Okyanusun dipleri karbon nötr madenciliğin anahtarı mı? Yeni hidrojen yöntemi tartışmayı derinleştiriyor

Yenilenebilir enerji teknolojilerine ve elektrikli araçlara geçişin hızlanmasıyla birlikte, kobalt, nikel ve bakır gibi kritik metallere olan küresel talep hiç olmadığı kadar artıyor. Bu talep, Dünya’nın son bozulmamış ekosistemlerinden biri olan derin deniz tabanını hedef alan, tartışmalı derin deniz madenciliği planlarını tetikliyor. Ancak Almanya’daki Max Planck Sürdürülebilir Malzemeler Enstitüsü’nden bilim insanlarının liderlik ettiği yeni bir araştırma, bu metalleri cevherlerinden hidrojenle çıkarma yöntemini sunarak, madencilik sonrası işleme süreçlerini karada yapılan geleneksel yöntemlerden çok daha sürdürülebilir hale getirebilecek bir kapı aralıyor.

Bu yenilikçi hidrojen tabanlı plazma yöntemi, fosil yakıtlara dayalı kirli fırınları ortadan kaldırarak teorik olarak sıfır karbon emisyonu vadediyor. Peki, madenciliğin ekolojik tahribatını meşrulaştıracak kadar önemli bir çevresel avantaj sağlıyor mu? Küresel ısınma çağında, hammaddenin çıkarıldığı yerin sürdürülebilirliği, çıkarım sürecinin temizliğinden daha mı az önemli? Bu teknolojik gelişme, kritik metallere erişim konusunda Türkiye gibi hızla sanayileşen ülkeler için ne ifade ediyor?

Kritik metallere küresel talep ve derin denizdeki yumrular

Okyanus tabanlarının büyük bir bölümü, tenis topu büyüklüğünde, polimetalik yumrularla kaplıdır. Bu nodüller büyük ölçüde manganezden oluşsa da, elektrikli araç bataryaları ve kablolar için hayati öneme sahip olan nikel, bakır ve kobalt gibi değerli elementleri de barındırır. Güneş panellerinin ve elektrikli araçların yaygınlaşmasıyla birlikte, bu metallere olan talep katlanarak artmaktadır.

Derin deniz madenciliği planları, bu zengin kaynaklara erişimi mümkün kılarken, Dünya’daki son bozulmamış ekosistemlerden biri olan derin deniz tabanına geri döndürülemez zarar verme potansiyeli nedeniyle ciddi çevresel itirazlarla karşılaşıyor. Buna rağmen, Almanya’dan Ubaid Manzoor gibi bazı araştırmacılar, madenciliğin kaçınılmaz olduğuna inanıyor ve bu nedenle süreci olabildiğince temiz yapmanın önemini vurguluyor: “Bu yüzden, madencilikten sonra [metalleri çıkarmak için] iyi bir sürece sahip olmak, kirli bir süreç daha yaşamaktan daha iyidir.”

Geleneksel yöntemlere karşı sıfır karbonlu çözüm

Kanadalı derin deniz madenciliği şirketi Metals Company gibi firmalar, metalleri cevherden çıkarmak için halen kok ve metan içeren fosil yakıt bazlı yöntemler kullanmayı planlıyor. Bu yaklaşım, elektrik ark ocağı gibi nispeten daha çevre dostu teknolojiler içerse bile, şirket tahminlerine göre her 1 kilogram değerli metal için 4,9 kilogram karbondioksit emisyonuna neden olacak.

Manzoor ve meslektaşlarının geliştirdiği çığır açan yöntem, bu emisyon sorununu kökten çözmeyi hedefliyor:

1. Plazma İle Çıkarım: Polimetalik yumrular fırın yerine, doğrudan hidrojen ve argon gazı içeren özel bir ark ocağına yerleştirilerek küçük peletler halinde öğütülüyor.
2. Kimyasal Reaksiyon: Fırındaki bir elektrottan peletlere akan yüksek enerjili elektronlar, hidrojen gazı moleküllerinden elektronları kopararak 1700°C’yi aşan sıcaklıklara ulaşabilen bir plazma oluşturur.
3. Temiz Ürün: Plazmadaki hidrojen iyonları (H+) daha sonra peletlerdeki oksitlerle reaksiyona girerek saf metal alaşımını serbest bırakır. Geriye kalan tek yan ürün, pil ve çelik yapımında kullanılabilen manganez oksit ve su (H₂O)‘dur.

