Sera Gazları – Metanı Tanımlama ve Yeniden Kullanma

Sera gazları, gezegenimizi yaşanabilir kılmak için son derece önemlidir. Ancak, bu ısı tutan gazların yüksek konsantrasyonu, yerkürenin yüzey sıcaklığını önemli ölçüde artırmakta ve küresel ısınma ile iklim değişikliğine yol açmaktadır.

Karbon dioksit, en önemli insan kaynaklı sera gazı iken, metan (CH4) çok daha güçlüdür. Bu göreceli olarak kısa ömürlü gaz, yirmi yıllık bir sürede CO2’den 80 kat daha fazla ısı tutar. Birleşmiş Milletler Çevre Programı’na göre, sanayi öncesi dönemden bu yana metan, iklim değişikliğinin yaklaşık %30’unu oluşturmuştur.

İkinci en bol bulunan sera gazı, doğal gaz ve biyogazın ana bileşenidir.

Metan renksiz, kokusuz ve son derece yanıcıdır. Doğal metan yeraltında bulunur ve en büyük kaynağı sulak alanlardır. Ayrıca deniz tabanında, Antarktika buzunun altında ve okyanuslarda da bulunur. Bu gaz volkanlar ve bitki‑hayvan maddelerinin çürümesiyle de üretilir.

Metanın çevreye salınmasında önemli bir katkı sağlayan insan faaliyetleri arasında çöp sahaları, tarımsal faaliyetler, hayvancılık, gübre, kömür madenciliği ve petrol‑gaz üretimi yer alır.

Havaya salındığında, metan tehlikeli tepkiler verir. Sadece oksidasyon yoluyla karbon dioksit salınımı yapmakla kalmaz, aynı zamanda ozon oluşumuna da katkıda bulunur. Bu şekilde hava kalitesini düşürür, erken insan ölümlerine, tarım verimliliğinin azalmasına ve hayvanlarda sağlık sorunlarına yol açar.

İnsanlarda, bu güçlü sera gazı astım, kardiyovasküler hastalık ve felç riskinin artması gibi sorunlara yol açabilir. Metan zehirlenmesi ise boğulmaya neden olabilir.

Yüksek metan seviyeleri hafıza kaybı, konuşma bozukluğu, mide bulantısı, kızarıklık, baş ağrısı, kusma, ruh hali değişiklikleri ve görme problemleri gibi sorunlara yol açabilir. Ayrıca, basınç altında serbest bırakılan sıvılaştırılmış metanla temas, donma yanığına neden olabilir.

Metanın zararlı etkileri göz önüne alındığında, en kötü iklim etkilerini önlemek için metan kirliliğini daha iyi ölçmeye ve drastik bir şekilde azaltmaya daha fazla odaklanılmıştır.

Gübreden Metan Emisyonları Çok Daha Fazla

Tarımda metan emisyonlarının önde gelen kaynağı çiftlik hayvanlarıdır. Mevcut Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) tahminine göre, bu emisyonlar tüm insan kaynaklı sera gazı emisyonlarının %12‑%14,5’ini oluşturur.

Ulusal sera gazı envanterleri, hayvanların sindirim sistemlerinden (enterik fermantasyon) doğrudan kaynaklanan emisyonların, gübre yönetiminden (sulama ve gübre depolama) kaynaklanan emisyonlardan üç ila dokuz kat daha yüksek olduğunu rapor etmektedir. Ancak, bu iki durumun emisyonları %50:50’e çok daha yakın olabilir.

Yeni araştırmalara göre, süt çiftliklerindeki sıvı gübre depolarından çıkan gerçek metan emisyonları, resmi istatistiklerin öngördüğünden beş kat daha fazla olabilir.

Doğu Anglia Üniversitesi (UEA) ve kar amacı gütmeyen bir dernek olan Uluslararası Kaçak Emisyon Azaltma Derneği (IFEAA) tarafından yürütülen bu çalışma, İngiltere’deki iki süt çiftliğinin hesaplamalarına dayanmaktadır.

