ler, üretimlerinin yaklaşık %45’ini doğrudan uluslararası pazara ihraç ederken aynı zamanda yerli imalat endüstrilerinde temel girdi malzemeleri olarak kullanılmaktadır [14]. Rekabet gücünü ve karlılığı korumak için, çoğu endüstri daha gelişmiş ürün kategorileri ve uygulamaları konusunda uzmanlaşmıştır. Örneğin, İsveç çelik endüstrisi özel uzmanlık isteyen daha kaliteli çelik üretmine geçmiştir. Bu, İsveç çelik endüstrisinin geçiş kapasitesinin ve dinamiklerinin, döküm üretime odaklanan diğer ülkelerdeki çelik endüstrilerinden farklı olduğu anlamına gelir. Küresel pazar bağlamında, İsveç çelik endüstrisini yüksek kaliteli çeliğe odaklanan bir niş endüstri olarak görebiliriz. 

ENRI’lerin iklim yönetiminde ekonomik zorunlulukların gücü

Avrupa Birliğinde, 2005 yılında uygulamaya konan ETS (Emissions Trading System-Emisyon Ticareti Sistemi)'nde, endüstrilerin emisyon izinlerini kullanabilecekleri veya emisyon ticareti yapabilecekleri yer aldılar. Bu ticaret sisteminde toplam emisyon miktarı politik olarak belirlenir ve zaman içinde dereceli olarak azaltılır. Bazı endüstriler için emisyon ticareti pahalı olmakla birlikte, İsveç ENRI’leri emisyonlar oranları, özellikle kağıt hamuru ve kağıt endüstrilerinde sektörlerinde, Avrupa ortalamasından düşük olduğu için AB-ETS tahsisinden yararlanmıştır [16].

İsveç’teki ENRI’lere iklim yönetiminin etkileri açısından bakıldığında iki ayrı amaca uygundur. Birincisi, ENRI sektörleri arasında fark vardır. Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi bir geçiş süreci yaşamıştır ve neredeyse tamamen karbondan arındırılmıştır. Ancak diğer sektörler (örneğin demir ve çelik, mineraller ve kimyasallar) büyük ölçüde fosil yakıtlara bağımlı kalmaya devam etmektedir. Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinin fosil yakıtlardan biyoenerjiye geçişi, 1970’lerin petrol krizi ile başlayan uzun bir süreçte olmuştur. Yüksek enerji fiyatları ve hükümet politikalarının kombinasyonu (ör. Yasa düzenlemeleri, karbon vergileri ve yenilenebilir enerji sertifikaları) sektörü yeni enerji kaynakları aramaya teşvik etmiştir. [17]. İkincisi, endüstriyel tesislerde yanmadan kaynaklanan emisyonlar (fosil veya biyo bazlı yakıtların yakılması) son on yılda azalırken, endüstriyel proseslerden (örneğin çelik ve çimento üretimi) kaynaklanan emisyonlar 1990’ların başındaki seviyede kalmıştır. Biyoenerji kullanımının artması ve enerji performansındaki gelişmeler nedeniyle, yanmadan kaynaklanan emisyonlar azalmıştır. Ulusal düzeyde bakıldığında, 2005-2014 yılları arasında yürütülen enerji verimliliğini geliştirme programı PFE (Programme for Improving Energy Efficiency-Enerji Verimliliği Arttırma Sistemi), ENRI'lerde enerji verimliliğini hedeflemiştir. Şirketler, elektrikten alınan enerji vergisinden muafiyet karşılığında enerji verimliliği programlarını uygulamayı kabul etmiştir. PFE’nin, endüstrileri enerji performansına öncelik vermeye, enerji verimliliğini artırmaya ve böylece emisyonları azaltmaya teşvik etmede etkili olduğunu kanıtlanmıştır [18]. Bununla birlikte, PFE sadece kademeli iyileştirmelere odaklanarak daha radikal yenilikleri teşvik etmemiştir. Endüstriyel proses emisyonlarında düşüşler azdır ve karbon emisyonları üretim hacmi ile yakından ilişkilidir. Fosil yakıtlara bağımlı proses teknolojilerinin yerini almak için yeni düşük karbon teknolojileri gerekli olsa da, politikalar bu tür dönüşümleri desteklemek konusunda yetersiz kalmıştır.

