Kömür Endüstrisini Karbon Noktaları ile Yeniden Düşünmek

Aralık 2023’te, Taraflar Konferansı’nda (COP) 198 imza atan ülke, birlikte fosil yakıtlardan, özellikle de kömürden, “adil, düzenli ve adil bir şekilde” uzaklaşmaya karar verdi. Böylece 2050 yılına kadar sera gazı emisyonlarını neredeyse sıfıra indirilmesi hedefleniyor. Ancak henüz bir zaman çizelgesi yok, bu nedenle fosil yakıtlar önümüzdeki yıllarda her yerde ekonomilerin temel taşı olmaya devam edecek.

Kömür, dünyanın en baskın ve en karbon yoğun enerji kaynağıdır. Kömürün dört ana türü vardır:

(i) Antrasit
(ii) Bitüm
(iii) Subbitüm
(iv) Linyit

Bu fosil yakıt, küresel elektrik arzının %37’sinden fazlasını oluşturuyor ve evleri ve endüstrileri güçlendirerek dünyanın enerji yoksunluğunu hafifletmede temel bir rol oynuyor. Bugün hala yaklaşık 860 milyon insan dünya çapında elektrik erişimi olmadan yaşıyor. Bu nedenle modern hayat kömürsüz düşünülemez.

Küresel kömür kullanımı aslında 2023 yılında rekor bir seviyeye ulaştı, çünkü fosil yakıt talebi %1,4 arttı ve ilk kez 8,5 milyar metrik tona ulaştı, diye bildirdi Uluslararası Enerji Ajansı (IEA). Küresel tüketimi 2026 yılında 8 milyar metrik tonun üzerinde kalması bekleniyor.

Kömür, diğer fosil yakıtlara göre çok daha ucuz ve erişilebilir olduğu için enerji tüketimindeki hızlı artışa karşı mücadele etmede temel bir kaynak olarak kabul ediliyor. Petrol ve gazdan farklı olarak, kömür dünyanın her yerinde bol miktarda bulunabiliyor.

Kömürün avantajı, yüksek basınçlı boru hatlarına, pahalı işlemlere veya nakliye sırasında pahalı korumaya gerek olmaması, bu nedenle diğer yüksek yanıcı fosil yakıtlarına göre depolama ve nakliyesi daha kolaydır. Ayrıca, kullanılmadan önce kömür sadece çıkarılması gerekiyor, diğer fosil yakıtlarının ise uzun ve pahalı bir rafine etme süreci gerekiyor.

Kömür rezervleri de dünyadaki dağılımı daha eşit. Ocak 2020 itibarıyla, ABD dünyanın en büyük kömür rezervlerine sahip, yaklaşık 250 milyar ton ile toplam fosil yakıt rezervlerinin %90’ına sahip.

Kömür sadece ucuz ve erişilebilir değil, aynı zamanda çok yönlü ve çeşitli işlemlerde kullanılabiliyor. Kömür öncelikle dünya çapında elektrik üretimi için kullanılıyor ve diğer kaynaklardan üretilen elektrikten daha ucuz.

Ayrıca, kömür çeliğin ve betonun üretimi için kullanılıyor ve demir üretimi ile diğer metallerin üretiminde temel bir bileşen. Kömür ve yan ürünleri ayrıca su filtrelerinde, hava arıtma sistemlerinde, uçak ve otomobil yapımında, ilaçlarda ve nadir toprak elementlerinin çıkarılması için kullanılan kimyasal işlemlerde kullanılıyor.

Kömürün gazlaştırma ve sıvılaştırma kullanım alanları da var, bunların więkseliği ABD ve Çin’de, bazıları da Avustralya, Kanada, Hindistan, Güney Afrika ve Endonezya’da bulunuyor. Ayrıca, kömür kimyasal yapı taşları, amonyak, metanol ve üre üretimi için kullanılıyor ve kağıt, tekstil ve cam endüstrilerinde de kullanılıyor.

Kömürün bolluğu, ucuzluğu ve güvenilirliğine rağmen, endüstri sıfır emisyon geliştirme teknolojileri ve yolları geliştirme konusunda zorluklarla karşı karşıya, bu da iklim değişikliğinin bir faktörü olarak tanımlanıyor.

Buraya tıklayarak atmosferik CO2’yi önleme veya tedavi etme yolunun ne olduğunu öğrenin.

Kömürün Ekonomik Rolünün Yeniden Değerlendirilmesi

Dünya çapındaki ülkeler, enerji üretiminde diğer yöntemlere geçme sözü verdikleri için, araştırmacılar ve bilim adamları kömürü başka şekillerde kullanmanın yollarını arıyorlar.