Araştırma, ülkelerin yıllık olarak IPCC’ye raporladıkları ‘Tier 2’ hesaplamalarının yeterince sağlam olmayabileceğini ve bu nedenle düşük tahminlere yol açtığını göstermektedir.

2022‑23 yılları arasında araştırmacılar, sıvı gübre lagünlerinden çıkan emisyonları ölçtüler. Metanı yakalamak için lagünler hava geçirmez kapaklarla kapatıldı; bu, lagünlerin daha önce öngörülenden çok daha fazla CH4 ürettiğini gösterdi.

Bulgulara göre, bir çiftlikte bir inek başına yıllık gerçek emisyon 145 kg, diğer çiftlikte ise 198 kg idi. Bu, Birleşik Krallık Ulusal Envanterinde bildirilen inek başına 38 kg’lik resmi rakamın 3,8‑5,2 katı daha yüksektir.

Standart uluslararası metodoloji sıvı gübre depolama metan emisyonlarını düşük tahmin ederken, araştırma bugün bu sorunu “bir iş fırsatına dönüştürmeye” yardımcı olabilecek teknolojiye sahip olduğumuzu söylüyor. Metan kolayca yakalanabilir ve fosil yakıt alternatifi olarak kullanılabilir; bu da “çiftlikler için ek bir gelir akışı” yaratır.

Bu metanı yenilenebilir bir enerji kaynağına dönüştürmenin büyük potansiyelini vurgulayan UEA’daki Tyndall İklim Değişikliği Araştırma Merkezi’nden Prof. Neil Ward, metanı yakıt olarak kullanmanın çiftçilerin enerji faturalarını azaltıp enerji bağımsızlığına kavuşmalarına yardımcı olacağını belirtti.

Salınan metanı yakalayıp biyogaza dönüştürmek, ortalama bir süt çiftliğinde yaklaşık £52.500 yakıt maliyeti tasarrufu sağlayabilir. Toplamda, bu tasarruf süt sektörü için £400 milyonun üzerinde olabilir.

Mevcut teknoloji gazı yakalayabilir ve AB’nin süt sığırları arasında kullanılması, küresel ısınmayı 1,5 °C ile sınırlama bütçesinin tahmini %5,8’i kadar emisyonu azaltabilir, araştırma gösteriyor.

Gübre yönetimi emisyonlarının önemli ölçüde düşük tahmin edilmesi, sadece tahminlerin hatalı olduğu anlamına gelmez; aynı zamanda azaltma seçeneklerine ilişkin öncelikler de çarpıtılmış olabilir.

“Bu araştırma, bu nedenle, gübre yönetiminden kaynaklanan metan emisyonlarını daha iyi anlamak için acil bir eylem çağrısı ve daha fazla çalışma gerektirmektedir.”

– Prof. Ward

Bu nedenle araştırma, hükümete sıvı gübre lagün kapakları ve ilgili gaz işleme ekipmanları için hibeleri artırmayı, metan geri kazanımı ve kullanımı için tedarik zinciri yatırımlarına vergi indirimleri getirmeyi ve planlama ve izin süreçlerini basitleştirmeyi önermektedir.

“Şu anda atmosfere kayıp giden ve sera gazı birikimine katkıda bulunan metanı yakalama, işleme ve kullanma teknolojisi mevcuttur ve özellikle çiftliklerde sermaye yatırımı için teşvik çerçevesi ve düzenleyici destekle birleştirildiğinde ekonomik açıdan umut vaat etmektedir.”

– Prof. Penny Atkins, IFEAA CEO’su

Metan emisyonlarını azaltmak, IFEAA başkanı ve eski Çevre, Gıda ve Kırsal İşler Bakanı George Eustice’e göre, “Net Sıfır yolunda kritik öneme sahiptir.” Metan güçlü ancak kısa ömürlü bir sera gazı olduğundan, emisyonların azaltılması küresel sıcaklık artışını 1,5 dereceyle sınırlamaya da yardımcı olabilir.

Bu bağlamda, çalışma, süt çiftliklerinde gübre yönetiminden kaynaklanan toplam CH4 katkısının kayda değer olduğunu ve emisyonları sınırlamak için daha erken harekete geçmenin önemli avantajlar sağladığını sonucuna varmıştır.

