Enerji, sürdürülebilir kalkınma hedefine ulaşmada oldukça önemli bir yere sahip. Özellikle fosil temelli yakıtların toplumların enerji ihtiyacını karşılamada kullanılması önemli ekonomik, çevresel ve sosyal sorunlara yol açıyor. Bu açıdan bakıldığında hidrojen enerjisi bu problemlerin çözümünde önemli bir alternatif olarak karşımıza çıkıyor.

BIR ENERJI TAŞIYICISI OLAN hidrojenin geleceğin enerji senaryolarında önemli bir yere sahip olması bekleniyor. Sanayi devriminden günümüze, yenilikçi enerji teknolojileri, teknolojik ve ekonomik ilerleme açısından büyük önem taşıyor. Fosil kaynaklardan elde edilen, kolayca ulaşılabilir elektrik ve termal enerji, toplumların bağımlı hale geldiği üretim, ulaştırma ve iletişim altyapısının gelişmesini kolaylaştırıyor. Yenilenebilir teknolojilerin ülkemizde geliştirilmesi adına da rüzgâr ve güneş enerjisi alanında önemli gelişmeler yaşıyoruz. Sürdürülebilir bir gelecek için karbon salımına yol açmayan, çevre dostu, yakıt tasarruflu ve yüksek enerji dönüşüm verimliliğine sahip güç üretim çözümlerinin oluşturulması gerekiyor. Bu bağlamda, güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir enerji kaynakları kaynaklarının sürekliliğinin sağlanmasında hidrojen gibi çevre dostu yakıtların kullanımı öne çıkıyor.

Yenilebilir kaynaklarla hidrojenin üretilmesi, güvenli bir şekilde depolanması ve yüksek verimli yakıt pillerinde elektrik enerjisine dönüştürülmesi üzerine yapılan bilimsel araştırmalar ve ürün tasarımları özellikle son yıllarda tüm dünyada ivme kazandı. Hidrojen destekli güç üretim teknolojilerinin kullanımı özellikle ulaşım, taşınabilir ve sabit güç sistemleri başta olmak üzere bireysel ve yaygın güç gereksinimi olan çeşitli alanlarda yaygınlaşmaya başlamış ve bu konudaki Ar-Ge faaliyetleri yoğun bir şekilde devam ediyor.

Konuyla ilgili olarak görüşlerini paylaşan ODTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. İskender Gökalp; “Hidrojen, ekonomiyi karbonsuzlaştırma yani karbondioksit (CO2) salınımlarından ve küresel ısınmadan kurtarma, 2050 yılında CO2 salmayan ekonomik sisteme ulaşma ve bugün neredeyse durma tehlikesiyle karşı karşıya olan ekonomik sistemi yeniden canlandırma vesilesi olarak görülüyor. Hidrojenin temiz üretiminin (yani bugün olduğu gibi doğalgaz reformajı yoluyla CO2 salarak değil) ticari boyuta ulaşması ve birim üretim maliyetinin 2030’a kadar ekonominin kaldırabileceği seviyeye düşü- rülmesi için milyarlarca dolar ve euro masaya konulmaya başlandı” diyor.

TÜRKİYE BU SÜRECİN NERESİNDE OLMALI?

Türkiye’nin küresel hidrojen pazarında önemli bir oyuncu olma potansiyeli var mı? Bu sorulara, hidrojeni güvenlik, tüketim alanları yani pazar imkanları, teknoloji ve kurumsallık konularıyla ilişkilendirerek cevap veren Gökalp sözlerini şöyle sürdürüyor: “Hidrojenin ekonomiye dahil olabilmesi için önemli tüketim pazarlarına ulaşması gerekiyor, 30 sene sonra değil, şimdiden. Dolayısıyla bugün eli hidrojene mecbur olan sanayi sektörleri (rafineriler, kimya sanayii, cam sanayii) temiz hidrojenin ilk müşterileri olmalılar (daha sonra da çimento ve demir çelik gibi üretim süreçlerini CO2 salınımından kurtarmak zorunda olan sektörler). Temiz hidrojenin pazarını bir an önce büyütürsek, hidrojen üretim ve kullanım teknolojilerinin “learning by doing” yoluyla sürekli iyileştirilmeleri ve hidrojenin birim üretim maliyetinin düşürülmesi sağlanır.”

