Uzun yıllardır Türkiye’nin kendi enerji ihtiyacını %100 yenilenebilir enerjiyle karşılayabileceğini dile getiren biri olarak, bunun yolunun ekonomik, ekolojik ve güvenliğe dayalı sebeplerle ‘Yeşil Hidrojen’den geçtiğini de zaman zaman vurguladım. Hazırladığım bu özet raporda ise Türkiye’de yeşil hidrojen sektörünü neden ve nasıl kurmamız gerektiğini maddeler halinde sizlerle paylaşıyor olacağım.

Yeşil Hidrojen neden gereklidir?

1) Ekonomik Sebepler

Türkiye’nin cari açığının 1 numaralı sebebi enerji ithalatıdır. Enerjiyi ithal etmek yerine kendi kaynaklarımızla karşılarsak ülkemiz cari açık yerine fazla vermeye başlar. Bu da bütün ekonomik göstergelerin pozitife dönmesi anlamına geliyor.

2) Ekolojik Sebepler

İklim değişikliğinin etkilerini sınırlamak ve süreci tersine çevirmek için karbon salınımını aşağı çekmemiz, hatta sıfırlamamız gerekiyor. Bu mücadelenin en etkin yolu da en çok karbon salınımına sebep olan enerjinin fosil yakıtlardan elde edilme modelini %100 yenilenebilir enerjiye çevirmektir.

3) Enerji Arzı Güvenliği ve Milli Güvenlik Meselesi

Doğalgaz ithalatının her an sorun yaşayabileceğimiz komşu ülkelerden geliyor olması bir milli güvenlik meselesidir. Bu ülkeler geçmişte birçok kez tanık olduğumuz gibi enerjiyi bir silah gibi kullanıp ülkemizi tehdit edebilir ve enerji arzında ciddi aksamalara sebebiyet verebilirler. Doğalgaz ihraç eden ülkelerin egemenliğimizi tehdit etmelerinin önüne geçebilmek için ihtiyacımız olan enerjiyi kendi enerji kaynaklarımızla karşılamamız gerekir.

Kendi enerji ihtiyacımızı da %100 yenilenebilir enerjiyle karşılayabiliriz. Türkiye’de yenilenebilir enerjinin her türü mevcuttur (güneş, rüzgar, jeotermal, biyoenerjiler, dalga, akıntı vb.). Yenilenebilir enerjide en çok öne çıkan ve Türkiye’nin tüm enerji ihtiyacını tek başına karşılayabilecek potansiyele sahip güneş ve rüzgar enerjilerinin bir handikabı var. O da enerjiyi güneş ve rüzgar olduğu zaman üretebiliyoruz. Baz yükü yani istediğimiz zaman enerji üretip günün her saatinde enerji ihtiyacımızı karşılayabilmek için 4 yol var. Ancak bu dört yolun yeşil hidrojen dışındakilerinde kısıtlamalar var:

a) Baz yükü sağlayan yenilenebilir enerjiler: Jeotermal ve Biyoenerjilerin (Biyogaz, Biyoyakıt, Biyokütle) sınırlı kapasiteleri var. Tüm ülkeyi baştan aşağıya jeotermal ve biyoenerjilerle donatsak bile ülkenin baz yükü ihtiyacını karşılayacak enerjiyi yine de üretemeyiz.

b) Hibritleme (güneş ve rüzgar enerjisinin birlikte kurulumu): Birlikte kurulan rüzgar ve güneş santralleri, gündüz güneş enerjisi ağırlıklı, gece de rüzgar enerjisi üretimi veya sezonsal olarak, yazın güneşten kışın da rüzgardan daha fazla üretim yapıp birbirlerini dengeleseler dahi ‘ihtiyaç duyulduğunda enerji üretimi‘ talebini karşılayamaz, kontrol edebileceğimiz bir stabilizasyonu sağlayamazlar.

c) Batarya: Isı depolama teknolojileri ısı ihtiyacını karşılayabilir ancak bu teknolojilerin asıl ihtiyaç olan elektriği üretme prosesi zor ve maliyetli (erimiş tuz prosesini kontrol etmek, sonra buhar üretmek, en sonunda da buhar türbiniyle elektrik üretmek gerekiyor).

Elektrik depolayan bataryaların teknolojilerinde son 3-4 senede önemli gelişmeler kaydedildiyse de bu bataryaların hammaddelerinin çıkarıldığı madenlere erişimdeki güçlükler ve teknolojideki verimliliklerin yüksek enerji ihtiyaçlarını karşılamada sınırlı kalması; bataryalarla tüm baz yükü enerji ihtiyacını karşılamakta sıkıntı çekileceği anlamına geliyor.

d) Yeşil Hidrojen: Kendi gazını yenilenebilir enerjiden üretip ihtiyaç olduğu zaman yakıp enerji ihtiyacını karşılamak tüm bu denklemde taşların yerine oturmasını sağlıyor. Baz yükünü sağlamak için yeşil hidrojen şart. Yeşil hidrojen, bir nevi enerji depolama yöntemidir. Depolandığı yerde kullanılabilir veya farklı formlarda bir yerden bir yere taşınıp ihtiyaç duyulan lokasyonların enerjisini karşılayabilir.

