Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği (IATA), 2050 yılına kadar “net sıfır karbon emisyonu” elde etmeyi hedefliyor. Sadece 2019 yılında, küresel uçuşlar atmosfere 915 milyon ton CO2 saldı ve bu da insan faaliyetleri tarafından her yıl üretilen 43 milyar tonun üzerindeki CO2’nin zaten önemli olan yüküne eklendi. Önemli bir müdahale olmadan, projeksiyonlar 2050 yılına kadar havacılıkla ilgili emisyonların 1,8 milyar tona yükselebileceğini gösteriyor. Bu sektör şu anda tüm insan kaynaklı karbondioksit emisyonlarının yaklaşık %2,1’ini oluşturuyor ve havayolları tarafından taşınan yolcu sayısı her yıl istikrarlı bir şekilde artıyor.
Gaz türbinli uçaklarda kullanılan birincil yakıt olan jet yakıtı, tipik olarak C8 ile C18 arasında değişen karbon zincirlerinden oluşur ve optimum zincir uzunluğu C8 ile C16 arasındadır. Sektörün fosil yakıtlara olan bağımlılığı göz önüne alındığında, sera gazı emisyonlarını azaltmak ve net sıfır emisyon hedeflerine ulaşmak için alternatif yollar keşfetmeye acil ihtiyaç vardır. CO2’yi yakıta dönüştürmek, son on yılda küresel olarak önemli ilgi gören umut verici bir çözüm olarak ortaya çıkmıştır. Bu yaklaşım yalnızca emisyonları azaltmakla kalmaz, aynı zamanda sürdürülebilirliğe giden bir yol sunan değerli kimyasal emtialar da üretir.
Yenilenebilir ve sentetik yakıtlar, iklim değişikliğiyle mücadele için küresel çabalarda temel bileşenler olarak tanımlanmıştır. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) ve Dünya Ekonomik Forumu gibi kuruluşlar, küresel iklim hedefleriyle uyumlu olması için bu yakıtların yaygın olarak benimsenmesini savunmaktadır.
Petrol ham petrol fraksiyonlamasından elde edilen sıvı yakıtlar yüksek gravimetrik enerji yoğunluğuna sahiptir ve bu da onları şu anda küresel petrol talebinin %60’ını karşıladıkları ulaşım sektöründe vazgeçilmez kılar. Örneğin, yaklaşık 0,75 kg ağırlığındaki bir litre benzin etkileyici bir 35 MJ enerji depolar. Karşılaştırıldığında, 50 kg lityum iyon pil ile eşdeğer miktarda enerji sağlanması gerekir. Elektrik motorları içten yanmalı motorlardan daha verimli olsa da, rejeneratif frenleme pillerin ek ağırlığını telafi etmede yetersiz kalır. Sentetik yakıtlar, düşük karbonlu elektrikten enerji yoğun yakıt uygulamalarına dolaylı bir yol sağlayarak uygulanabilir bir çözüm sunar.
CO2’yi sıvı yakıtlara dönüştürmenin iki temel yöntemi vardır: dolaylı ve doğrudan yollar. Dolaylı yolda, CO2 önce sıvı hidrokarbonlara dönüştürülmeden önce CO veya metanole dönüştürülür. Tersine, doğrudan yol, ters su-gaz kayması (RWGS) reaksiyonu yoluyla CO2’nin CO’ya indirgenmesini ve ardından Fischer-Tropsch sentezi yoluyla CO’nun uzun zincirli hidrokarbonlara hidrojenlenmesini içerir.
Fischer-Tropsch (FT) sentezi Sentetik yakıt üretmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntem olarak öne çıkıyor. Mucitleri Franz Fischer ve Hans Tropsch’un adını taşıyan bu teknoloji, çeşitli uygulamalar için uygun bir dizi ürün üretiyor. Bu ürünler arasında hafif gazlar (C1-C4), nafta (C5-C11), dizel (C9-C20) ve mumlar (C20+) yer alıyor ve katalizör seçimi ve çalışma koşulları ürün dağıtımını etkiliyor. Norsk e-Fuel projesi, Avrupa’da FT sentezinin ticari uygulamasına öncülük ediyor ve ilk tesisinin 2023’te faaliyete geçmesi ve yılda 10 milyon litre üretim kapasitesine sahip olması bekleniyor.
Sonuç olarak, sentetik havacılık yakıtlarının üretimi için CCUS teknolojilerinden yararlanmak, havacılık endüstrisinde net sıfır emisyona ulaşmak için umut verici bir yol sunmaktadır. Yenilikçi çözümlere yatırım yaparak ve sürdürülebilir uygulamaları benimseyerek havacılık sektörü daha yeşil ve daha sürdürülebilir bir geleceğe giden yolu açabilir.
