Demir Çağı’nda kapana kısılmak

1836 yılında Danimarkalı antikacı ve küratör Jürgensen Thomsen, silahlar ve kesme araçları için kullanılan baskın malzemelerden yola çıkarak üç tarih öncesi çağ ayırt etti: Taş Çağı, Tunç Çağı, Demir Çağı.¹ Thomsen’in sınıflandırması geçmişe yönelikti, ancak kendisinin ölçütlerine göre hiçbir zaman Demir Çağı’ndan ötesine evrilemedik. Yirmi birinci yüzyılda bile şimdiye dek kullandığımız baskın malzeme demir; hem de yalnızca silahlar ve kesme araçları için değil, tüm çağdaş teknolojiler için.

Artık demiri çoğunlukla çelik biçiminde kullanıyoruz. Ancak Thomsen’in ölçütlerine göre “Çelik Çağı”ndan söz edemeyiz. Öncelikle, çelik yalnızca demir (>%98) ile karbon’un (<%2) bir alaşımıdır. İkincisi, çelik Demir Çağı’nın başından beri üretilmektedir. Bu, çelik üretiminin on dokuzuncu yüzyılda fosil yakıtlar ile birlikte başladığı Batı’da az bilinen bir gerçektir. Ancak Asyalı ve Afrikalı demir işçileri üstün nitelikli çeliği çok daha erkenden üretmeye başlamıştır, bu bilgi birikimi de ileride Avrupalıların aynısını çok daha büyük bir ölçüde yapabilmesini sağlamıştır.²

2021’e doğru yer üzerindeki yıllık demir-çelik üretimi 1.950 milyon tona (Mt) vardı. Bu toplam alüminyum ve bakır üretiminden (88 Mt) 22 kat daha büyük bir sayı. Küresel demir-çelik üretimi küresel plastik üretiminin (391 Mt) beş katına denk geliyor ve küresel silikon (8.5 Mt) ve lityum (0.1 Mt) üretimlerini ezip geçiyor.³⁴ Çelik, sanayi toplumlarının çok önemli bir malzemesi. Plastik, lityum ya da silikon olmadan yine bir sanayi toplumunda olurduk. Demir ile çelik olmadan 3.000 yıl öncesine, Tunç Çağı’na geri savrulurduk.

Nerede tüm bu çelik?

Çeliğin sanayi toplumundaki büyük varlığı ilk bakışta pek belli değil.⁵ Evlerimizde buzdolabı, çamaşır makinesi, su kazanı gibi gereçlerde ve çeşitli yemek, ısıtma ve soğutma araçlarında çeliği bulabiliriz. Ancak toplam çelik üretiminin yalnızca %2-3’ü ev araç gereçlerine ayrılıyor.⁶⁷⁸ Dışarıda ise taşıtlar biçiminde bolca çelik var. Bunlar özellikle küresel çeliğin %10’unu kullanan yolcu taşıtları (varlıklı ülkelerde %20). Otobüsler, kamyonlar, trenler ve gemiler bir %4-5 daha ekliyor. Ancak bunlar yine toplamda yer üzerindeki çelik üretiminin %20’sinden az.

Çeliğin çoğu başka nesnelere gömülü, yer altında konuşlu, ya da yaşadığımız yerlerden uzak

Çeliğin çoğu başka nesnelere gömülü, yer altında konuşlu, ya da yaşadığımız yerlerden uzak. Yer üzerindeki çelik üretiminin yarısından çoğu yapılar (konutlar ile ticaret ya da sanayi yapıları) ile birlikte inşaatlara ve altyapıya (köprüler, tüneller, limanlar, kanallar, uçak pistleri, petrol kuyuları, arıtımevleri, boruyolları, elektrik santralleri, iletim yolları, demiryolları, metrolar, ve benzeri) gitmekte. Bu çeliğin büyük bir bölümü betona gömülü. Betonarme yer üzerindeki temel inşaat malzemesi, beton da üretimi çelik ile baş başa olan tek malzeme (2021’de 1.819 Mt).