Bilkent Enerji Politikaları Merkezi Araştırmacısı Barış Sanlı ise Türkiye’nin hidrojen HUB olup olmamasıyla ilgili olarak pratikte tüm ülkelerin HUB olabileceğini ve söylüyor ve şöyle devam ediyor: “Dünyada terminal statüsünde onlarca ülke var. Ama örneğin petrolde ya Brent ya WTI aklımıza geliyor. Türkiye hidrojen HUB’ı olabilir mi? Tabii ki. Ama nasıl bir HUB olmalı sorusu önemli. Bunun için de likidite, fiziksel, finansal ürünler, altyapılar ve büyük ölçekli üretim veya tüketim gerekiyor, gerçekte bir hidrojen piyasası kurulması gerekiyor” diyor.

Sanlı, rafineri ve kimyasal tesislerle Türkiye’deki hidrojen tüketiminin ve üretiminin hemen hemen büyük kısmının yapıldığına dikkat çekiyor ve şu bilgiyi paylaşıyor: “Bu tesislerin kullanacakları hidrojenin yeşil hidrojen olması ve bunun yıllara uzanan oranlar ile örneğin 2030’da yüzde 100 yeşil hidrojen olacak denmesi önemli bir politika adımı olabilir.”

Türkiye ve Avrupa ülkelerinde hidrojenin doğal gaz dağıtım şebekesine enjeksiyonu konusunda çalışmalar yürütüldüğünü söyleyen GAZBİR Başkanı Yaşar Arslan da başta Almanya olmak üzere birçok Avrupa ülkesinde toplam 50’nin üzerinde projede doğalgazın hidrojen ile karıştırılarak nihai tüketiciye ulaştırılmasını hedeflediklerini ve pilot bölgelerde uygulamalar yapıldığını söylüyor. Hidrojenin doğalgaz dağıtım şebekesine entegrasyonuna ilişkin çalışmalar GAZBİR’in teknik merkezi olan GAZMER’in Konya’daki Ar-Ge merkezinde devam ediyor. Arslan, “Projeyle ulaşılmak istenen hedef, ilerleyen yıllarda doğalgazın, hidrojen ile karıştırılması sonucu doğalgazın karbon salım değerlerinin en düşük seviyeye çekilmesi ve yerli kaynaklarla elde edilen hidrojen sayesinde doğalgaz ithalatının azaltılması. Projenin ekonomik etkilerine bakıldığında yüzde 10 oranında hidrojenin doğal gaz ile karıştırılması sonucu yıllık 2 milyar dolar civarında doğalgaz ithalatının önüne geçilebilir. Yıllık 12-13 milyar dolar civarında olan doğalgaz faturası önümüzdeki yıllarda bu projeyle yüzde 15 civarında azalabilir” diyor.

‘Türkiye, hidrojen teknolojilerinde küresel oyuncu seferberliği ilan etmeli’