Yeşil Hidrojen hangi sektörlerin talebini karşılayabilir?

Yeşil Hidrojen doğalgazın yerini alıp, doğalgazın kullanıldığı her yerde talebi karşılayabilir. Buna göre:

1) Sanayi: Türkiye’deki tüm OSB’ler ve sanayi kuruluşları doğalgaz yerine hidrojen kullanmaya başlayabilir. Çelik ve çimento gibi yüksek montanlı gaz kullanan endüstrilerden başlanılabilir.

2) Binalar: Konut, iş yeri ve diğer tüm binalarda doğalgaz yerine hidrojen kullanmaya geçilebilir.

3) Ulaşım: Gelecekte tüm küçük araçlar (arabalar, minibüsler, otobüsler, kamyonlar vb.) solar elektrikli olacakken, büyük araçlar (tırlar, gemiler, uçaklar vb.) hidrojenle çalışır hale gelecek. Türkiye’de bu dönüşüm hiç vakit kaybetmeden başlatılmalıdır.

4) Elektrik veya ısı üretimi: Gerekli görüldüğü yerlerde hidrojen belli bir bölgenin elektrik ve ısı ihtiyacını karşılayabilir.

Hidrojenle ilgili dikkat edilmesi gereken hususlar nelerdir?

1) Hidrojenin rengi sadece yeşil olmalıdır: Hidrojen üretirken elektrolizör, kompresör ve hatta deniz suyunu tuzsuzlaştıran tesisi (desalination plant) çalıştırmak için elektriğe ihtiyacımız var. Sektörde yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen elektrikle üretilen hidrojene “yeşil”, doğal gazla üretilene “gri”, kömürle üretilene “kahverengi”, fosil yakıtla üretilip karbonun bir yerde depolanmasına “mavi”, nükleer santralle üretilene “pembe” diye elektriğin kaynağına göre farklı renkler verilmiş durumda. Güvenli enerjiye erişim, iklim değişikliğiyle mücadele ve karbon salınımını sıfırlayabilmek için hidrojenin renginin sadece yeşil olması gerekir.

Kafanızda canlandırabilmeniz için aşağıda yenilenebilir enerjiden elde edilen elektrikle elektrolizör çalıştırılarak su moleküllerini oksijen ve hidrojen atomlarına ayrıştırılmasıyla hidrojen üretilmesi ve sonrasında da ihtiyaç duyulan sektörlere arzının yapılmasını özetleyen görseli bulabilirsiniz:

2) Hidrojen üretirken karadaki suyu kullanmamak gerekiyor: Yeşil hidrojen üretiminde karadaki suyun kesinlikle kullanılmaması gerekir. Önümüzdeki 10 sene içinde iklim değişikliğiyle birlikte kuraklıkların artması ve belli başlı bölgelerin su sıkıntısı çekmeleri beklenmektedir. Karadaki su haricinde hidrojen üretimi için 3 kaynak kullanılabilir:

a) Deniz Suyu: Tuzsuzlaştırıp istenilen saflıktaki su elde edilebilir.
b) Yağmur Suyu: Yağmur suları hidrojen tesislerinin yanında oluşturulan yapay göletlerde toplanır ve gerekli filtrelemeden sonra hidrojen üretimi için kullanılabilir.
c) Atık Su: Sanayi tesislerinin atık suları belli bir prosesten geçtikten sonra hidrojen üretimine uygun su haline getirilebilir.

Hidrojen sektörünün bu aşamada sorun yaratması değil, çözümün bir parçası olması gerekiyor. Bir başka deyişle, hidrojen üretimi için deniz suyundan tuzsuzlaştırıp elde edilen suyun bir kısmı kuraklık çeken bölgelerdeki halkın ihtiyacı için kullanılabilir. Örnek olarak aşağıda daha evvel Shura Enerji Dönüşümü Merkezi tarafından hazırlanmış Hidrojen Raporu’nda belirlenmiş bölgeleri paylaşıyorum. Tüm potansiyel hidrojen bölgelerinin deniz kenarında olduğunu net bir şekilde görebilirsiniz:

3) Mümkünse gaz formu korunmalıdır: Hidrojen depolama ve taşımada farklı alternatifler var:

a) Orijinal haliyle gaz
b) Sıvı
c) Metan
d) Amonyak
e) LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers / Sıvı organik hidrojen taşıyıcıları)

Bu alternatiflerde mümkünse ek bir proses ekleyip maliyeti yükseltmemek için gaz tercih edilmelidir. Örneğin gazı sıvılaştırmak için ek yatırım ve operasyon maliyetine katlanmanız gerekir. Aynı durum metan gazı, amonyak veya bir sentetik yakıt olan LOHC üretimi için de geçerlidir.

Ayrıca metan gazı, amonyak ve LOHC yakıldığında ortaya karbon çıkar. Buna ek olarak amonyak toksik maddeler içermektedir, LOHC’nin toksik olmayan türü de vardır ama ciddi maliyetlidir.