LNG’nin Karbon Ayak İzi de Çok Daha Yüksek

Yeni bir Cornell çalışması ise, sıvılaştırılmış doğal gazın (LNG) karbon ayak izinin çok daha kötü olduğunu, işleme ve nakliye de hesaba katıldığında kömürden %33 daha fazla olduğunu belirtiyor.

LNG’nin çıkarılması, işlenmesi, taşınması ve depolanması sırasında CH4 ve CO2 salınır ve bu emisyonlar toplam sera gazı ayak izinin yaklaşık yarısını oluşturur.

Farklı sera gazlarının atmosferik etkileri karşılaştırıldığında, LNG’nin karbon ayak izinin iki on yıl içinde kömürden üçte bir daha büyük olduğu ortaya çıkar. Yüzyıllık bir zaman ölçeğinde bile, LNG’nin karbon ayak izi ya kömürle eşit olur ya da onu aşar.

Çalışma yazarı Robert Howarth’a göre hem şist gazı hem de doğal gaz iklim için kötüdür, ancak LNG “daha kötüdür”. LNG, şist gazından üretilirken, süper soğutma (minus 260 °F) gerektirir, sıvı forma dönüştürülür ve ardından büyük tankerlerle pazara taşınır; tüm bu süreç enerji tüketir.

Bu taşıma yöntemi çevresel bir maliyete sahiptir. İki veya dört zamanlı motorlu modern tankerler, buharlı gemilere göre daha düşük CO2 emisyonuna sahiptir ve depolama ve taşıma sırasında LNG yakarlar; bu da CH4’ün egzozda kaçmasına neden olur.

Buharlı tankerler ise egzoz gazlarında neredeyse hiç metan yaymaz. Bu da kısmen daha yüksek CO2 emisyonlarını dengeleyebilir.

Çalışmaya göre, tankerlerin metan emisyonları gemiye bağlı olarak %3,9‑%8,1 arasında değişmektedir. Doğal gazın sıvılaştırma sürecinde, küresel ısınma potansiyeli kullanıldığında bu oran toplamın %8,8’ine yaklaşır.

Çalışmaya göre, tanker tipi LNG’nin sera gazı ayak izi üzerinde nispeten az etkiye sahiptir; çünkü daha yakıt verimlidirler ve bu yüzden daha düşük CO2 emisyonu, ancak egzozda daha fazla metan sızıntısı vardır.

Tanker hızının emisyonlar üzerindeki etkisinden bahsederken, yazar daha yavaş hızların önemli ölçüde daha yüksek verimlilik sağladığını ve hem CO2 hem de CH4 emisyonlarını azalttığını belirtiyor. Makale şöyle diyor:

“Buna rağmen, tankerlerden kaynaklanan emisyonlar LNG’nin toplamının küçük bir kısmını oluşturur.”

ABD’nin ihraç ettiği sıvılaştırılmış doğal gazın karbon ayak izinin en çok sorumlusu, şist gazının üst akış ve orta akış emisyonlarıdır.

Sıvılaştırılmış doğal gazın son kullanım yanmasından kaynaklanan CO2, toplam sera gazı (GHG) ayak izinin sadece %34’ünü oluştururken, üst ve orta akış metan emisyonları toplam LNG emisyonlarının %38’inden sorumludur. LNG üretiminde kullanılan enerjiden kaynaklanan CO2 emisyonları eklendiğinde, toplam üst ve orta akış emisyonları ortalama %47’lik bir toplam GHG ayak izi oluşturur. Howarth’a göre:

“Metan emisyonlarının neredeyse tamamı, şist gazını çıkarıp sıvılaştırdığınız üst akışta gerçekleşir. Bu, sıvılaştırılmış doğal gazı pazara getirmek için tüm süreci büyütür.”

Bu, sıvılaştırılmış doğal gazın “her zaman” doğal gazdan daha büyük bir iklim ayak izine sahip olduğu ve bununla birlikte “kömürden çok daha kötü” sonuçlandığı anlamına gelir.