AB-ETS, etkili bir politika aracı olma potansiyeline sahiptir. Ancak emisyon azaltımlarına ve özellikle düşük karbonlu yeniliklere ilişkin yönlendirme kapasitesi, emisyon tahsisatlarının aşırı tahsis edilmesi ve düşük karbon fiyatı nedeniyle uygulama yetersiz olmuştur [16,19]. Sonuç olarak, üye ülkeler, AB-ETS’nin eksikliklerini telafi etmek için kendi ulusal politikalarını uygulamaya başlamıştır [20]. Konu ile ilgili uzmanlar, AB-ETS’nin değişik nedenlerden dolayı ciddi sorunları olduğu fikirdedir. AB-ETS’nin farklı eleştirileri, mevcut politika sistemine ışık tutmaktadır. İsveçli yetkililer, politikacılar ve çevre kuruluşları, AB-ETS’nin ENRI’lerin emisyon azaltımları veya daha temiz teknolojiler için yenilikler üzerinde yönlendirici etkilerinde eksiklikler olduğunu görüşündeler[21]. Yetkililerin görüşüne göre, AB, emisyon kredilerinin fiyatını artırmak için emisyon üst sınırını düşürmeli ve emisyon izinlerinin ücretsiz tahsis edilmesinine son vermelidir. Buna karşılık, endüstriler ve sanayi birliklerine (demir ve çelik, madencilik, kimya), mevcut AB-ETS uluslararası rekabet güçlerinin üzerinde çok olumsuz etkiler taşıdığını da savunmaktadırlar[21]. Bu doğrultuda karbon kaçağı, AB-ETS tartışmaları için temel konudur [20]. Sektörden gelen eleştirinin temeli, fiyat konusunda gelen sinyallerin kendi başına yeni düşük karbonlu proses teknolojileri geliştirmek için yeterli olmadığı ve artan fiyatların kısa vadede şirketler için zararlı olabileceğidir. Yine gelen bilgilere göre risk, endüstrinin, AB-ETS’nin bir sonraki (dördüncü) aşamasında (2021’den 2028’e) ciddi oranda daha düşük emisyon tahsisleri ve emisyonları buna karşılık gelecek ölçüde azaltacak mevcut uygun teknolojilerin olmamasıdır. Böyle bir durumda, endüstriler için tek seçenek tahsis izini satın almak veya çıktılarını azaltmaktır. Bu, kısa vadede emisyonları düşürebilir, ancak yeni teknolojilere yapılacak uzun vadeli yatırımları azaltacaktır [21].

İsveç ve AB’deki mevcut piyasa-liberal politikalar bazı açılardan karbondan arındırmayı (decarbonisation) başarmıştır. En önemlisi, İsveç kağıt hamuru ve kağıt sektörünün, büyük ölçüde fosil enerji kaynaklarından biyokütleye geçişine dayalı düşük karbon geçişi ve tüm ENRI sektörlerinde enerji performansı gelişmesidir. Bununla birlikte, endüstriyel proseslerde derin dekarbonizasyon için gerekli düşük karbon teknoloji yeniliği teşvik etmede etkili olmamıştır. Bu nedenle, karar vericiler, mevcut politika çerçevesinde ele alamadıkları kritik bir ikilemle karşı karşıyadır. Zayıf piyasa bazlı politikalar, verimlilik arttırma ötesindeki teknolojik değişimi teşvik etmek için yetersiz olsa da, endüstriyel aktörler, daha katı piyasa bazlı politikaları ENRI’lerin uluslararası rekabet gücüne zararlı olarak algılamaktadırlar. Bu nedenle bu tür önlemleri takip etmekte ve uygulamakta tereddüt etmektedir. Bu da AB-ETS ile tekrarlayan sorunlar için tipik bir örnektir. AB-ETS, karbon için yeterince yüksek bir fiyat sağlamak için mücadele ederken, endüstrinin düşük karbonlu proses teknolojilerinin gelişimi üzerinde çok düşük bir yönlendirme etkisine sahiptir.

