Mikroalgler ve biyoyakıt politikaları
Dr. Öğr. Üyesi Duygu Kaşdoğan ile mikroalglerden biyoyakıtlara, tüketim alışkanlıklarımızdan enerji politikalarına kadar birçok konuyu konuştuk.
Merhaba Duygu Hanım. Kısaca kendinizden ve akademik ilgi alanlarınızdan söz edebilir misiniz?
Merhaba Ayça Hanım. Söyleşi davetiniz için teşekkür ederim. Akademik çalışmalarım temelde kültürel antropoloji, bilim ve teknoloji çalışmaları ve politik ekoloji kesişiminde ilerliyor.
Disiplinlerarası bir akademik geçmişim var; lisans eğitimimi siyaset bilimi ve uluslararası ilişkiler alanında aldım, ardından yüksek lisans eğitimimi sosyoloji alanında tarım ve gıda konuları üzerine odaklandığım bir tez çalışmasıyla tamamladım. Bilim ve teknoloji çalışmaları alanında yürüttüğüm doktora tez araştırmamda ise Türkiye ve ABD’deki biyoekonomi sektörlerini, mikroalglerin teknobilimsel söylem ve edimlerle yenilenebilir bir enerji kaynağına dönüştürülmesini etnografik olarak inceleyerek araştırdım.
Şu anda İzmir Katip Çelebi üniversitesi siyaset bilimi ve kamu yönetimi bölümünde kentleşme ve çevre anabilim dalında ders veriyor ve araştırmalarıma devam ediyorum. Güncel araştırmalarım mekansal olarak İzmir’e odaklanarak, yaşadığım yerden yola çıkarak ilerliyor. Bilimin-teknolojinin demokratikleştirilmesi, ekolojik, adil ve sürdürülebilir yaşam alanlarının savunusu ve inşası konularıyla haşır neşir olmuş durumdayım. Aslında farklı disiplinler içinde ve konu alanlarında hareket ederken özdeki derdimin, araştırma merakımı canlı tutan temel ilgimin değişmediğini de fark ediyorum. Yaşamın iktisadileştirilmesine ve tahrip edilmesine karşı ekolojik ve adil olarak bir arada yaşamanın patikalarını, değerlerini, dilini keşfetmeye, öğrenmeye, paylaşmaya çalışıyorum.
Yenilenebilir enerji kaynaklarından bahsedilirken, son yıllarda mikroalglerin ismini sıkça duymaya başladık. İlk olarak mikroalglerden başlayalım. Mikroalg nedir, kullanım alanları nelerdir?
Mikroalgler, derya deniz misali, kısaca tanımlanamayacak bir dünya aslında. Binlerce farklı türü var, denizlerde ve tatlı sularda yaşıyorlar daha çok. Fotosentez yapan tek hücreli canlılar ve ekosisteme katkıları çok değerli. Çıplak gözle göremediğimiz bu mikroskopik canlılar gezegenimizdeki oksijenin neredeyse yarısını üretiyorlar. Yakın zamanda Marmara Denizi ile ilgili tartışmalarda da gündeme geldiği gibi mevcut ekosistem içindeki kirlilikle (azot ve fosfor konsantrasyonundaki artış kaynaklı) belirli türler daha hızlı büyüyerek “zararlı alg patlamaları”na da yol açabiliyor. Mikroalglerin evrimsel değeri de vurgulanmakta: mavi-yeşil algler olarak bilinen siyanobakterilerin ve simbiyotik yaşamların hikayesine çıkıyor yol burada da. Demem o ki, mikroalglerin ne olduğunu eş zamanlı olarak ne yaptıklarını yakından inceleyerek belirli bir yere kadar kavrayabiliriz. Gezegensel ölçekten küçük bir göl ölçeğine ve hatta laboratuvardaki deney tüplerinin ölçeğine kadar çeşitli hikayeleri var. Sizin sorduğunuz soru ise daha çok insanların tüketimi ve sürdürülebilir bir çevre için mikroalglerin değerlendirilip nasıl bir kaynak ve araç haline getirildiği ki bu da temelde laboratuvar ölçeğindeki çalışmalarla başlıyor. Bilim insanlarının ellerinde yeniden biçimlenen ve değerlendirilen bir yaşamdan bahsediyoruz aslında. Bu anlamda da bilim insanları mikroalglerin belirli türleri üzerinden araştırmalar yürüterek enerji, gıda, sağlık, tarım, hayvancılık ve çevre alanlarında kullanılabileceğini gösteriyor. 3. nesil olarak adlandırılan biyoyakıtların kaynağı olarak, alternatif protein kaynağı olarak, ilaç uygulamalarında, tarımda gübre olarak, hayvancılıkta yem olarak, atık su arıtımında bir teknoloji olarak kullanımı gibi çeşitli uygulamalarla mikroalgler bir kaynağa ve teknolojiye dönüştürülüyor kısaca.