Yer üzerindeki çelik üretiminin yaklaşık %15’i takım tezgahları, endüstriyel donanım, elektrik donanımı ve inşaat, madencilik ve tarım makineleri ile birlikte makineler için kullanılmakta. Başka metaller, plastik, odun gibi malzemelerden yapılan ürünler bile çelikten araçlar ile biçimlendirilmekte.⁵ Çelik üretiminin son %15’i kendini vidalardan yemek ambalajlarına, mobilyadan konteynerlere, çeşitli başka nesnelerde bulmakta.⁶⁷⁸

Çelik üretiminin çevre ayak izi

Çelik sıkça en sürdürülebilir maddelerden biri olarak sunulmakta. Plastiğin tersine çelik nitelikte bir yitim olmadan geri dönüştürülebilir. Çelik sanayii verimlilik açısından başka sanayilerden daha yüksek bir ölçüde büyük ilerlemeler gösterdi. Bir ton işlem görmemiş çelik üretmek artık yaklaşık 20 gigajul enerji gerektirmekte, 1950 yılında gerekenden üç kat daha az.⁹ Bu alüminyum (175 GJ/t), plastik (80-120 GJ/t) ya da bakır (45 GJ/t) ile karşılaştırınca oldukça iyi bir sayı.⁷ Plastiklerin tersine çelik doğada çözünür bir malzeme.¹⁰ Son olarak, demir cevherleri az bulunmuyor. Demir yerkabuğunun yüzde beşini oluşturmakta ve elementler arasında bolluk açısından dördüncü.¹¹ Karşılaştırma için, bakır yerkabuğunun yalnızca %0.01’i.⁵

Ancak tüm bu kazanımlara karşın küresel demir-çelik üretimi öteki tüm sanayilerden daha çok karbon salınımına neden olmakta. 2021’de işlem görmemiş çelik üretiminin toplam yıllık enerji kullanımı 39 eksajul (EJ) idi, bu o yıl yer üzerindeki toplam enerji kullanımının %7’sine denk gelmekte (595 EJ). Bu enerji kullanımının %75’i en yüksek karbon salınımına iye yakıt olan kömürden geldiğinden sera gazı salınımları daha bile yüksek. 2021’de demir-çelik üretimi 3.3 Gt karbon salınımına neden oldu, yer üzerindeki tüm salınımın yaklaşık %9’u (36.3 Gt).¹² Beton üretimi bunu %8 ile yakından izlemekte.

Demir-çelik üretimi öteki tüm sanayilerden daha çok enerji tüketmekte ve tümünden daha çok karbon salınımına neden olmakta.

Yukarıdaki oranlamalar Dünya Çelik Birliği (World Steel Association) ile Uluslararası Enerji Ajansı’ndan (International Energy Agency). Benzer veriler tüm metaller için varlar ve uzun bir süre boyunca belgelenmiş bulunmaktalar, bu yüzden tarihî karşılaştırmalar yapılabiliyor. Ancak bunlar yalnızca metali ergitmek ile ilgili. Demir cevheri, kömür, kireçtaşı, hurda ve çelik ürünlerini kazma ve taşımanın enerji tüketimi ile karbon salınımını içlerinde bulundurmamakta. Çelik üretim süreci için vazgeçilmez olan kok kömürü üretimi ile cevher hazırlaması da bu verilerin arasında yok.⁷

Gözlem için daha geniş ölçütler çeken bilimsel çalışmalar bu ölçütler ile çelik üretiminin enerji tutarının %50-100 arasında arttığını gösteriyor.¹³ Bir yazı metalürjik kömür kazılarından çıkan metan salınımının tek başına salınımları %27 ölçüsünde arttırabileceği sonucuna varıyor. Başka bir çalışma demir cevherleri ile çeliğin deniz üzerinde taşınmasının %10-15 ek salınıma neden olduğunu oranlıyor.¹⁴¹⁵ Demir-çelik üretimi yüksek su tüketimi, katı atık çıkımı, ve önemli düzeyde hava ve su kirliliği gibi başka çevre sorunları da doğuruyor.

