İklim krizinin anahtarı teknolojiler

Bütün karmaşıklığını ve çoğumuzun kavramakta zorlandığı yönlerini bir kenara bırakacak olursak, teknolojinin varoluşunun en temelinde oldukça basit iki neden yatıyor: İnsanlığın bilinmeyene duyduğu bastırılması imkânsız merak ile hayatı anlamlandırmaya ve kolaylaştırmaya yarayan çözümler yaratmak. 

Kendimizi koruma ihtiyacını karşılamak için taşları sivrilterek silahlar yaptık. Ateşin keşfiyle kelimenin ilk anlamıyla “aydınlanma” çağını başlattık. Tekerleğin icadı ile bugün var olan tüm ulaşım ve taşımacılık teknoloji ve sistemlerinin temellerini attık.

1800’lerin ikinci yarısına geldiğimizdeyse “Teknoloji Devrimi” olarak da bilinen İkinci Sanayi Devrimi gerçekleşti. Kömürün elektrik üretmek için kullanılmaya başlamasıyla, teknoloji iklim değişikliğindeki ilk büyük etkisini göstererek karbon emisyonunun hiç olmadığı kadar ciddi boyutlara ulaşmasının önünü açtı. 1880’lerde ilk kez enerji elde etmek için kullanılan kömür miktarı görece küçük olsa da, takvim 1961’i gösterdiğinde kömür, elektrik üretmek için kullanılan başat fosil yakıt hâline geldi. Daha sonra gerçekleştirilen bilimsel çalışmalar karbon salımının gezegenimiz üzerindeki yıkıcı etkilerini belgeledi; ancak fosil yakıtlar hâlâ en yaygın kullanılan enerji elde etme yöntemleri. 

Bununla birlikte, teknoloji geliştikçe tüketiciler tarafından kullanılan teknolojik cihazların sayısında da doğru orantılı bir artış yaşandı. Bu da enerji tüketiminin artmasına neden olarak doğrudan daha fazla fosil yakıt kullanılmasına yol açtı.

Dijital teknolojilerin çalışması için elektrik olmazsa olmaz bir faktör ve büyüyen toplu üretim gereği sektör giderek elektriğe daha bağımlı bir hâle geldikçe, elektriğe olan talep de dolayısıyla artıyor. Şu anki küresel elektrik üretiminin çoğu kömürle çalışan elektrik santrallerince yapılıyor ve bu da Lozano’nun “İnternet gezegendeki kömürle çalışan en büyük makinedir” söyleminin ne kadar yerinde olduğunu özetliyor. Bu çevresel etkinin iklim değişikliği üzerindeki rolünün ölçeğine ilişkin olaraksa birbiriyle bağlantılı olarak şu 4 örnek verilebilir:

1. İmalat cihazları için elektrik

Dijital cihazların üretimi için gereken elektrik miktarı, günlük kullanım için gerekenden çok daha fazla. Buna göre Smil tarafından 2016’ya yayımlanan bir raporda, 2015 yılında üretilen tüm otomobillerin, o yıl üretilen tüm taşınabilir elektronik ekipmanların ağırlığının 180 katından daha ağır olduğu; ancak üretimlerinde yalnızca 7 kat daha fazla enerji kullanıldığı aktarılıyor.

2. Dijital teknoloji kullanımı için elektrik

Dijital teknoloji sektöründeki genel elektrik talebi hızla artıyor. Smil, 2012'de BİT ağlarının dünya elektriğinin yaklaşık %5'ini kullandığını ve bunun 2025'e kadar %20'ye yükseleceği tahmin ediyor.

Elektrik talebinin çoğu, sunucular ile ekipmanlara güç sağlanması ve mobil cihazların şarj edilmesi gibi dijital teknolojinin doğrudan kullanımından kaynaklanıyor; ancak özellikle de dijital teknolojilerin kullanıldığı yerlerin sıcaklığının azaltılması için gereken iklimlendirme gibi dolaylı taleplerin de buna dâhil olduğunu belirtmek gerekiyor.