Küresel ısınmanın etkileriyle fosil yakıtlara alternatif arayışlar devam ediyor. Bunlardan biri de mikroalgler kullanılarak elde edilen biyoyakıtlar. Biyoyakıt nedir? Endüstriyel ve evsel kullanım alanları nelerdir?
Biyoyakıt, en basit anlamda, bitkilerin ve bitki esaslı (fotosentez yaparak kendini yenileyebilen) maddelerin biyokütle olarak kullanımıyla üretilen yakıtlardır (biyoetanol, biyodizel, biyometanol, biyodimetileter, biyoyağ, biyogaz gibi biçimlerde elde ediliyor). Ulaşım sektöründe, ısı ve elektrik üretimine, evde yemek pişirirken, çeşitli alanlarda kullanabiliyoruz. Biyoyakıtın tanımı ve sınıflandırılması da bilimsel çalışmalarda ve siyasi dokümanlarda farklılık gösterebiliyor. Biyoyakıtın ne olduğunu fosil yakıtlarla karşılaştırmalı düşünürken, önemli olan ayrım zamanla ilgili. Örneğin, denizlerdeki fosil yakıt rezervleri ölmüş ve tabanda birikerek biyokütle haline gelmiş mikroalgleri içeriyor. Diğer bir deyişle, her iki enerji kaynağının da, en genel anlamda, maddeselliği aynı; fark ise şöyle özetlenebilir: fosil yakıtlarla yüzyıllar içinde birikmiş karbonu kısa bir zaman aralığında atmosfere salıyorsunuz. Mikroalglerden üretilen biyoyakıtlarda ise onları mevcut zaman içerisinde kültürleyip üreterek, biyokütleye çevirip bu biyokütleden yakıt elde ediyorsunuz. Tabii, mikroalglerin biyokütle olarak üretimi sırasında ihtiyaç duyulan enerji kaynağının da fosil yakıtlardan elde edilmesi söz konusu. Bununla ilgili de “karbon nötr” olarak bilinen üretim sistemlerinin tasarımı üzerine çalışmalar var.
Ekonomi politik eksende ise biyoyakıtlar epey çetrefilli bir konu. Birinci nesil olarak bilinen biyoyakıt üretiminin -mısır, şeker kamışı ve soya fasülyesi gibi gıda ürünlerinin biyokütle olarak kullanıldığı – özellikle 2000’lerdeki gıda fiyatlarındaki artışın büyük bir kısmından sorumlu olduğu gündeme geldiğinde tarım alanlarının gıda için değil yakıt için kullanılmasına karşı hali hazırda süregiden karşı çıkışlar görünür ve etkili bir baskı aracına dönüşerek birinci nesil biyoyakıtların meşruiyetini yitirmesine yol açtı. Monokültür tarımın eleştirisinden, toprak gaspının ve sömürgeciliğin eleştirisine kadar biyoyakıt üretiminin pek çok sorunlu tarafı, yani salt iktisadi problemlerinin ötesinde, çeşitli araştırmalarla görünür kılındı. Böyle bir atmosfer içinde de, daha önceki yıllarda hali hazırda üzerinde araştırma yapılan gıda ürünleri dışındaki maddelerin biyoyakıtların hammaddesi olarak kullanımı gündeme geldi: Tarım ve ormancılık atıklarındaki lignoselülozik biyokütlenin veya evsel, endüstriyel atık yağların kullanımıyla elde edilen biyoyakıtlar (ikinci nesil) ve mikroalg biyokütlesinin kullanılmasıyla elde edilen biyoyakıtlar (üçüncü nesil). Yakın zamanda e-yakıt ve güneş yakıtına referansla dördüncü nesil biyoyakıtlardan da bahsedilmeye başlandı. Biyoyakıtların bu şekilde nesillere ayrılarak sınıflandırılması bir önceki üretim sürecindeki sorunların giderilmesine yönelik alternatif arayışlar olarak düşünülebilir. Yine de, temel sorunun direkt olarak kullanılan enerji kaynağının kendisinden kaynaklanmadığını, mevcut ekonomi politik sistemin temel sorunlarına içkin olduğunu görmemiz gerekiyor. Bu da başlı başına geniş bir tartışma konusu elbette.