Demir-çelik üretiminin karbon ayak izi demir-çelik sanayisini 2050’ye dek net karbon salınımlarını ortadan kaldırma istekleriyle uyumsuz kılıyor. Çelik üretiminin daha da genişleme olasılığının çok yüksek olması bu uyumsuzluğu daha bile arttırıyor. Çelik üretimi 1950’den beri on kat arttı, ve birçok araştırmacının öngörülerinden daha bile hızlı büyüyerek 2000 ile 2020 arasında iki katına çıktı.¹⁶ Ayrıca verimlilik artışları da azaldı, bilimsel görüş birliği de şimdiki teknolojilerin termodinamik sınırlarına vardığı kanısında.⁷⁹¹⁷ Son iki onyıl boyunca bir ton çelik üretmek için gereken enerji tüketimi 20 GJ/t dolayında kalmış durumda.⁹¹⁸

Fosil yakıtlar kullanmadan çelik nasıl yapılır?

Çelik yapmanın iki yolu var, biri de ötekinden çok daha sürdürülebilir.¹⁹ Bir yandan yüksek fırın ya da bazlı oksijen fırını var. Bu teknoloji, özünde, 2000 yaşında. Öte yandan çeliğin hurda ve elektrik ile yapıldığı elektrik ark ocağı var. Görece yeni bir teknoloji olan elektrik ark ocağı yüksek fırından çok daha az enerji tüketiyor, yenilenmiş kaynaklar kullanıyor (demir cevheri kazmaya gerek yok), ayrıca kömür ya da başka fosil yakıtlar kullanmadan çalışıyor (elektrik güneş, yel ya da atom enerjisi ile sağlanabilir).

Artık en verimli elektrik ark ocakları üretilen ton çelik başına 300 kilovatsaatten az elektrik tüketmekte.⁹²⁰ 2021’de üretilen tüm çeliğin elektrik ark fırınlarında üretildiğini varsayalım, demir-çelik üretiminin toplam güç tüketimi yalnızca 585 teravatsaat (Twh) olurdu. Bu o yıl yer üzerindeki yel türbinlerinin ürettiği tüm elektriğin anca üçte birine yaklaşıyor. Ne yazık ki o yıl küresel çelik üretiminin %70’inden çoğu kömür ve demir cevherleri ile beslenen yüksek fırınlarda yapıldı.⁹²⁰ Bir yüksek fırın öbür seçenekten yirmi kat daha çok enerji tüketir ve kömür hem yakıt kaynağı hem de kimyasal indirgeyici olduğundan elektrik ile çalıştırılamaz. Kömürün yanması demiri cevherinden indirgeyen karbon monoksiti oluşturur.⁷

Yeterince hurda yok

Çözüm belli gibi duruyor: Tüm çeliği elektrik ark ocaklarında üretelim. Ancak bunu yapmak olasılıksız. Yeterince hurda yok: Yer üzerindeki çelik üretiminin sürekli artışı kaynakların döngüsel akımını olanaksız kılıyor.²¹ Çoğu çeliğin geri dönüşüme uygun duruma gelmesi onyıllar gerektiriyor. Örneğin gemilerde birikmiş 543 Mt çelik bulunmakta.²² 2021 yılındaki geri dönüşüme uygun hurda niceliği günümüz üretiminin dörtte birinden az olan 1965 yılındaki üretim düzeyine denk geliyor (450 Mt).^9101523 Dolayısıyla, öteki dörtte üçün yeni çıkarılmış demir cevheri ve kömür kullanılarak yüksek fırınlarda yapılması gerekiyor.