Araştırmaya göre, bu bulgular şu anda dünyanın en büyük ihracatçısı olan ABD’deki sıvılaştırılmış doğal gaz üretimi için önemli sonuçlar doğuruyor. Ülke LNG ihracatını yasaklamışken, bu yasa 2016’da kaldırıldı ve o zamandan beri ihracat büyük ölçüde arttı. 2023’te ABD, küresel LNG taşımacılığının %21’ini temsil etti ve Başkan Biden bu yılın başlarında bu artan ihracata bir moratoryum getirdi.

Ayrıca, ABD’de son on yılda doğal gaz üretimindeki artışın neredeyse tamamı şist gazından gelmektedir. Şist gazının üretimi, LNG’ye dönüştürülmesi için sıvılaştırma ve ardından LNG taşımacılığı enerji yoğun bir süreçtir ve sera gazı ayak izine önemli ölçüde katkıda bulunur.

Dünya genelindeki hükümetler, küresel iklim politikalarının bir parçası olarak doğal gaz dahil fosil yakıtlardan hızlı bir şekilde uzaklaşmayı talep ederken, sıvılaştırılmış doğal gazın karbon ayak izi doğal gazdan çok daha yüksektir. Howarth, “LNG kullanımının sona erdirilmesi küresel bir öncelik olmalıdır.” dedi.

Bu nedenle, Howarth’a göre, kömürden LNG’ye geçmek, büyük altyapı harcamaları gerektirdiği için doğru yol değildir. Finansal kaynakları, fosil yakıtsız bir gelecek inşa etmek için mümkün olduğunca hızlı kullanmayı çok daha iyi bir yaklaşım olarak öneriyor.

Güçlü Bir Alternatif: Metan Gazını BTC Madenciliğinde Kullanmak

Bitcoin madenciliği, enerji yoğun doğası nedeniyle eleştiri alırken, hayvan atıklarından gelen metan gazını enerjiye dönüştürmek, sera gazı emisyonlarını azaltmak için yenilikçi ve proaktif bir yaklaşım sunar.

BTC madenciliği ile metan yakalamanın bu birleşimi, bu emisyonların küresel ısınmaya katkı sağlamak yerine ileri teknoloji için değerli bir kaynak haline gelmesini sağlar.

Bitcoin madencileri temelde dünyanın her yerinden çalışabildiğinden, bu durum en izole, uzak ve göz ardı edilen çöp sahaları için bile fırsatlar yaratır. Çöp sahaları metanın başlıca kaynağıdır. ABD’de, insan kaynaklı metan emisyonlarının üçüncü en büyük kaynağını oluştururlar.

Bitcoin madencilik firmaları, çöp sahası atıklarından metanı yakalayabilir ve ardından bunu elektrik enerjisine dönüştürerek madencilik ekipmanlarını besleyebilir; böylece tüm atık değerli bir kaynağa dönüşür.

Bitcoin madencilerinin bu enerjiyi kullanmasının bir diğer yolu, metanın genellikle altyapı eksikliği nedeniyle yakıldığı petrol sahalarına yakın madencilik operasyonları kurmaktır. Bu gazı yakalayarak atık ve kirlilik daha da azaltılabilir.

Böyle bir proje, metanı sahada doğrudan paraya çevirmeyi, pahalı yatırımlara ihtiyaç duymamayı içerdiği için hızlı kurulum ve gelir elde etmeyi sağlar. Minimum yatırım ile Bitcoin madencileri, düşük maliyetli yenilenebilir enerji kaynaklarına erişim sağlayabilir ve yerel elektrik şebekelerine bağımlılıklarını azaltırken zararlı gazı enerjiye dönüştürebilir.

Bu şekilde, Bitcoin daha temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına geçişi teşvik edebilir. Aynı zamanda, Bitcoin madencileri sürdürülebilir şekilde çalışarak ağı potansiyel bir çevresel fayda olarak konumlandırabilir.

Chainergy, metan gazını enerjiye dönüştürerek Bitcoin madenciliği yapan bir şirkettir. Bu adım, şirkete rekabetçi bir fiyatla elektrik erişimi sağladı ve enerji pazarındaki varlığını pekiştirdi.