PROF. DR. İSKENDER GÖKALP ODTÜ Makine Mühendisliği Bölümü

“HIDROJEN’IN ADINI modern kimya biliminin kurucusu sayılan Antoine Laurent Lavoisier koymuştur. Çeşitli bilim ve teknoloji alanlarına katkılarına rağmen, Fransız devrimi öncesinde Orléans bölgesinde kral adına vergi toplayıcısı olduğu için, Fransız Devrimi’ni izleyen Terör (Terreur) döneminde, 1794 yılında Lavoisier’nin boynu vurulmuştur. Lavoisier hidrojen kelimesini eski Yunanca “hydro” ve “gennan” kelimelerinden “su üreten” anlamında tanımlamıştır. Bugün hidrojen kelimesi birçok lisana yerleşmiştir; ama, Almanca “wasserstoff”, Rusça “vodorod”, Çince “tç’ing-tç’I”, Japonca “sui-so” kelimelerini türetmiştir ki hepsi Lavoisier’nin önerdiği anlamı verir. Osmanlıca da, aynı anlama gelen, “müvellidülma” kelimesini üretmiştir. Türkçesi yoktur.

Hidrojen, ekonomiyi karbonsuzlaştırma yani karbondioksit (CO2) salınımlarından ve küresel ısınmadan kurtarma, 2050 yılında CO2 salmayan ekonomik sisteme ulaşma ve bugün pandemi yüzünden nerdeyse durma tehlikesiyle karşı karşıya olan ekonomik sistemi yeniden canlandırma vesilesi olarak görülüyor. Hidrojenin temiz üretiminin (yani bugün olduğu gibi doğalgaz reformajı yoluyla CO2 salarak değil) ticari boyuta ulaşması ve birim üretim maliyetinin 2030’a kadar ekonominin kaldırabileceği seviyeye düşürülmesi için milyarlarca dolar ve euro masaya konulmaya başlandı.

Hidrojenin Türkiye’nin enerji arz güvenliğine ve küresel ısınmayı azaltmaya katkısı olacağı açık. Temiz hidrojen üretmek için Türkiye’nin gereken suyu ve yenilenebilir enerjisi var. Ayrıca organik atıkları bertaraf ederek hidrojen üretme potansiyeli de var. Bir de, Türkiye, hafif metallerin hidrolizi yoluyla hidrojen eldesi için en uygun metal olan, bor rezervlerine sahip.

Ama güvenlik konusu bunlarla sınırlı değil. Fiziksel, kimyasal ve ısısal özelliklerinden dolayı, hidrojenin doğalgaza göre güvenlik (yangın, patlama) riskleri çok daha fazla. Bu riskler bilhassa hidrojenin iletimi, depolanması ve kullanılması safhalarında ortaya çıkıyor. Üstelik, hidrojen, bugün olduğu gibi sadece mühendislerin ve teknisyenlerin kullandığı bir malzeme olmaktan çıkıp, halkın, son kullanıcı olarak, ulaşımda, ev ve işyerlerinde kullanacağı genel bir malzeme kimliğine bürünürse, kaş yaparken göz çıkarma riski bence yüksek. Dolayısıyla, Türkiye bu riskleri en aza indirecek teknolojiler üzerine, yani kullanma yerinde, istenildiği kadar ve istenildiği zaman hidrojen üretimini sağlayacak teknolojilere odaklanabilir.

Aynı şekilde, organik atıkların bertarafı ile hidrojen üretimini entegre edebilen teknolojik çözümler de Türkiye’ye özgün bir yaklaşım kazandırabilir. Hidrojenin ekonomiye dahil olabilmesi için önemli tüketim pazarlarına ulaşması gerekiyor, 30 sene sonra değil, şimdiden. Dolayısıyla bugün eli hidrojene mecbur olan sanayi sektörleri (rafineriler, kimya sanayi, cam sanayi) temiz hidrojenin ilk müşterileri olmalılar (daha sonra da çimento ve demir çelik gibi üretim süreçlerini CO2 salınımından kurtarmak zorunda olan sektörler). Temiz hidrojenin pazarını bir an önce büyütürsek, hidrojen üretim ve kullanım teknolojilerinin “learning by doing” yoluyla sürekli iyileştirilmeleri ve hidrojenin birim üretim maliyetinin düşürülmesi sağlanır. Aynı zamanda, Avrupa Birliği’nin 2023 yılında yürürlüğe sokmayı öngördüğü “Green Deal carbon border adjustment mechanism” gibi düzenlemelerle getireceği “CO2 yoğun ürünlerin” ihracat yasaklamalarına karşı önlem alınmış olunur. Bu konuda ilerleyebilmek için gereken düzenlemelerin Türkiye’de kanun koyucu tarafından vakit kaybetmeden gündeme getirilmesi gerekmektedir.