Bugünlerde, Çin yer üzerindeki çeliğin yaklaşık yarısını neredeyse büsbütün (%90’dan çok) yüksek fırınlarla kömür ve demir cevheri kullanarak üretmekte. Öbür çelik üretici ülkelerin birçoğu daha yüksek oranda elektrik ark ocakları kullanmakta. Ancak Çin’i suçlamanın pek bir anlamı yok. İlk olarak, ABD ile Avrupa 2000’lerden beri Çin’i taşeron olarak kullanmakta. Bu yönelim Çin’deki artan çelik üretimine cuk diye uyuyor. Dahası, yirmi-kırk yıl önce Çin çok az çelik kullanmaktaydı. Sonuç olarak neredeyse hiç hurdaları yok. Çin’in yüksek fırınlar kullanmaktan başka seçeneği bulunmamakta.²⁴

Artan çelik türleri

İkinci bir engel yeni çelik türlerinin sürekli gelişimi. Artık yüksek güç, yüksek sıcaklıklara dayanç, ya da paslanma direnci gibi çeşitli özellikleri olan 2.500’den çok çelik türü var.⁷⁹²³²⁵ Bu çelik türleri elektrik ark ocaklarında üretilebilse de, hurdadan yapılmıyorlar ve enerji tüketimleri çok daha yüksek.

Geri dönüşüme açık çelik çelik türlerinin bir karışımını oluşturuyor. Bu karışım yalın karbon çeliği üretmeye uygun olsa da benzer özelliklerde hurda gerektiren yüksek alaşım çeliği yapmaya uygun değil. Ancak söz konusu özel hurdalar elde yok. Örneğin en çok üretilen özel çelik türü olan paslanmaz çeliğin geri dönüşüm oranı yalnızca %15. 2021’de neredeyse 60 Mt paslanmaz çelik üretildi, karşılaştırma için 1980’de yalnızca 4 Mt üretilmişti.²⁶ Paslanmaz çelik ilk çatal bıçak takımlarında, ameliyat araçlarında, ve tıbbi ve yemek işleme donanımlarında kullanılmıştı. Ancak artık tünel yapımında, dış yer mobilyalarında, atık su arıtımında, deniz suyunun tuz arıtımında, nükleer mühendislikte ve biyoyakıtların üretiminde de kullanılmakta.⁷

Düşük geri dönüşüm oranı ve krom ve nikel gibi ek malzemelerin çıkarılmasını gerektirmesi özel çelik türlerinin üretimi için daha yoğun enerji gerekmekte. Örneğin paslanmaz çelik üretimi ton başına 80 GJ gerektirmekte, bu yalın karbon çeliğinin üretiminden yaklaşık dört kat daha yüksek.⁷²³ Yeni çelik türlerinin sürekli gelişimi çevre yasaları (arabalarda daha hafif çelik kullanılması gibi) ve alüminyum ve plastik bileşimleri gibi başka malzemeler ile rekabetçe tetiklenmekte.⁷⁹²³²⁵ İşin ilginç yanı, daha bile çok enerji tüketen bu malzemeler ile yarış çeliğin sürdürülebilirliğini azaltmakta.

Çelik ile yenilenebilir enerji

Çelik üretimi güçlü bir biçimde enerji arzına bağlı, ancak enerji arzı da güçlü bir biçimde çelik üretimine bağlı. Küresel çelik üretiminin neredeyse %10’u enerji altyapısını yapımı ve bakımına gitmekte. Bu sayı 1950 yılındaki çelik üretimine denk geliyor. Bu çeliğin büyük bir payı doğal gaz ve petrol altyapısında kullanılıyor.²⁷. Petrol ve gaz çıkarımı, üretimi ve taşınımı açık deniz platformları, boruyolları, arıtımevleri, tankerler ve toplama tankları için çeliğe gerek duyuyor. Kömür madenciliği de kesiciler, yükleyiciler, sarmal taşıyıcılar, kazıcılar ve kamyonlar için çeliğe bağlı durumda.⁷