Mikroalglerden elde edilen biyoyakıtın seviyesi günümüzdeki giderek artan enerji ihtiyacının ne kadarı karşılayacak seviyede?
Bu soruya net cevap verebilecek konumda değilim; hem bununla ilgili güncel veri setine sahip değilim hem de direkt olarak ilgilendiğim bir araştırma sorusu değil. Soruyu belki de daha farklı düşünmemiz gerekiyor burada: Kimin enerji ihtiyacı artıyor? Kim için ve neden? Demem o ki, artan enerji ihtiyacının kendi başına bir gerçekliği olsa da, burada bir adım geri çekilerek artan enerji ihtiyacının kendisini sorgulamamız gerektiğini düşünüyorum.
Tüketim alışkanlıklarımızın enerji ihtiyacımızın artmasında nasıl bir etkisi var? Gündelik hayatımızda ve endüstriyel ölçekte ne gibi değişikler yapılmalı?
İlk olarak, üretim ve tüketimi eş zamanlı düşünmemiz gerekiyor. Gündelik yaşam pratiklerimizde, örneğin kişisel araç yerine toplu taşıma, bisiklet kullanımı gibi ve endüstriyel üretim süreçlerinde döngüsel ekonomi modeli gibi birçok reçete hali hazırda sunulmuş durumda. Çoğu reçetenin odaklandığı söylem ise kaynak verimliliği oluyor ya da teknolojik ayarlarla mevcut sistemdeki sorunların giderilebileceği düşünülüyor. Elektrikli araç kullanımını teşvik etmek, karbon nötr binaların inşasını önceliklendirmek gibi yapılan bir çok çalışmanın önemini göz ardı etmeden, bunların kendi başına artan enerji ihtiyacını dengeleyeceği illüzyonuna da kapılmamak gerekiyor. Söz konusu olan temelde nasıl yaşadığımızla ilgili; yüzyıllardır devam eden eşitsizlikler, sömürü, talan rejimleri, toksik mentalite yeniden üretilmeye devam ettikçe anlamlı bir dönüşüm yaratmak ne yazık ki mümkün değil. Yine de, mevcut sunulan değişiklik önerilerini, reçeteleri, kullanılan dili hızlıca kabul etmeden değerlendirip, daha farklı ne yapılabilir üzerine kolektif olarak düşünmeye, eylemeye, alternatifler geliştirmeye devam etmemiz gerekiyor. Sorunuza belki de direkt cevap vermemiş oldum çünkü hazır bir listem yok. Kamusal alanda beraber tartışarak, bağlamı göz önünde bulundurarak anlamlı ve sürdürülebilir çözümlerin bulunabileceğine inanıyorum.
Alg patlaması nedir, sualtı ekosisteminde ne gibi etkiler yaratır?
Algler tıpkı bitkiler gibi fotosentez yapan canlılar. En basit şekliyle, element düzeyinde ifade edersek, azot ve fosfor gibi besleyiciler ve karbondioksit ile büyüyorlar. Bizim patlama olarak adlandırdığımız şey aslında onların büyümesi. Bilimsel dilde ötrofikasyon deniliyor. İnsan eliyle azot ve fosforun mevcut ekosistemin taşıma kapasitesini artıracak düzeyde su ortamlarına bırakılmasıyla oluşan ve bizim kirlilik olarak ifade ettiğimiz durum da işte alglerin daha fazla büyümesine, çoğalmasına yol açıyor. Bazı türlerin toksik etkileri yoğunlaştığı için de ‘zararlı alg patlaması’ dediğimiz olgu ile karşı karşıya kalıyoruz. Etkisini de, yine basit bir ifade ile şöyle düşünebiliriz: su ekosistemi yaşlanmış oluyor. Bu ne demek, oradaki canlılığın, birçok canlının kendini yeniden üretme kapasitesine zarar verilmiş oluyor; biyoçeşitlilik azalıyor ve yavaş yavaş ölen bir ekosistemle karşı karşıya kalıyoruz. Marmara Denizi’ndeki müsilaj oluşumunda bunu birebir gözlemledik.
Mikroalgler atık su arıtımında da kullanılıyor. Bu süreç nasıl işliyor?