Crusoe Energy Systems, petrol ve gaz operasyonlarından çıkan atık metan emisyonlarını yakalayıp Bitcoin madencilik veri merkezlerini besleyen bir başka şirkettir. 2021’de, ExxonMobil (XOM ) Crusoe ile ortaklık kurarak bir petrol sahasındaki fazla gazı Bitcoin madenciliği için kullandı.

#1. Mara Digital Holdings

Bu Bitcoin madencilik şirketi, sürdürülebilir ve şebekeden bağımsız enerji çözümleri araştırmakta ve bunun için çeşitli enerji sağlayıcılarıyla çalışmaktadır. Bu girişimlerden biri, çöp sahalarından gelen metan gazını operasyonlarını beslemek için denemektir.

Kasım 2023’te, yenilenebilir enerji varlıkları geliştiren ve işleten Nodal Power ile Utah’ta BTC madencilik projesi başlatmak için bir ortaklık duyurdu. Bu 280 kW pilot proje tamamen çöp sahası metan gazıyla besleniyor ve zaten tam kapasite çalışıyor. Marathon CEO’su Fred Thiel o zaman şöyle dedi:

“Marathon’da, operasyonlarımızı çeşitlendirmek, enerji maliyetlerimizi düşürmek ve Bitcoin madenciliğinin benzersiz yönlerini kullanarak faaliyet gösterdiğimiz ortamları iyileştirmek için sürekli yenilikçi yollar arıyoruz.”

Landfill’lerden salınan CH4’ü yakalayıp şirketin Bitcoin madencilerini beslemek için elektriğe dönüştürerek, Thiel, Marathon’ın bu zararlı gazı temiz, yenilenebilir bir enerji kaynağına dönüştürmek için “benzersiz bir konuma” sahip olduğunu belirtti.

Şirket hisseleri (MARA: NASDAQ) şu anda $16 seviyesinde işlem görmekte, yılbaşından bu yana %31,93 düşüş gösterirken, aynı dönemde Bitcoin değeri %61,4 artışla $62,300 civarında işlem görüyor. $4,70 milyar piyasa değerine sahip Mara, EPS (TTM) 1,73, P/E 9,22 ve ROE (TTM) %26,26’ya sahiptir.

Geçen hafta, dünyanın en büyük halka açık Bitcoin madencilerinden biri, Eylül ayı için denetlenmemiş güncellemeler rapor etti; bu dönemde enerjiyle çalışan hash oranını 36,9 EH/s’ye yükseltti, bir önceki aya göre %5 artış. Şirket, yıl sonuna kadar 50 EH/s’ye ulaşmayı hedefliyor. Bu arada, BTC üretimi %5 artarak 705 BTC oldu.

“Eylül ayında bir maratonluk Bitcoin HODL’ı aşmaktan gurur duyuyoruz ve şu anda bilanço tablomuzda neredeyse 27.000 BTC bulunuyor.”

– CEO Fred Thiel

Mara ayrıca, Çevre Açıklama Projesi (CDP)’ne bir açıklama sunarak “çevresel şeffaflık ve kurumsal sorumluluğa” olan bağlılığını destekledi.

Sonuç

İklim değişikliği, küresel ortalama sıcaklık her on yılda 0,175 °C artarken, baskın bir sorun olmaya devam ediyor. Bu mevcut ısınmaya önemli bir katkı sağlayan metan (CH4), CO2’den çok daha fazla ısınmaya neden oluyor.

Hayvancılık üretiminden metan emisyonlarını azaltmanın zor bir problem olduğu düşünülse de, raporladığımız gibi, bu, ısınmayı azaltmada büyük ve hızlı bir etki yaratabilir ve fosil yakıtların yerine kullanılabilecek ekonomik fırsatlar sunar. Ayrıca, hayvan atıklarından metanı BTC madenciliği için enerjiye dönüştürmek, Bitcoin madenciliğinin enerji yoğun doğasını ele alırken tüm atıkları ekonomik değere dönüştüren bir başka benzersiz ve karlı çözüm sunar. Bu çabalar, sürdürülebilir bir geleceğin yolunu etkili bir şekilde açabilir.