Ne yazık ki, düşük karbonlu enerji kaynaklarına düşünülen geçiş ve ısınma ile taşımanın elektrikleştirilmesi çelik üretimine bağlılığımızı azaltmayacak, tersine neden olacak. Düşük karbonlu bir enerji ağı fosil yakıtlar üzerine kurulu bir ağdan daha çok çeliğe (ve başka malzemelere) gerek duyar. Güneş ve yel gücü fosil yakıtlar ile karşılaştırıldığında çok daha dağınık güç kaynakları. Dolayısıyla bunlarla eşit düzeyde enerji üretmek daha çok malzeme (ve yer) gerektiriyor. Jargonda yel ile güneş düşük “güç yoğunluğuna” ya da yüksek “malzeme yoğunluğuna” iye.^2829303132

Düşük karbonlu bir enerji ağı fosil yakıtlar üzerine kurulu bir ağdan daha çok çeliğe gerek duyar.

Isıl (termik) doğal gaz ve kömür santrallerinin “çelik yoğunluğu” kurulu megavat (MW) üretim sığası başına 50-60 ton çeliğe eşit.³³ Hidroelektrik santrallerin çelik yoğunluğu MW başına 20-30 ton çelik ile daha düşük.⁷³³ Atom enerjisinin çelik yoğunluğu da MW başına 20-40 ton çelik ile daha az.³³³⁴ Öte yandan, ışılgerilimli güneş enerjisine kurulu MW başına 40-170 ton çelik gerek.³³³⁵ Güneş panellerinin kendilerinde hiç ya da az çelik olsa da, onları destekleyen yapılar için yeğlenen malzeme çelik.

Çelik ile yel gücü

Açık ara çelik yoğunluğu en yüksek güç kaynağı çağdaş yel türbini. Bir yel türbininin çelik yoğunluğu kendisinin boyutuna bağlıdır. Tek, büyük bir yel türbini kurulu MW başına iki daha küçük yel türbininden önemli düzeyde çok çelik gerektirir.³⁶ Örneğin, 100 metrelik bir kulesi olan 3,6 MW’lık bir yel türbini 335 ton çelik gerektirirken (MW başına 83 ton) 150 metrelik bir kulesi olan 5 MW’lık bir yel türbini 875 ton çelik gerektirir (MW başına 175 ton).³⁷ Günümüzdeki eğilim daha uzun yel türbinleri ve daha yüksek çelik yoğunluğuna doğru.

Çelik tüketimi denizüstü yel türbinlerine gelince daha bile artıyor. Karaüstü yel tarlaları temelleri betonarmeden yapılıyor, ancak denizüstü türbinler tek kazık ya da ceket temelleri gibi çok büyük çelik yapılar gerektiriyor.³⁸ Bu denizüstü yel türbinlerinin çelik yoğunluğu 5 MW’lık bir türbin için MW başına 450 ton olarak oranlanıyor, bu ısıl santralin çelik yoğunluğundan sekiz kat daha yüksek.³⁶. Bu yel türbinleri uzadıkça ve daha derin sulara doğru gittikçe çelik tüketimleri daha da artıyor.

Bugünlerde en yaygın denizüstü yel türbinlerinin 7 MW’lık bir sığası var, en büyüklerinin de 14 MW’lık.³⁶ Yukarıdaki verilerden yola çıkarak tedbirli bir öngörü yaparsak (güç sığası iki katına çıktığında çelik yoğunluğu da iki katına çıkıyor), 14 MW’lık bir yel türbini MW başına 1.300 ton ya da toplamda 18.200 ton çelik gerektiriyor. Sonuç olarak böyle bir yel türbini eşit güç sığası olan bir kömür ya da doğal gaz santrali ile karşılaştırılınca 24 kat daha çok çelik tüketiyor.