Öte yandan bu tür teknolojilerin ürettiği ısının da aslında mevcut uygulamaların ne kadar verimsiz olduğunun bir örneğidir denebilir. Mobil baz istasyonlarında kullanılan enerjinin üçte ikisi ısı olarak boşa harcanır; ancak dijital teknolojiler enerjini boşa harcanacağı şekilde değil de daha verimli kullanılacağı şekilde tasarlanmış olsaydı, bu durumun önüne geçmek büyük oranda mümkün olabilirdi.

Bununla birlikte, verinin depolanması, yönetilmesi, analiz edilmesi ve veri akışına yönelik sürekli artan talebin giderek artacağına kesin gözüyle bakılıyor ve bu da, bu süreçlerin yönetimi için yakın gelecekte çok daha fazla enerjiye ihtiyaç duyulacağı anlamına geliyor.

3. Yeni dijital teknolojiler için elektrik

Blok zinciri başta olmak üzere bazı yeni teknolojilerin, bu teknolojilerin çalışması için gereken elektrik ve bunun yol açacağı çevresel etkiler göz önünde bulundurularak geliştirildiği söylenemez. Örneğin, World Economic Forum’un 2017’de yayımladığı bir makalede, “2020 yılına kadar Bitcoin madenciliğinin şu anda tüm dünya tarafından kullanılanla aynı miktarda elektrik tüketebileceği” ifade edilmiştir. 

Buna göre Bitcoin’in 2020’nin yalnızca başında sahip olduğu karbon ayak izinin, 34,73 Mt CO₂ ile Danimarka’nın karbon ayak izine, tükettiği enerjinin 73,12 TWh ile Avusturya’nın tükettiği enerjiye, ürettiği e-atığın ise 10,95 kt ile Lüksemburg’un ürettiği e-atığa eşdeğer olduğu belirtiliyor. 

4. 5G ve "Nesnelerin İnterneti" için elektrik

Akıllı Şehir, 5G ve Nesnelerin İnterneti ile bağlantılı geleceğe yönelik projeler için gerekli olacak olan enerji talebi ve bunların çevresel maliyetleri de endişelere neden oluyor. Mesela 5G için gerekli olan daha yoğun ağlar, daha enerji verimli teknolojiler uygulanmadığı takdirde, çok daha büyük bir elektrik talebine yol açacaktır. Benzer şekilde, Nesnelerin İnterneti’nin kitlesel ölçüde yaygınlaşmasının da enerji kullanımını büyük oranda artıracağı öngörülmektedir. Her ne kadar bu teknolojilerin daha verimli sistemlerin hayatımıza dâhil olmasını sağlayacağını savunanlar olsa da, çoğunun elektriğe olan talebi artıracağına kesin gözüyle bakılmaktadır.

Ulaşım: Küresel emisyonların beşte biri

Modern uçaklar, arabalar, trenler ve gemiler dünyanın herhangi bir yerine atalarımızın hayal edebileceğinden çok daha hızlı bir şekilde ulaşmamızı mümkün kıldı; ancak bu teknolojik gelişmeler ve zamanla bu araçların kullanımında yaşanan patlama, daha fazla karbon emisyonunun da önünü açtı. Mesela, Center of Biological Diversity’e göre ABD’nin neden olduğu iklim değiştirici emisyonların yaklaşık üçte birinden ulaşım sektörünün sorumlu olduğu belirtiliyor. Öte yandan ulaşım, küresel karbondioksit emisyonlarının da beşte birini oluşturuyor.

Hangi araç, ne kadar karbondioksit emisyonuna neden oluyor?

International Energy Agency verilerine göre karayolu ulaşımı, global ulaşım emisyonların dörtte üçünü oluşturuyor. Bunun %45,1’lik büyük bir çoğunluğu araba ve otobüs gibi yolcu taşıtlarından gelirken; %29,4’ü de kamyonlardan geliyor. İklim değişikliğinde en çok tartışılan konulardan biri olan havayolu ulaşımı ise küresel ulaşım emisyonlarına %11,6 ile katkı sağlıyor. Dünya nüfusunun kontrolsüzce büyüdüğü gerçeği ise, gelecekte yalnızca daha fazla sürücü ve yolcu olacağı anlamına geliyor.