Türkiye’nin bu yeni alanlara vakit kaybetmeden girmesi ve küresel oyuncu olma seferberliği ilan etmesi gerekmektedir. Dikkat edilecek bir nokta, seferberliğe konu olacak teknolojilerin dışa bağımlılığı artırmaması tersine azaltmasıdır. Burada Üniversite- Kamu-Sanayi iş birliğinin önemi açıkça görülmektedir. “Türkiye Temiz Hidrojen İttifakı”nın bütün ilgili kamu ve özel paydaşlarla milli ve yerli seferberlik anlayışı ile kurulması, Türkiye’nin hidrojen dünyasında yer almasının ilk ve gerekli adımıdır. Aynı zamanda, kurumsallık kişisellik hastalığının panzehiridir.

“Enerji politikaları hayal gücü ve vizyonlarla planlanır, realitelerle yaşanır”

BARIŞ SANLI Bilkent Enerji Politikaları Merkezi Araştırmacısı

“TÜRKIYE HIDROJENDE HUB OLABILIR MI? sorusunun cevabı pek de bir anlam ifade etmeyebilir. Ama bize kapı açacağı başka sorular sebebiyle düşünülmeyi ve tartışmayı hak ediyor. İlk soru hidrojenin gelecekte hayatımızdaki yeri ne olacak? Hidrojenin hayatımızdaki yerini maliyetler belirleyecek. Gerçekten küresel bir hidrojen yatırım artışı olacak ise, hidrojenin ölçeği yakalaması için önünde 5-10 sene var. Maliyetleri ise iki şey belirleyecek, elektrik fiyatı ve otomasyon. Bugün yapılan elektrolizörlerin önemli kısmı el yapımı, bu şekilde ölçek oluşturulması imkansız. İkinci soru, enerji kaynaklarında çok daha temel bir soru: Arz mı talebi doğurur, talep mi arzı doğurur? Geçmiş örneklerde gördüğümüz kadarı ile öncü ekonomilerde arz talebi doğurur, arkadan gelen ekonomilerde ise talep arzı doğurur. AB de bu sebeple arz üzerine eğiliyor. Bir sürü elektrolizör vaadi var. Hidrojen stratejisinin temelinde suyu hidrojen ve oksijene ayıracak hidrojen vaatleri var. Fakat atlanan bir nokta var. Bu da bizi üçüncü soruya getiriyor. Bu kadar elektrolizör ile üretilen hidrojen nereye satılacak? Bu soruya “piyasa oluşturulması” sorusu diyoruz. AB stratejileri bu sebeple biraz garip, daha çok sanayi sektör lobilerinin, hazır parayı kendi aralarında paylaşma heveslerinin bir kısım bürokratlarca -ne kadar terbiye edilebilirse- terbiye edilme çalışmaları. AB hidrojene çok hızlı girecek, yeşil hidrojenden başka bir şey kabul etmeyecek diyenler var. Fakat 9 Aralık’ta Euractiv’e konuşan kıdemli bir AB yetkilisi mavi hidrojen (doğalgazdan karbonu tutulmuş hidrojen) olmadan piyasanın oluşmayacağını söyledi. Ana politika söylemi daha ilk istasyona varmadan, içeriden ilk çatlak ses geldi. Dördüncü soru ise hidrojende en ekonomik yol ne? Latince “Festina lente”, yani yavaş yavaş koşmak.