Daha kısa beklenen çalışma süresi

Yenilenebilir güç kaynakları ile fosil yakıtlar arasındaki bu ayrım çelik yoğunluğunu güç değil enerji birimi başına (MW yerine Mwh) hesaplarsak daha bile artıyor. Kömür ve doğal gaz santrallerinin tersine, yel ve güneş santrallerinin üretimleri hava durumuna bağlıdır, üretimleri sürekli olası en yüksek güç sığasında değildir. Dolayısıyla fosil yakıtlardan 1 MW’lık elektrik üretim sığasını değiştirmek (ortalama) 4 MW’lık güneş gücü ya da 2 MW’lık yel gücü gerektirir.³⁹ Bu yüzden 14 MW’lık denizüstü bir yel türbininin çelik yoğunluğu kilovatsaat başına üretilen elektrik açısından fosil yakıtlı bir santralden neredeyse 50 kat daha yüksektir.⁴⁰

14 MW’lık denizüstü bir yel türbininin çelik yoğunluğu kilovatsaat başına üretilen elektrik açısından fosil yakıtlı bir santralden neredeyse 50 kat daha yüksektir.

Güneş ve yel santrallerinin beklenen çalışma süreleri (20-30 yıl) da ısıl santrallerinkinden (30-60 yıl) daha düşüktür.³¹ Bu kurulu MW başına çelik yoğunluğunu arttırmazken, enerji birimi başına çelik yoğunluğunu yine arttırmaktadır. Denizüstü yel türbinlerinin ve güneş panellerinin temelleri ve yapıları destekledikleri güç kaynaklarından daha uzun ömürlü olduğundan ve yeniden kullanılabileceklerinden, bu çelik tüketimini sürekli iki katına çıkarmayabilir.⁴¹

Güç aktarım altyapısı

Yukarıdaki veriler yalnızca santrallerin kendisini bağlamaktadır. Fosil yakıtlı santraller için boruyolları, petrol kuyuları, kömür kazıcıları, ve benzerleri için kullanılan çeliği içinde bulundurmamaktadırlar. Ancak aynısı düşük karbonlu enerji kaynakları için de geçerli. Isıl santrallerden daha çok kaynak gerektirdiklerinden (çelik ancak ayrıca başka metaller ve malzemeler), fosil yakıtlar için olan tedarik zinciri kadar çelik yoğunluklu olan küresel madencilik ve taşıma altyapısına bağlıdırlar.

Ayrıca enerjinin tüketildiği merkezlerden uzak, geniş alanlara yayık ve elektrik tüketimleri aralıklı ve öngörülemez olduğundan, yenilenebilir aktarım kaynakları aktarım altyapısını genişlemeye sürüklemektedir. Bu altyapı da, şalt yapılarından iletim tellerine, çeliğe bağlıdır.^282930313242

Son olarak, düşük karbonlu enerji kaynaklarının özel çelik türlerine yüksek bir bağlılığı vardır, bu çelik türlerini üretmek de daha çok enerji tüketmektedir. Denizüstü yel türbinleri için kullanılan çelik paslanmaya dayanıklı olmak durumundadır, ayrıca paslanmaz çelik güneş panellerinin destek yapıları için daha sık kullanım görmeye başlamıştır.⁴³ Elektriksel silikon çelik, güç ağındaki dönüştürücüler (trafolar) için vazgeçilmezdir.⁷ Nükleer santrallerin çelik yoğunluğu düşük olabilir ancak neredeyse büsbütün yoğun enerji gerektiren özel çeliklerden yapılmaktadırlar. Örneğin bölünebilir uranyum barındıran yakıt ögelerini kaplamak zirkonyumlu çelik gerektirir, tüm yapı ögeleriyse östenitik paslanmaz çelik bulundurur.⁷⁴⁴

Düşük karbonlu bir ağ geri dönüşmüş çelikten yapılamaz

Düşük karbonlu enerji kaynaklarının yüksek enerji çoğunluğu bizi bir “Madde 22” ile karşı karşıya bırakıyor, ne yaparsak yapalım sorundan çıkış olmayan bir durum. Isıl santralleri yenilenebilirler ile değiştirmek istiyorsak daha çok çelik gerek. Yeterince hurda olmadığından bu ek çeliği yalnızca demir cevheri kullanıp fosil yakıtlar yakarak yüksek fırınlarda üretebiliriz. İklim değişikliğinin önüne geçmek için ivedilikle yüksek sayıda düşük karbonlu kaynaklar kurmalıyız. Ancak döngüsel malzeme akımı elde edip düşük karbonlu güç kaynaklarını hurda ve yenilenebilir enerji ile kurmamız için tersini yapmamız gerek: Düşük karbonlu bir güç ağının gelişimini yavaşlatmak.