Hidrojen nasıl taşınabilir?

Yüksek teknolojiyle iş güvenliği önlemleri en üst düzeyde alınarak hidrojenin tüm formları taşınabilir. Burada belirleyici unsur maliyettir. Hidrojeni taşımanın 3 yöntemi vardır:

1) Kara Yolu: Kamyon veya tırlarla yurt dışına ve yurt içine taşınabilir. Özellikle hidrojenin dağıtımında karayolu tercih edilebilir. Avrupa’ya Yunanistan ve Bulgaristan karayolları aracılığıyla hidrojeni taşıyabiliriz.

2) Deniz Yolu: Yüksek montanlı hidrojen, gemilerle taşınabilir. Olası rotalar aşağıdaki gibidir:

a) Karadeniz’den Tuna nehrine girerek Avrupa’nın birçok ülkesine ulaşılabilir.
b) Ege Denizi’nden Yunanistan’a taşınır oradan da Avrupa’nın diğer ülkelerine kara ve deniz yoluyla ulaştırılabilir.
c) Akdeniz’e sahili olan tüm ülkelere hidrojen deniz yoluyla Akdeniz’den iletilebilir.

3) Boru Hattı: Gaz yani orijinal formunda hidrojeni boru hatlarıyla taşımak mümkün. Bu boru hatları Avrupa’nın birçok yerine gidebilir veya ülke içinde de oluşturulabilir.

Ülke içine hidrojeni boru hattıyla bir yere getirip dağıtımı kamyonlarla yapabilirsiniz veya OSB’ler gibi kullanım hatlarına direkt boru hattı çekebilirsiniz. Doğalgaz boru hatlarının dönüştürülmesi de bir alternatiftir. Doğalgaz boru hatlarının içine %20 oranına kadar hidrojen karıştırılması da bir alternatiftir. Ancak ideali hidrojeni doğalgazla karıştırarak taşımak değil, teknik olarak hidrojenin taşınması için yapılmış boru hattından sadece hidrojenin taşınmasıdır.

TANAP benzeri bir rotada (Türkiye, Yunanistan, İtalya vb.) sadece hidrojenin geçeceği bir boru hattı mantıklı olur. Sektörde genel görüş, 1.500 km’ye kadar olan mesafelere hidrojenin orijinal gaz formunda boru hatlarıyla taşınması, 1.500 km’nin üzerindeki mesafelerde ise sıvı hidrojen, amonyak veya LOHC’ye çevrilerek taşınmasıdır.

Aşağıda bu durumu açıklayan Uluslararası Enerji Ajansı’nın (International Energy Agency – IEA) 2019 senesinde yayınladığı hidrojen raporunun grafiklerini bulabilirsiniz:

SONUÇ:

1) Türkiye’de kullanılan doğalgazın ekonomik, ekolojik, enerji arzı güvenliği ve milli güvenliğe dayalı meseleler nedeniyle hidrojenle değiştirilmesi gerekmektedir.

2) Hidrojen denilince sadece yeşil hidrojen yani yenilenebilir enerjiyle üretilen hidrojen akla gelmelidir. Diğer elektrik kaynakları ekonomik, ekolojik ve güvenlik sebeplerinden dolayı düşünülmemelidir.

3) Hidrojen üretimi, depolanması ve taşınması için birbirine paralel bir şekilde kamunun altyapı yatırımları yapması, ayrıca bu sektörde faaliyet gösterecek özel sektöre de teşvik vermesi ve önlerini açması gerekiyor.

4) Aşamalı olarak kara yolu ve deniz yolu taşımacılığı kısa ve orta vadede kullanılabilir, uzun vadede ise boru hatları devreye alınabilir.

5) Hidrojen hem merkezi sistemlerde (enerji santralleri) hem de dağıtık sistemlerde (OSB’ler veya sanayi tesisleri) kullanılabilir. Dağıtık sistemlere örnek olarak OSB’ler kendi atık sularını hidrojene dönüştürüp kullanabilirler.

6) Karadaki suları kullanmamak gerekiyor. Deniz suyu, yağmur suyu ve atık sular hidrojenin kaynağını oluşturmalıdır.

7) Hidrojen teknolojisi yatırımı yapan Türk firmalarının her konuda desteklenmesi gerekir.

 

Not: 

1. Türkiye'nin %100 yenilenebilir enerjiyi hedeflemesi gerektiğini en az 10 yıldır söylüyorum. İşte 2013 senesinde Turkish Policy Quarterlly'de kaleme aldığım ilgili yazı: Why Turkey Should Aim for 100% Renewable Energy?, Summer 2013 - TPQ (turkishpolicy.com)

2. Daha evvel kaleme aldığım "Yeşil Hidrojen" konulu yazıların linklerini aşağıda paylaşıyorum: 

(05/09/2021): H. Serhan Süzer - İklim değişikliğine karşı gizli kahraman: Yeşil Hidrojen (serhansuzer.com)

(31/05/2022): H. Serhan Süzer - Avrasya bölgesinde yeşil hidrojen (serhansuzer.com)

 

Etiket: ekoloji