Sürdürülebilirlik sorunsalı

Teknolojinin en büyük sorunlarından birisi ise “fazlalık” ve “sürdürülebilirlik” olarak karşımıza çıkıyor. Bu da kendi içinde iki farklı soruna ayrılıyor:

Onarmak yerine yenisiyle değiştirmek

Cep telefonları popülerleşmeye yeni başladığında var olan Nokia 3310, Siemens C45 ve Nokia 1100 gibi modellerin kullanımının yaygın olduğu dönemlerde cep telefonlarının bozulması pek sık rastlanır bir şey değildi. Şimdilerde kullandığımız akıllı cep telefonlarının ortalama kullanım süresi ise iki yıl. Cihazın kendisi bozulmasa bile ya güncelleme almayı bırakıyor ya da yeni çıkan modellerdeki yeni özellikler nedeniyle “modası” geçiyor. Yani bir şekilde, gerek teknik gerekse birtakım sosyal baskılardan dolayı, elimizdeki cep telefonunun daha iyisiyle değiştirmek zorunda kalıyoruz. Bu noktada ise karşımıza oldukça ilgi çekici şu veriler çıkıyor:

• Ortalama bir cep telefonu imalatında 26 haftalık çamaşır yıkama ile eşdeğer olan 55 kilogram karbon emisyonu açığa çıkmakta.
• 2018’de satılan tahmini cep telefonu sayısının 1.9 milyar olduğu tahmin ediliyor. Bu cihazların üretimindeki toplam karbon ayak izi, 100 milyondan fazla insana ev sahipliği yapan Filipinler’in yıllık karbon emisyonuna eşit.
• Eğer 2020’de satılan her bir telefon, üçte biri kadar daha uzun süre kullanılsaydı, İrlanda’nın yıllık karbon emisyonuna eşdeğerde karbon emisyonu önlenmiş olacaktı.

Büyüyen elektronik atık (e-atık) sorunu

Dijital teknolojiyi geri dönüştürme çabalarına rağmen çoğu konsantre miktarda potansiyel olarak zararlı madde içeren e-atıklar, sektör için temel bir sorun olmaya devam ediyor. Buna göre 2014’te açığa çıkan 41,8 milyon ton e-atığın potansiyel olarak 52 milyar dolarlık yeniden kullanılabilir kaynağı temsil ettiği; ancak bunların çok azının geri dönüşüm için toplandığı ifade ediliyor. 2019’daki raporlarda ise yaklaşık 50 milyon ton e-atık olduğundan; ancak bunların sadece %20'sinin uygun bir şekilde geri dönüştürüldüğünden bahsediliyor.

Son yıllarda ise yoksul ülkelerin zengin ülkelerin e-atıkları için bir “çöplük” hâline geldiği, ciddi boyutlarda çevresel hasara yol açan bir ticaret modeli gelişti. Mesela Çin’de bulunan Guiyu gibi atık işleme toplulukları e-atıktan ekonomik fayda sağlamak üzere gelişmiş ve geri dönüşüm ihtiyaç duyulan birçok malzeme için kısmi bir çözüm sunmuş olabilir, ancak temel nokta yine de aynı: Sektörün özünde sürdürülebilirliğe odaklanan bir modelden ziyade, çok büyük boyutlarda atığın üretildiği bir model üzerine inşa edilmiş olduğu gerçeği.

İklim değişikliğinin çözümü teknolojiden geçiyor olabilir mi?

Bu noktaya kadar teknolojinin iklim değişikliğinde oynadığı ölümcül rolden bahsettik; ancak şöyle bir gerçek var ki iklim değişikliğinin çözümü, yine onu körükleyen yegane güçten geçiyor: Teknoloji. Aslında ihtiyacımız olan tek şey, gerekli teknolojilerin geliştirilmesi ve doğru bir şekilde uygulanması.