2013 yılından sıklıkla alıntılanan bir çalışma güneş ve yel gücünün 25.000 Twh elektrik sağlayabilmesi için, bu 2021 yılındaki toplam elektrik tüketimine denk bir sayı, yalnızca santral kurulumunun yaklaşık 3.200 Mt çelik gerektireceği sonucuna vardı.³³⁴⁵ Yeryüzünün toplam elektrik isteğinin 2050 yılında 52.000-71.000 Twh’ye artmış olması bekleniyor, bu da ek çelik gereğini 6.400-8.960 Mt’ye arttıracaktır.⁴⁶ Güneş panelleri ile yel türbinlerinin çalışma süresine (25 yıl) dağıtırsak, bu yapılar için yıllık 256-358 Mt ek çelik üretmemiz gerek. Bu yolcu taşıtları (195 Mt) ile diğer taşıma türleri (98 Mt) için olan çelik isteğinin toplamıyla karşılaştırılabilir.

Bu yine de oldukça iyimser bir oranlama. Elektrik isteği toplam enerji isteğinin yalnızca yaklaşık %20’si. Toplam enerji (2021 yılında 177.000 Twh) isteğinin güneş ve yel ile karşılanabilmesi için 22.400 Mt çelik gerek. Bu yıllık ek 896 Mt çelik üretimine eşit, 2000’li yılların başındaki yıllık üretime denk. Elektriğin fosil yakıtlardan daha verimli biçimde kullanılabileceği tartışılabilir, örneğin arabalar ve ısıtma sistemlerinde. Ancak ayrıca artması beklenen enerji isteği bu artan verimlilikten yapılan kazancı değersizleştirecektir.

Yüksek teknolojili çözümler

Çelik sanayii çelik üretimini karbonsuz kılmak için teknolojik gelişmelere bel bağlıyor. Bir seçenek kömürü doğal gaz ile değiştirmek, bu Orta Doğu ile Kuzey Amerika’da çoktan yaygın olan bir yaklaşım. Doğal gaza dayalı çelik üretimi biraz daha düşük karbon salınımı sağlıyor, ancak yine elektrik ark fırının kullanmaktan çok daha yüksek salınıma neden oluyor. Dolayısıyla ilginin çoğu doğrudan indirgemeli dikeç fırında kok kömürünün yerine geçebilecek bir indirgeyici ayıraç olan hidrojene gidiyor.⁴⁷ Ancak çelik yoğunluğu yüksek altyapı gerektirdiğinden hidrojene dayalı çelik üretimi de madde 22’den kaçmamızı sağlamıyor.

Hidrojenin üretimi enerjiye aç bir süreç. 1 kg hidrojen üretmek 50-55 kilovatsaat istiyor, 1 ton çelik üretmek de 60 kg hidrojen gerektiriyor.⁴⁷ Bu durumda 1 ton çeliği hidrojenle üretmek 3.000 kWh’lik elektrik tüketiyor, bu da hurda kullanarak elektrik ark fırınından çelik üretmekten on kat daha yüksek. Sonuç olarak hidrojene dayalı çelik üretimi hurdaya dayalı çelik üretiminden on kat daha çok yel türbini ya da güneş paneli istiyor. Bunun üstüne hidrojen altyapısı için boruyolları ve toplama tanklarına da çelik gerekiyor.

