İklim krizinin etkilerini sınırlamak ve küresel ısınmayı 1,5 derecede tutabilmek için 2050'ye kadar, atmosfere salınan ve bertaraf edilen karbondioksit miktarının eşitlenmesi anlamına gelen "sıfır karbon" hedefine ulaşılması önem taşıyor. Bu hedefe ulaşmanın yollarından biri olarak karbon yakalama üzerine son yıllarda çok farklı alanlarda çalışmalar yapılırken bazı mikroorganizmaların karbon tutma kapasitelerinden faydalanılması da bu alanlardan birini oluşturuyor.
Soruları yanıtlayan İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) İnşaat Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Börte Köse Mutlu, Dünya Ekonomik Forumu verilerine göre 2023'te dünyada kişi başına karbon salımının 7,4 ton olduğunu, bu mevcut pik değerin 1,5 derece hedefini sağlamak için olması gerekenin yüzde 30 üzerinde bulunduğunu ve 10 yıl içinde bu değerin 5 tonun altına inmesi gerektiğini söyledi.
Negatif çevresel etkileri nedeniyle bazı bilim insanlarının karbon yakalama teknolojilerine sıcak bakmadığını aktaran Mutlu, her teknolojinin avantajları ve dezavantajları olduğunu, bu nedenle yaşam döngü analizlerine bakarak kar zarar tablosuna göre teknolojinin hangi noktalarda nasıl kullanılması gerektiğine karar verilebileceğini ifade etti.
Dünyada giderek artan karbon emisyonlarını azaltacak yeni ve biyolojik bazlı karbon yakalama teknolojilerine ciddi yatırımlar yapıldığını anlatan Mutlu, karbon tutan mikroorganizmaların bu teknolojilerden biri olarak yakın gelecekte öne çıkacağı öngörüsünde bulundu.
"Ucuz işçi olarak nitelendirilebilirler"
Mutlu, "Aktivitesi en çok kanıtlanmış mikroorganizmalar siyanobakteriler, bunun yanı sıra mikroalgler de karbon yakalayan mikroorganizmalar arasında yer alıyor. Mikroorganizmaların maliyeti kimyasal malzemelerden düşük, üretimleri ve çoğaltılmaları ise basit, bu nedenle 'ucuz işçi' olarak nitelendirilebilirler." diye konuştu.
Karbondioksidi absorbe eden, alıp dönüştürebilen mikroorganizmalar da bulunduğunu belirten Mutlu, "Bunların bazıları biliniyor. Bazıları bu özelliğiyle keşfedilmiş, literatüre geçmiş. Birkaç tanesi de çok meşhur olmuş. Artık aktivitesi ispatlanmış. Yeni yeni literatüre sokulanlar var. Bir de hiç bilmediklerimiz var." dedi.
Mikroorganizmaların karbondioksidi, etanol ve biyoplastik gibi ürünlere dönüştürebildiklerini kaydeden Mutlu, bunların elde edilme yöntemi ve kullanımı hakkında şu bilgileri paylaştı:
"Mikroorganizmalar, deniz, dağ gibi çeşitli kaynaklardan izolasyon metoduyla elde ediliyor. Denizlerden, göllerden, en yüksek dağdan veya kutuplardan numune alınarak mikroorganizmanın neyi tüketmesini istiyorsanız besin olarak sadece onu koyduğunuz bir besi yeri hazırlıyorsunuz. Sadece onu kullanarak hayatta kalabiliyor. Bunu defalarca tekrarlayıp emin oluyorsunuz. Ardından DNA sekans analizi gerçekleştirilerek kimlik tanıması yapılıyor. Böylece yeni bir tür keşfedip keşfetmediğiniz ortaya çıkıyor.