Peki, araştırmacılara göre iklim değişikliğinin etkilerini potansiyel olarak azaltabilecek teknolojilerden bazıları nelerdir?

Ayaklarımızın altındaki “ısı”

Yenilenebilir kaynaklar söz konusu olduğunda çoğumuzun aklına ilk olarak rüzgar ve güneş gelir; ancak hak ettiği değeri yeterince görmeyen bir başka yenilenebilir enerji teknolojisi daha vardır: Toprak kaynaklı ısı pompaları.

Kışın binaları ısıtmak için yerden ısı çeken, yazınsa soğutmak için binalardan gelen ısıyı toprağa geri pompalayan bu sistemler, fosil yakıtlı sistemlerde 4 ila 5 kat daha verimlidir ve güneş ile rüzgar enerjisinin aksine enerjide herhangi bir kesinti olması da söz konusu değildir. Üstelik ağa bağlı ısı pompaları yeni de değil, hâlihazırda günümüzde pek çok üniversitenin kampüsünde kullanılmakta; ancak doğru politikalarla bu teknolojinin iklim değişikliğinde devrim yaratması mümkün olabilir. Örneğin bir Massachusetts fizibilite çalışmasına göre doğal gaz yerine ağ bağlantılı ısı pompaları kullanılması, bu bölgelerde ısıtma, soğutma ve sıcak su kullanımından kaynaklı sera gazı emisyonlarını 2050’ye kadar %90’dan fazla azaltabilir.

Daha iyi bir klima

Çoğumuzun gözünde evlerimizde kullandığımız klimaların başka herhangi bir ev aletinden farkı yoktur; ancak gerçekte klimalar, alan soğutma sistemlerine olan adaptasyondaki büyümeyle birlikte, iklim değişikliğindeki en büyük tehlikelerden birini oluşturur. 

Öte yandan bu sorunun da aslında bir çözümü mevcut. Buna göre henüz gelişim aşamasında olan yüksek verimli yeni klima üniteleri sayesinde, iklim değişikliğini yavaşlatırken aynı zamanda insanların yaşam kalitesinden taviz vermemesi de mümkün olabilir. Mesela, 2018’de birkaç yıl içerisinde ticarileştirilebilecek iklim dostu soğutma teknolojileri tasarlamak amacıyla başlatılan bir yarışmada Japonya merkezli Daikin ve ortağı Nikken Sekkei ile Çin merkezli Gree Electric Appliances ve ortağı Tsinghua Üniversitesi tarafından geliştirilen prototipler, günümüzde kullanılan tipik klimalardan daha verimlidir ve iklim değişikliği üzerindeki etkileri de %80 daha azdır. 

Kontrol altına alınmadığı takdirde oda klimaları 2050’ye kadar tek başına küresel olarak yaklaşık 132 gigaton kümülatif karbondioksite eşdeğer emisyon üretebilir. Ancak söz konusu yeni soğutma sistemlerine adaptasyon ile 2100 yılına kadar sıcaklığı yarım santigrat derece düşürmek mümkün olabilir.

Üç büyükler

Dünya ekonomisini bu yüzyılın ortasına kadar sıfır emisyona düşürmek istiyorsak oldukça hızlı hareket etmemiz gerekiyor. Bu da işe yaradığını bildiğimiz uygun maliyetli “üç büyüklerin”, yani rüzgar ve güneş enerjisi ile elektrikli araçların kullanımını agresif bir şekilde genişletmemiz gerektiği anlamına geliyor. Bunun gerçekleşmesi de düşen fiyatlar, ekonominin dijitalleşmesi ve daha esnek elektrik şebekeleri ile mümkün olabilir. 