Demir-çelik fabrikalarından çıkan karbo salınımlarının yakalanıp yer altında tutulduğu karbon yakalaması ve depolaması süreci de bu sorunla karşı karşıya kalıyor. Çelikten altyapı ve ek enerji gerektiriyor, böylece dolaylı yoldan fosil yakıt tüketimini arttırıyor. Eski, sanayi öncesi çelik üretim süreçlerine dönmek de çözüm değil. Günümüzün yüksek fırını, özünde, önceki yüzyıllardaki yüksek fırınlar ile aynı, yalnızca verimliliği daha yüksek.⁷

Düşük teknolojili çözümler

Yukarıda imgelediğimiz durum karbonsuz çelik ve güç üretimi için çok az umut varmış gibi gösteriyor. Ancak bunu elde etmemizi sağlayacak düşük teknolojili bir çözüm var. Çelik üretimini nicelik ve nitelik açısından varolan hurda arzına eş olacak biçimde ölçüleyebiliriz. Bu tüm çeliği elektrik ark ocaklarında hurdadan yapmamızın önünü açar, bu da bu sanayinin enerji tüketimini önemli düzeyde azaltır ve karbon salınımlarını neredeyse bitirir. Ancak bunu yaparken amaç plastik bileşimleri ve alüminyuma yönelmek olmamalı, bunları üretmek daha bile çok enerji istiyor. Tek çözüm genel olarak malzeme tüketimini azaltmak.

Çelik üretimini nicelik ve nitelik açısından varolan hurda arzına eş olacak biçimde ölçüleyebiliriz.

Çelik üretimini azaltmak ve daha yaygın çelik türlerine dönmek bizi Tunç Çağı’na geri atmaz. Dediğimiz gibi, çalışma süresi bitmiş hurda uygunluğu 2021 yılında 450 Mt idi, bu da şimdiki çelik üretiminin dörtte birince çelik üretmeye uygun. Ayrıca küresel hurda arzı önümüzdeki 40 yıl boyunca artmayı sürdürecek, bu da yıl yıl düşük salınımlı çelik üretmemizin önünü açacak. 2050’ye doğru hurda arzının 900 Mt’ye çıkması beklenmekte, bu günümüz üretiminin neredeyse yarısı.⁴⁸ Tüm bu ek çelik salınımları arttırmadan düşük karbonlu bir güç ağına geçmemize yatırılabilir.

Çağdaş toplumda çelik yoğunluğunu arttırmak için bolca yer var. Tüm gereksinimlerimiz, üstüne ötesi, çok daha az çelikle karşılanabilir. Örneğin, arabaları küçülterek hafifletebiliriz. Bu enerjiye aç özel çeliğe gerek duymadan enerjide tutum getirir. Arabaları bisikletler ve toplu taşıma ile değiştirebiliriz, böylece daha çok kişi bunlara giden daha az çeliği paylaşabilir. Böyle değişiklikler karayolu ağına, enerji altyapısına ve üretim sanayisine olan gereği de azaltır. Daha az imalat tezgahı, gemi konteyneri, ve betonarme yapıya gerek duyarız. Çelik yoğunluğu bir yerde düşürüldüğünde bu kazanımlar bütün düzene dalga dalga yansıyor. Paslanmayı önlemek ve daha çok çeliği yerel kaynaklardan yerel olarak üretmek de enerji tüketimini ve salınımları azaltır.¹⁰¹⁴

Çelik üretiminin sürekli artışı, insan toplumunun artan çelik yoğunluğu, sürdürülebilir çelik üretimini olanaksız kılıyor. Hiçbir teknoloji bunu düzeltemez çünkü özünde bu teknolojik bir sorun değil. Odun isteği odun arzından daha düşük olduğunda ormancılığın sürdürülebilir olması gibi, çelik de (hurda) arzı ve (çelik) isteğinin dengelenebilmesine bağlı olarak sürdürülebilir ya da değil. Demir Çağı’ndan kaçamayabiliriz ancak çelik üretimini fosil yakıtlarına bağlayan madde 22’den kaçabiliriz.⁴⁹