Ekonomik dediğimizde son dönemde AB’de ve dünyanın diğer taraflarında görülen temel bir sorun herkesi yanlış yönlendiriyor olabilir. Nature dergisinin son sayılarında da yer alan “modelleme problemi”, mühendislik olarak çok zorlu adaptasyonları bir Excel hücresinde yüzde 3-5 oranı ile bir anda mümkün kılıyor. Mesela cevherden yeşil hidrojenle demir üretimi, modellemeciye göre bir sayı, ama demir-çelik üreticilerine göre yepyeni bir yatırım ve mühendislik hizmeti, yeni güvenlik ve istihdam politikası. Bir zaman meselesi.

En ekonomik yol, Türkiye’nin doğalgaza hidrojen karıştırarak yola çıkmasıdır. Bunun bir çok avantajı var. Sıfırdan bir sektör oluşturmak yerine yakın sektörlerden bir güncelleme yapılması hem ekonomik, hem daha güvenlidir. Bu ayrıca ithalat bağımlılığına da faydalı olacaktır. Fakat sorunlar yok değildir. Örneğin metal borularda ne kadar hidrojen taşınabilir, ne kadarı teknik olarak iyileştirilmelidir, bu iyileşme nasıl yapılacaktır önemli sorular. Doğalgazhidrojen karışımının en önemli noktası bunun mevcut CCGT yani kombine çevrim doğalgaz santrallerinde de yüzde 3’e yakın karışım oranları ile sorunsuz-değişimsiz yakılabilmesidir.

Eğer doğru karbon fiyatlaması yapılır ve elektrik piyasasında esneklik yeterince ödüllendirilirse bu çok akılcı bir yol olabilir. Bu sayede Türkiye arz ve piyasa oluşturulması sorunlarını çözebilir. Türkiye’nin ikinci en önemli hedefi ise elektrik ve doğalgaz altyapılarını birlikte kullanabilmek olmalıdır. Zaten ikisi de kullanılıyor ama iki altyapıyı birbirine bağlayan tek şey gaz ve hidro santralleri. Tabi soğuk havaları da unutmamak gerekiyor. Ama ya Türkiye’nin doğu batı enerji akışının bir kısmını doğuda hidrojen üretip, batıya bu şekilde aktarabilsek? Hatta Türkiye kurulu gücü kadar güneş yapıp bununla da hidrojen üreterek mesela Tuz gölünde depolasak ve esneklik lazım olduğunda gaz türbinlerine sunabilsek?

Bu aşamaya gelene kadar bir önemli aşama daha var ki bu da mevcutta hidrojen tüketen tesislerin geleceğini ilgilendiriyor. Rafineri ve kimyasal tesisler Türkiye’deki hidrojen tüketiminin ve üretiminin hemen hemen en büyük kısmını yapıyorlar. Bu tesislerin kullanacakları hidrojenin yeşil hidrojen olması ve bunun yıllara uzanan oranlar ile örneğin 2030’da yüzde 100 yeşil hidrojen olacak denmesi önemli bir politika adımı olabilir. Eğer bir defa boru hatları ile taşıma işine başlarsak, bu Avrupa ile enerji alışverişimize de etki edecektir. Şimdi elektrik-gaz ticaretimiz var elektrik hatları ve boru hatlarından. Fakat AB’nin çok hırslı yeşil hidrojen hedeflerini tek başına başarabileceğini sanmıyorum. Bu sebeple çevre ülkelerden hidrojen ithalatı da gündemde olacaktır. AB’nin mevcut altyapılarının hidrojene entegrasyonu çok önemli olacaktır. Türkiye’de hidrojenin önünde uzun bir ömür var bence, ama bugün yaşamaya başlamazsak, korkularımızla yüzleşmezsek, tecrübelerle olgunlaşmayı kabul etmezsek zamanla bir diğer “hub/ terminal oluruz. Orası kesin. Ama gerçek bir terminal olmak için artık kapıdan çıkıp adım atmamız ve yola koyulmamız gerek.”