Temel mantık, az önce bahsettiğim, azot ve fosfor elementleriyle ilgili. Atık sudaki bu elementler, mikroalgler için besin kaynağı. Aslında algleri bir teknoloji olarak kullanarak suyu bu maddelerden arındırıyorsunuz. Teknobilimsel olarak süreç pek tabii ki daha detaylı işliyor. Bu süreci, doktora araştırmam kapsamında, ODTÜ’de Prof. Göksel Demirer’in laboratuvarında gözlemlemiştim. Kendisinden çok şey öğrendim, bu vesileyle teşekkürlerimi bir kez daha iletmiş olayım. Teknobilimsel sürece dair daha detaylı bilgi edinmek ve atık su arıtımıyla biyoyakıt üretim süreçlerinin nasıl entegre edildiğine dair de fikir sahibi olmak isterseniz, başlangıç olarak Prof. Demirer’in yürüttüğü projenin raporunu (açık erişim) inceleyebilirsiniz: https://open.metu.edu.tr/bitstream/handle/11511/49418/TVRVeU16RXg.pdf
Mikroalglerden enerji elde edilmesine yönelik çalışmaların kökeni 1950’lere kadar dayanıyor. Mikroalgleri ekonomi politiği ile ele alacak olsak kısaca tarihi süreci nedir?
Evet, ilk üretim girişimleri 1950’lerde California Berkeley Üniversitesi’nde yürütülen çalışmalara dayanıyor. Bu çalışmalar, İkinci Dünya Savaşı’nın ardından ABD’nin enerjide dışa bağımlılığını azaltmaya yönelik yaptığı girişimlerin bir parçası olarak gelişti. Bilimsel araştırmaları daha eskiye götürmek de mümkün. Yine de, birçok konuda olduğu gibi laboratuvar ölçeğindeki çalışmaları hayata geçirebilmek için kurumsal destek gerekiyor ve işte bu destek savaş sonrası dönemin ihtiyaçlarına yönelik olarak gelişti. Ardından inişli çıkışlı bir serüven izliyor ki halen de bu şekilde ilerliyor. 50’lerdeki ilgi 60’larda azaldı, 1973’deki petrol kriziyle bu alana yapılan yatırım yeniden canlandı, takip eden dönemde tekrardan azalmaya başladı. Küresel anlamda mikroalglerden enerji üretiminin yaygınlaşmaya başlaması 2000’lerden sonra oldu. Bunda özellikle daha önceden bahsettiğim birinci nesil biyokatıların gıda fiyatlarındaki artışla ilişkisine dair tartışmalar ve 2007’de ABD hükümetinin tekrardan bu alana büyük çaplı bir yatırım yapması etkili oldu.
Dünyada bu konuda yapılan çalışmalar ne durumda?
Az önce bahsettiğim gibi inişli çıkışlı ilerliyor. Ben 2013-2016 yıllarında saha araştırmalarımı yürütürken sektörün yeniden canlanma sürecine tanıklık ediyordum. Tezimi savunduktan sonra, birkaç yıl içinde yoğunlaşan ilginin azaldığını gözlemledim. Pek tabii ki, hali hazırda oluşmuş altyapılar -örneğin, Algae Biomass Organization- sürekliliğini koruyor ve bu konuda bilimsel çalışmalar devam ediyor. Pandemi ardından yeniden bir canlanma olduğunu da söyleyebiliriz. Yine de, mevcut sektörün bir panoramasını sunacak sistematik araştırma verilerine sahip değilim.
Peki Türkiye’de bu konuda yapılan çalışmalar ne durumda?
Türkiye’deki çalışmaları, özellikle ABD ile karşılaştırdığımızda, temel olarak bilim insanlarının insiyatifleri, gayretleri ile geliştiğini belirtmeliyim. 2010’larda, küresel canlanma döneminde, TÜBİTAK’ın da bu alanda desteği olmuştu. Pek sürdürülebilir bir destek olduğunu söyleyemeyiz diye düşünüyorum. Yakın zamanda ise, Türkiye’de bu alanda önemli çalışmalar yapan Boğaziçi Üniversitesi Dr. Öğretim Üyesi Berat Haznedaroğlu’nun koordinatörü olduğu Independent (Biyoekonomi Odaklı Kalkınma için Entegre Biyorafineri Konsepti) projesi ile mikroalglere dayalı biyoekonomi sekötürünün daha da görünür hale geldiğini ve geliştiğini söyleyebiliriz.