Kömürün ekonomik rolünü yeniden değerlendirmek için, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, National Energy Technology Laboratory, Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign ve Oak Ridge National Laboratory birlikte bir araştırma çalışması yaptı ve kömürün nächsten nesil elektronik cihazlarda kritik bir rol oynayabileceğini gösterdi.

Son yıllarda, 2B malzemelerin elektrik, optik ve mekanik özellikleri nedeniyle bu alanda çok araştırma yapıldı. Atomik olarak ince 2B malzemelerin sentezi, bilinmeyen özelliklerin keşfedilmesi ve yeni teknolojilerin vaat edildiği bir platform sunuyor.

2B tabakalı yarı iletkenler, yüksek mobilite, düşük güç anahtarlama, göreceli olarak büyük bant aralığı ve büyük alan büyüme yöntemleri gibi özelliklere sahip, bu nedenle nächsten nesil elektronik cihazlar için umut verici bir aday.

Araştırmacılar, kömürü bu elektronik cihazlarda kullanmak için deneyler yapıyor.

“Kömür genellikle hantal ve kirli olarak düşünülür, ancak geliştirdiğimiz işleme teknikleri ile birkaç atom kalınlığında yüksek saflıkta malzemelere dönüştürebilir.”

Araştırmacılar, kömür küllerinden elde edilen karbon noktalarının, nächsten nesil elektronik cihazlarda kullanılabilecek benzersiz özelliklere sahip olduğunu gösterdi.

Kömür türevli karbon katmanları, 2B transistörler ve memristörler gibi teknolojilerde kullanılabiliyor.

Kömürün Gelecek Nesil Elektronikte Önemli Bir Rol Oynayacağı

Araştırmacılar ve bilim adamları, daha küçük, daha hızlı ve daha gelişmiş elektronik cihazlar geliştirmeye çalışıyorlar.

Bunun için, ultrathin yarı iletkenler üzerine çok çalışma yapıldı, ancak şimdi atomik olarak ince izolatörler üzerine geniş bir araştırma yapılması gerekiyor.

Malzemeler, elektrik akımını iletme yeteneklerine göre iletken, yarı iletken ve izolatör olarak sınıflandırılır.

İzolatörler, elektrik akımını kolayca iletmeyen malzemelerdir, örneğin cam, hava, ahşap, plastik ve kauçuk.

Yarı iletkenler, elektriksel iletkenlik değeri bir iletken ve bir izolatör arasında olan malzemelerdir, örneğin silikon (Si), germanyum (Ge) ve selenyum (Se).

Araştırmacılar, kömür türevli karbon katmanlarının, 2B cihazlarda mükemmel bir izolatör olarak kullanılabileceğini gösterdi.

Kömür türevli karbon katmanları, 2B transistörlerin ve memristörlerin yapımında kullanılabiliyor.

Yeni Yaklaşımın Kullanılması

Dünya, karbonu azaltma konusundaki artan odaklanma nedeniyle karbondan uzaklaşırken, endüstride kömürü yeniden değerlendirmeye yönelik devam eden araştırmalar, farklı endüstrilerin, örneğin yarı iletken üreticilerinin, gelecekte kömürün yeni formlarını kullanabileceğini gösteriyor.

#1. Taiwan Semiconductor Manufacturing

Dünya’nın en büyük çip üreticisi, endüstrinin en gelişmiş işlem teknolojilerini kullanıyor.

Şirketin piyasa değeri 530,26 milyar dolar, hisse fiyatı 101,40 dolar, yıl başından bu yana %1,69 düşüş gösteriyor.

#2. NVIDIA Corporation

Şirket, oyun, laptop, veri merkezi ve uygulamalar için donanım ve yazılım geliştiriyor.

Şirketin piyasa değeri 1,29 trilyon dolar, hisse fiyatı 522,58 dolar, yıl başından bu yana %5,5 artış gösteriyor.

#3. Advanced Micro Devices, Inc.

Şirket, CPU ve GPU tasarımcısı, dünyanın en büyük çip şirketlerinden biri.

Şirketin piyasa değeri 236,154 milyar dolar, hisse fiyatı 145,21 dolar, yıl başından bu yana %0,83 düşüş gösteriyor.

Sonuç

Gördüğümüz gibi, kömür endüstrisi, bilim adamları ve araştırmacılar tarafından kömürün değerini ve rolünü ortaya çıkarmak için çalışılan bir dönüşüm geçiriyor.