Üç büyükler son 10 yılda önemli ölçüde gelişti: Güneş enerjisi ve elektrikli araçlar için piller %90 daha ucuzken, rüzgar enerjisi de artık %50 daha ucuz. Her ne kadar rüzgar ve güneşten enerji elde etmek hava şartları gereği her zaman mümkün olmasa da, yeni teknolojilerin gelişimiyle yüksek miktarda değişken yenilenebilir enerjiye sahip güvenilir güç sistemleri giderek daha da mümkün bir hale geliyor. Bu sistemler pilleri ve alternatif enerji depolamayı, çeşitli yenilenebilir enerjilerin kombinasyonunu, yoğun dönemlerde enerji kullanımını azaltmaya yönelik programları ve karbon yakalamalı nükleer ve doğal gaz gibi kimi sınırlı destekleri kapsıyor.

Nükleer sıçrama

Doğu Çin'de bulunan Shidao Bay yeni nesil nükleer santralindeki 200 megavatlık ilk reaktör ünitesi aralık ayında devreye girdi ve kimileri tarafından da pek hoş karşılanmadı; ancak yeni nesil nükleer santraller, gelecek nesiller için temiz enerjide bir dönüm noktası olabilir.

Günümüzde çoğu geleneksel reaktör, suyun hidrojen ve oksijene ayrıldığı deniz suyunu tuzdan arındırma ve hidrojen elektrolizi gibi endüstriyel işlemlere güç verebilen 300 santigrat dereceye kadar sıcaklıklarda çıkış buharı üretiyor. Enerji kaynağı olarak grafitle kaplanmış küresel yakıt çakıllarını ve soğutucu olarak basınçlı helyumu kullanan Shidao Bay reaktörü ise yaklaşık 560 santigrat derece çıkış sıcaklıklarında buhar üretir ve bu potansiyel olarak plastik üretimi ve yüksek sıcaklıkta su ayırma yoluyla verimli hidrojen üretimi gibi daha fazla sürece güç sağlayabilir. Bu tür bir teknoloji, kömürle çalışan üretim birimlerinin nükleer reaktörlerle değiştirilmesini bile kolaylaştırabilir ve mevcut enerji santrali buhar altyapısının daha kapsamlı bir şekilde yeniden kullanılmasını sağlayabilir.

Havayı temizlemek

Karbondioksiti atmosferden uzaklaştıran teknolojiler, net sıfır emisyona ulaşmak ve CO₂ seviyelerini Sanayi Devrimi'nden önceki seviyelere indirmek istiyorsak kritik öneme sahiptir. Daha fazla ağaç dikmek, karbonu toprakta tutmak ve atmosferdeki CO₂'yi makinelerle doğrudan yakalamak gibi karbon gidermeye yönelik çeşitli yaklaşımlar vardır. Doğrudan hava yakalama (veya DAC) olarak bilinen bu son seçenek, teknoloji modüler olduğundan özellikle güçlüdür, bu da aynı tasarımın kopyalanabileceği ve herhangi bir yere yerleştirilebileceği anlamına gelir. Bu modülerlik özelliği ile havayı CO₂’den ayırmanın maliyeti önümüzdeki birkaç on yıl içerisinde %95’e kadar düşebileceği tahmin edilmektedir. Üstelik İzlanda, CO₂'yi ortadan kaldıran ve kalıcı olarak yer altında tutan bir DAC sistemine güç sağlamak için jeotermal enerjiyi kullanmaya başladı bile.

Güneş mikro şebekeleri

Yerel bir ağdaki evlere ve tesislere temiz enerji üreten, depolayan ve dağıtan bir güneş mikro şebekesi, enerji söz konusu olduğunda duyulan ihtiyaç ve isteklere güçlü bir çözüm olabilir. Ana elektrik şebekesi ile entegre olabilen güneş mikro şebekeleri, ana şebekenin gerilmesi veya çökmesi durumunda da bağlantıyı kesip bağımsız olarak çalışabilir. Bu tür bir uygulanabilirlik, makro şebeke yoluyla ucuz toplu enerjiye erişime izin vermeye devam ederken, yerel güvenliğin paha biçilmez faydalarının da kilidini açacaktır. Bu da iklim değişikliğiyle olan savaşta güneş enerjisi mikro şebekelerinin esnek ve uygun fiyatlı bir çözüm olabileceği anlamına gelir.