Eğer bu işlemde kullanılan hidrojen gazı “yeşil” hidrojen ise (yenilenebilir kaynaklarla suyun elektroliziyle üretilmiş) ve fırını çalıştırmak için gereken elektrik de yenilenebilir kaynaklardan sağlanırsa, araştırmacılara göre bu süreç teorik olarak CO2 salınımı yapmayacaktır.

Kara madenciliği ile derin deniz madenciliğinin karşılaştırılması

Derin deniz madenciliğini savunanlar, yeni hidrojen yönteminin, kara madenciliğinin çevresel etkilerini gölgede bıraktığını öne sürüyor.

• Kara Madenciliğinin Bedeli: Karadaki cevherlerdeki kritik metal konsantrasyonları, deniz tabanındaki yumrulardan yaklaşık 10 kat daha düşüktür. Bu durum, karada aynı miktarda metali çıkarmak için büyük miktarda toprak taşımayı gerektirir. Ayrıca, karada metal çıkarma işlemi genellikle sülfürik aside dayanır. Bu kimyasal süreç, yağmur ormanlarının yok olmasına ve nehirlerin kirlenmesine neden olabilir.
• Denizdeki Ekolojik Risk: Ancak Pforzheim Üniversitesi’nden Mario Schmidt gibi uzmanlar, derin deniz madenciliğinin asıl sorununun karbon ayak izi değil, derin deniz flora ve faunasının biyolojik çeşitliliğine yönelik geri döndürülemez tehdit olduğunu savunuyor. Schmidt, karada da eritme işlemlerinin yeşil hidrojenle yapılabileceğini belirterek, “Derin deniz madenciliğinin sürdürülebilirliği, biyolojik çeşitliliğe yönelik tehdit nedeniyle başarısız oluyor” diyor.

Derin deniz madenciliği, okyanus tabanını vakumlayarak fiziksel olarak tahrip ettiği için, bu teknolojik gelişme, çıkarım sürecinin temizliğini sağlasa bile, ekosistemin tahribatını ortadan kaldırmıyor.

Türkiye ve bölge için bağlantı: Kritik hammadde güvenliği

Türkiye gibi sanayileşmekte olan ve elektrikli araçlar başta olmak üzere yüksek teknoloji üretimine yatırım yapan ülkeler için kobalt, nikel ve bakır gibi kritik metallere güvenli ve sürdürülebilir erişim hayati öneme sahiptir.

• Tedarik Çeşitliliği: Derin deniz madenciliği, kritik ham madde tedarik zincirinde tekelleşmeyi azaltabilecek potansiyel bir çeşitlilik sunar. Türkiye, bu tür kaynaklara erişim sağlayarak dışa bağımlılığını azaltabilir.
• Teknoloji Takibi: Manzoor ve ekibinin geliştirdiği hidrojen tabanlı temiz metalurji yöntemi, Türkiye’nin kendi metal işleme ve geri dönüşüm tesislerinde karbon ayak izini düşürmesi için uygulanabilir bir model teşkil etmektedir. Bu teknolojiye yatırım yapmak, uzun vadede Türkiye’nin sanayide yeşil dönüşümüne katkı sağlayacaktır.

Etik ve teknolojinin çarpıştığı nokta

Manzoor ve meslektaşlarının sıfır karbon hedefli hidrojen yöntemi, derin deniz madenciliğinin ekonomik olarak uygulanabilirliğini ve endüstriyel temizliğini artırarak sürece güçlü bir teknik destek sunuyor. Londra İmparatorluk Koleji’nden David Dye’ın dediği gibi, bu süreç “iş ve çevre durumunu cazip hale getirmek için açabilir.”

Ancak bu teknolojik ilerleme, etik ve çevresel tartışmaları çözmekten uzaktır. Madencilikten sonraki süreç ne kadar temiz olursa olsun, okyanus tabanından nodülleri toplamak, binlerce yıldır oluşmuş ve çok yavaş iyileşen eşsiz ekosistemlere zarar verecektir. Manzoor’un da belirttiği gibi, bu araştırma derin deniz madenciliğini savunmak için değil, eğer bu kaçınılmazsa, bunu en az kirli şekilde yapmanın yolunu göstermek için yapılmıştır. Nihayetinde verilmesi gereken karar, karbon nötr bir geleceğin, derin okyanus ekosistemlerinin yok edilmesi pahasına gelip gelmeyeceğidir.

Kaynak: Science