İsveç ENRI’lerinin iklim yönetimini analiz etmek için, ENRI’nin İsveç ekonomisindeki ayrıcalıklı konumunun devletle ilişkilerini nasıl şekillendirildiğini anlamak gerekir. ENRI’ler ulusal ekonomiler için stratejik öneme sahiptir ve bu durum özellikle doğal kaynaklara dayalı İsveç ekonomisinde vurgulanmaktadır. Devlet ve sanayi arasında, ekonomik zorunluluklara, büyüme, istihdam ve endüstriyel rekabetçilik konularına bağlı, zaman içinde çok güçlü bir ilişki olduğunu göstermektedir [14].

İsveç’in ENRI sektorlerindeki endüstriyel yönetim örneğini inceleyerek çevreci devletin endüstriyel ilişkilerini ve karbondan arındırma faliyetini yönetme konusundaki; ENRI’nin karbondan arındırımı, iklim değişikliği konusunda ciddi olan her çevreci devletin ele alması gereken önemli bir konudur. Ancak, önemli yönetim değişiklikleri de gerektirir. Bu değişikliklerinin birincisi, çevreci endüstriyel yönetimin karbondan arındırmayı daha da ileri götürmek için çevreci devletin iklim hedeflerini ekonomik hedeflerden daha çok önceliklendirmenin yollarını bulması gerekmektedir. İsveç örneğinde olduğu gibi, ekonomik ve ekolojik konular arasında devamlı bir sorun mevcuttur. Piyasa bazlı politikalara tabi olan ENRI’lerin ayrıcalıklı konumu, esas olarak sıkı iklim politikalarına direnmelerini sağlamıştır. Kurumsal teşvikler, endüstriyel karbondan arındırmanın itici güçleri olsalar da, piyasa dinamikleri, gerekli geçişi başlatmak için yeterli olmaktan uzaktır. Düzenleyici müdahaleler ve uzun vadeli politika desteği tarafından oluşturulan çevre politikalarının nın güçlü teşviklere ihtiyaç duyarlar. Böylece, karbondan arındırmayı amaçlayan dönüşümlerin kendiliğinden meydana gelmesi mümkün olmadığından, çevreci devlet, endüstriyel yönetimle ilgili ekonomik stratejilerle daha yakından ilgilenmek zorundadır. Sanayi temsilcileri, uluslararası rekabet güçlerini ihlal etmediği sürece, karbondan arındırma hedefini benimsemeye, alternatifleri araştırmalara ve düşük karbonlu teknolojileri uygulamaya, hazır oldukların belirtmişlerdir. Endüstriyel karbondan arındırma için gereken politikalar, teknolojik ve ekonomik olarak uygulanabilir opsiyonları destekleyen aktif devlet katılımını istemişlerdir. 

İkinci konu olarak, çevreci devlet teorisini devlete tek bir varlık olarak değil, daha çok yerleşik rejimleri oluşturan farklı güç gruplarının bir parçası olarak kabul ederek verimli bir şekilde bilgilendirebileceğidir. Rejimler baskın, güçlü olabilir ve değişime direnebilir. Kaynak bağımlılığı ve refah devletinin getirdiği bolluk için doğal kaynak bazlı sektörlere tarihsel bağlılık, İsveç ekonomisinde ENRI’lere ayrıcalıklı bir konum sağladı. Bu da stratejik olarak önemli endüstrilerin devlet mülkiyeti ve iklim düzenlemeleri ile enerji fiyatlarını ayrıcalıklı konuma getirdi. İsveç ENRI rejimi, kağıt hamuru ve kağıt endüstrisindeki düşük karbonlu prosese geçiş ve çelik endüstrisinde düşük karbonlu üretim teknolojilerini denemektedir.