Bu türleri bazen bilim insanları, bazen de biyoteknoloji şirketleri buluyor. Mesela biyoteknoloji şirketlerinden biri bu yıl içinde yine böyle yeni bir mikrooorganizma keşfinde bulunuyor, ardından 'Bunu hemen bir reaktör haline getirip gerçekten mühendislik olarak uygulayabilir miyiz?' diye bakıyorlar ve Amerika Birleşik Devletleri bunun için 200 milyon dolar yatırım yapıyor. Direkt projeye alıyor ve diyorlar ki 'Biz bunu nerede kullanabiliriz?' Bir çimento fabrikasına gidiyorlar. Hemen denemek için gerçek ölçekte reaktörlerini kuruyorlar. Çimento sektörü bildiğiniz gibi karbon salımlarında en önde gelen sektörlerden, en üstlerden bir tanesi. Yani sizin orada karbon ayak izinizi azaltmanızı sağlıyor."
Mutlu, "Eğer net sıfır hedeflerimizi hep beraber karşılayabilmek ve gerçekten bu dünya için bir şeyler yapmak istiyorsak, doğamız için iklim değişikliğiyle savaşmalıyız. Bunun için de mikroorganizmalardan yardım almalıyız." tespitini yaptı.
Yapay zeka deney sayılarını azaltıyor
İTÜ Bilgisayar ve Bilişim Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölüm Başkanı ve Uluslararası Tarım Bilişimi Birliği (Agromatics Society) Başkan Yardımcısı Prof. Dr. Berk Üstündağ, enerjiyi elde etme ve tüketme biçiminin atmosferi bozduğunu ve bu bozulmanın ekosistem ve sağlık sorunlarına neden olduğunu belirtti.
Ekosistemin kendi olağan gelişimini bozmamak için karbonun geri çekilmesini sağlayacak projeler bulunduğunu ve mikrobiyal karbon yakalamanın da bunlardan biri olduğunu işaret eden Üstündağ, karbonu dengelemeye çalışırken harcanan enerjinin daha fazla olmaması gerektiğine, tam bu noktada bilim insanlarının teknolojinin yeni olanaklarını kullanarak veriye dayalı tasarımlarla organizmalar arasındaki işlevsellikleri kontrol edebildiklerine değindi.
Üstündağ sözlerini şöyle sürdürdü:
"Sahadaki yaptığımız gözlemlerden veriler geliyor. Mesela belirli gruptaki algler hangi sıcaklık ortamında hangi su ya da hava özelliklerinde ne kadar hızlı yayılabiliyorlar ve bunların havadaki karbonu tutma oranı nedir? Buna bakıyoruz. Biz yine veriyi alıyor, desenler haline dönüştürüyoruz ve bu desenlerden aldığımız bilgiyle bu sefer bunlardan hangisinin ekonomik olarak yaygınlaştırılabileceğine bakıyoruz. Dolayısıyla aslında yapay zeka teknikleri bize karar destek sistemi oluşturmada, tanımada, teşhiste ve yeni gen tasarımında, genetik tasarımlarda yol gösterici oluyor."
Yapay zeka sayesinde karbon yakalayan mikroorganizmalarla ilgili çalışan bilim insanlarının deney sayılarının azaldığına ve daha önce süre bakımından ekonomik ve yapılabilirliği olmayan işlevlerin artık yapılabilir hale geldiğine dikkati çeken Üstündağ, "Karbon yakalama teknolojisini doğru şekilde yönettiğimiz takdirde dünyayı kurtarmasa da insan etkisiyle hızlanan karbon salımını azaltmaya yardımcı olabilir ama bunun ekolojiyle olan dengesini çok iyi yönetmek lazım." değerlendirmesinde bulundu.
Üstündağ, ekosistem ilişkisini iyice modellemeden, mikroorganizmaların, "Bu faydalıdır" diyerek doğaya bırakılmasının kontrol dışı bir yayılmayla öngörülemeyen çevresel etkilere neden olabileceğinin, bu nedenle bu teknolojinin öncelikle kapalı ve kontrollü ortamlarda test edilmesi gerektiğinin altını çizdi.