Üçüncüsü, gelişmiş refah devletlerinde, örneğin İsveç’te devlet ve sanayi arasındaki diyalog ve işbirliği vardır. İklim politikaları ile ilgili olarak sanayi için muafiyetler sağlayarak devlet-sanayi görüşmeleri ortak vizyon oluşturmaya ve endüstriyel karbondan arındırma için stratejiler geliştirmeye odaklanılmıştır. Bu nedenle politikaya yön verenler ve endüstri temsilcileri arasında uzun vadeli istikamet konusunda kapsamlı bir fikir birliğine yol açmıştır. On yıl önce, ENRI’lerin konumu derin karbondan arındırmanın imkânsız olduğu yönünde iken bugün ise ENRI’ler kendi karbondan arındırma stratejilerini geliştiriyor ve daha aktif devlet müdahalesi ile politik karar desteği talep edilmektedir. Bu değişim, karşılıklı anlayış sağlamayı başaran devlet ve endüstri yetkilileri arasındaki diyaloglar yoluyla mümkün olmuştur. Bununla birlikte, endüstriyel karbondan arındırmanın yeniliklerinin ne ölçüde ele alınacağını söylemek için henüz çok erkendir ve son gelişmeleri için aşırı iyimser olunmamalıdır. Pratikte, endüstri hala emisyonları azaltmaya yönelik sıkı önlemlere direnmekte ve devlet, endüstri üzerinde çok fazla baskı uygulama veya yeni teknolojilere büyük kamu yatırımları yapma konusunda hâlâ isteksiz davranmaktadır. Yine de İsveç örneğinde gibi, nispeten sanayiyle yakın ilişkisi olan gelişmiş bir refah devletinin karar mekanizması modelinin, endüstriyel karbon arındırmayı ve çevreci endüstri yönetmeye yardımcı olabileceğini göstermektedir. 

Gelecekteki araştırmalar için de çeşitli olasılıklar vardır. Finlandiya gibi benzer koşullara sahip refah devletleri üzerine yapılan karşılaştırmalı araştırmalar, İsveç’in karbon arındırmayı hedefleyen diğer devletlere kıyasla ne durumda olduğunu belirleyecektir. İsveç’in hedefinin aşırı mı olduğu, yoksa devletlerin endüstri ile nasıl etkileşime girdiği konusunda tipik bir örnek mi olduğu hakkında muhtemelen daha fazla bilgi verecektir. 

Sonuç

İklim değişikliğini, doğal süreçler dışında insan eliyle tetikleyen etkenlerin önlenmesi, özellikle sera gazı emisyonlarının azaltılması için küresel düzenlemeler ile yerel hedef ve stratejiler konusu dünya için son derece önemlidir. İnsanoğlunun faaliyetleri, son birkaç on yıldaki kümülatif antropojenik CO₂ emisyonlarının neredeyse yarısından sorumludur. Nüfus artışı ve yine artan ekonomik faaliyetler, sera gazı emisyonlarının ana itici gücü olmaya devam etmektedir. Malzeme proses endüstrileri CO₂ emisyonlarının %21’ini doğrudan, % 11’ini ise dolaylı olarak kaynağıdır. Bu değerler, endüstrinin istenmeyen etkilerinin çevremize gerçek etkisini tam olarak tanımlamaktan uzaktır. Son 40 yılda nüfus, kentleşme, sanayi ve ekonomi hep birlikte büyümektedir. Küresel ürünlerin yerel olarak üretilmesi yerine, ulusal veya bölgesel üretim ve tüketim küresel hale gelmiştir. Asya, endüstriden kaynaklanan sera gazı emisyonlarının başlıca nedeni olarak görülmektedir. Ürünler ve çevresel etki eşit olmayan bir şekilde dağıtılsa da, sorun hâlâ küreseldir. Temel sorun, sorunu tüm boyutlarıyla ele almak ve çevreyi koruma maliyetini adil bir şekilde dağıtmaktır. İyi izlenen ve kontrol edilen küresel bir sosyo-ekonomik ve çevresel dönüşüm kaçınılmaz hale gelmiştir. Bilgi birikimimizdeki boşlukları kapatmak ve endüstriyel faaliyetlerimizin verimliliği yeniden tanımlamak, kendi sürdürülebilir geleceğimiz için önemli adımlardır.

Kaynaklar
[1] IPCC (2014). Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Edenhofer, O., R. Pichs-Madruga, Y. Sokona, E. Farahani, S. Kadner, K. Seyboth, A. Adler, I. Baum, S. Brunner, P. Eickemeier, B. Kriemann, J. Savolainen, S. Schlömer, C. von Stechow, T. Zwickel and J.C. Minx (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
[2] https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data
[3] Allwood et al. 2011 (left), IEA 2017 BY2DG (right) (2012 production volumes = 100)
[4] https://www.epa.gov/ghgemissions/sources-greenhouse-gas-emissions#industry
[5] Lechtenböhmer, S.,2014. Strategies for deep decarbonization of processing industries.
[6] Wesseling, J.H.,etal.,2017. The transition of energy intensive processing industries towards deep decarbonization: characteristics and implications for future research. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 79, 1303–1313.doi:10.1016/j.rser.2017. 05.156
[7] Bataille, C., Åhman, M., Neuhoff,K., Nilsson, L.J., Fischedick, M. , Lechtenböhmer, S.,  Solano-Rodriquez, B., Denis-Ryan, A., Steibert, S., Waisman, H., Sartor, O., Rahbar, S.: A review of technology and policy options for making heavy industry products consistent with Paris Agreement compatible deep decarbonization pathways, Journal for Cleaner Production
[8] Lechtenböhmer, S., L.J. Nilsson, M. Åhman and C. Schneider (2016) Decarbonising the energy intensive basic materials industry through electrification - Implications for future EU electricity demand,Energy, Vol. 115, pp. 1623-1631
[9] Stefan Lechtenböhmer, Strategies for deep decarbonization of processing industries, Wuppertal Institut für Klima Umwelt Energie, DOI 10.12910/EAI2018-44].
[10] ECKERSLEY,R., (2004). “The green state: rethinking democracy and sovereignty.” Cambridge,MA: MIT Press.
[11] BÄCKSTRAND,K., KRONSELL,A.,eds.,(2015). „Rethinking the greenstate: environ-mental governance towards climate and sustainability transitions.” London: Routledge.
[12] MARKARD,J. TRUffER,B., (2008). “Technological innovation systems and the multi-level perspective: towards an integrated framework.” ResearchPolicy, 37(4), 596–615.doi:10.1016/j.respol.2008.01.004
[13] BERGEK,A., etal., (2015). “Technological innovation systems in contexts: conceptualizing contextual structures and interaction dynamics.” Environmental Innovation and Societal Transitions,16,51–64. doi:10.1016/j.eist.2015.07.003
[14] JOHANSSON,B., NILSSON,L.J., (2017). “Zero emissions in the basic industry: conditions for a new industrial policy.” Lund: Lund University.
[15] SEPA, (2017). National emissions of greenhouse gas emissions. Swedish Environmental Protection Agency. www.naturvardsverket.se.
[16] GULLBRANDSEN,L.H., STENQVIST,C., (2013). ”The limited effect of EU emission strading on corporate climate strategies: comparison of Swedish and Norwegian pulp and paper companies.” EnergyPolicy, 56,516–525. doi:10.1016/j.enpol.2013.01.014
[17] Growth Analysis, (2014). “The significance of policy instruments for the greening of industry: a case study of the Swedish forest industry.” Stockholm: Growth Analysis(Report2014:02).
[18] STENQVIST,C, NILSSON,L.J.,(2012). “Energy efficiency in energy-intensive industries: an evaluation of the Swedish voluntary agreement PFE”. Energy Efficiency,5(2), 225–241.doi: 10.1007/s12053-011-9131-9
[19] BEL,G., JOSEPH,S.,(2014). Industrial emissions abatement: untangling the impact of the EUETS and the economic crisis. Barcelona: Barcelona University.
[20] MARCU,A., ELKERBOUT,M., STOEFS,W., (2016). 2016 state of the EUETS report. Brussels: CEPS.
[21] HILDINGSSON,R., KHAN,J.,KRONSELL,A.,(2017). “Interview study of conditions for zero emissions in Swedish basic industry.” Lund: Lund University. https://gist2050.com/publications/
[22] ÅHMAN, M., & NILSSON, L. J. (2015). Decarbonizing industry in the EU: climate, trade and industrial policy strategies. In Decarbonization in the European Union (pp. 92-114). Palgrave Macmillan, London.