İklim değişikliği ile mücadele konsepti bu denli uluslararası gündemi meşgul ederken, bu bağlamda karbon emisyonunu azaltmak, bunun için de enerji tercihlerinde bir dönüşüm gerçekleştirmek çoğu ülkenin ulusal politikalarında yerini almış durumda.

İşte tam da bu noktada yeni enerji kaynağı olarak lanse edilen, petrolün yerini alacağı ifade edilen ve gittikçe daha da popüler hale gelen bir element karşımıza çıkıyor… Hidrojen!

****

Peki, nedir bu hidrojen?

Ne işe yamaktadır?

Gerçekten popüler basında yer aldığı gibi bir enerji kaynağı mıdır?

Ülkemiz yerli /yeşil hidrojen potansiyeli sayesinde enerji ihraç eder duruma mı gelecektir?

****

Öncelikle şunu belirtelim; hidrojen bir enerji kaynağı değildir. Elektrik gibi bir enerji taşıyıcısıdır. Tabii hidrojeni de taşımak kolay olmadığı için, bu bağlamda birçok çalışma yapılması, ucuz/yaygınlaşmış teknolojiler ve altyapılar geliştirilmesi gerekmektedir.

Günümüzde dünyada yaklaşık olarak yılda 70 milyon ton civarında hidrojen tüketilmektedir. Bu tüketilen hidrojenin %76’sı doğalgazdan, %23’ü kömürden, kalan yaklaşık %1’lik kısmı ise elektroliz yöntemi ile sudan üretilmektedir. Bu sebeple üretim maliyetleri; teknoloji ve tesis altyapısı, doğalgaz, kömür ve elektrik fiyatları ile karbon yakalama/depolama maliyetleri ile karbon vergilerine göre değişiklik göstermektedir. Yine de ortalama değerler üzerinden bir kıyaslama yapıldığında, en ucuz hidrojen üretimi günümüzde kömür ile gerçekleşebilmektedir. Tabii yatırım maliyetleri nezdinde, doğalgazın avantajı kömürden bile fazladır.

Yeşil hidrojen, yenilenebilir enerjiden üretilen elektrik ile elde edilen hidrojene verilen isimdir. Bu sebeple bir ülkenin yeşil hidrojen potansiyelini hesaplarken, o ülkenin ekonomik olarak sahip olduğu yenilebilir enerji potansiyelinden üretilebilecek elektriğin hidrojene yine ekonomik olarak dönüştürülüp, depolanabildiği ve tüketilebildiği olasılıkların çalışılması gerekmektedir. Bu sebeple günümüz koşullarında ülkemiz dâhil birçok ülkenin yeşil hidrojen potansiyelini ölçeklendirebilmek teknik olarak mümkün değildir. Kaldı ki, hali hazırda doğalgaz ve kömüre kıyasla çoğu (onshore=kara) RES, GES, JES projesinde birim elektrik üretim maliyetlerinin çok daha yüksek olduğu düşünülürse, bir de bu gibi (yeşil kategorideki) tesislerden üretilecek elektriği hidrojene dönüştürme ve pazarlama senaryoları çalışmak hiç de makul bir tercih olmayacaktır.

Yeşil hidrojen üretimi hali hazırda ancak şu durumlarda ekonomik olabilecektir. Şöyle ki; Deniz (offshore) RES projeleri (daha yüksek kapasite faktörü ve verimlilik elde edileceği için) dâhilinde üretilebilecek elektriğin direkt olarak deniz suyundan hidrojen eldesi için kullanılması neticesinde, üretilen hidrojenin karadaki ilgili endüstriyel tesise tüketilmek üzere gönderilmesi şeklindeki bir senaryo hali hazırda mümkün olabilecektir. Ki, bu senaryoda dahi verimlilik oranı %50’nin altında kalabilecektir.

Öte yandan üretilen hidrojenin nakli, depolanması ve tüketimi ile ilgili de birçok farklı soru işareti bulunmaktadır. Örneğin, mevcut koşullarda elektrikten yeşil hidrojen üretip, onu araçlarda yakıt hücrelerinde kullandığımızda ve bu bağlamda yakıt hücresinde yeniden elektriğe dönüştürüldüğünde kayıp oranı %70’in üzerine çıkmaktadır. Bu da sürecin henüz istenilen ekonomik koşullara erişememiş olması anlamını doğurmaktadır.

Nakil süreçlerinde de mevcut doğalgaz boru hattı sistemleri bazı koşullar dikkate alınarak kullanılabilecektir. Fakat bu durumda dahi, maliyetler ve risklerin detaylı bir şekilde çalışılması gerekmektedir.

Taşıma ve depolama noktasında hidrojenin sıvılaştırılması veya amonyak ve/veya sentetik hidrokarbonlara dönüştürülmesi de seçenekler arasındadır. Fakat bunlarda da yine maliyetler karşımıza çıkmakta ve hedef pazara erişim koşulları lokal olarak değişiklik göstermektedir.

İşte tam da bu noktada, gelecekte öneminin daha da artacağından emin olduğumuz hidrojen, (bazılarının rakip olarak nitelendirdiği) petrol ve doğalgaz endüstrisinin yardımına ihtiyaç duymaktadır.

Hali hazırda üretilen hidrojenin zaten %75’i bu endüstri tarafından elde edilmektedir. Ve yine tüketimin büyük bir bölümü de yine bu endüstrinin bir parçası olan rafineri ve petrokimya tesislerinde gerçekleşmektedir.

Ucuz depolamadan, ucuz üretim imkânlarına, petrol ve doğalgaz endüstrisince sahip olunan finansal ve teknolojik kabiliyetlerden dağıtım ve tüketim olanaklarına kadar birçok alanda petrol ve doğalgaz endüstrisi hidrojenin yaygınlaşmasına ön ayak olabilecektir.

Öte taraftan uygun teknoloji geliştirilmesi sayesinde hidrojen de, petrol sahalarındaki üretimi arttırıcı bir usulle, bu endüstriye katkı sağlayabilecektir.

İşte bu bağlamda ülkemiz için düşündüğümüzde; petrol ve doğalgaz alanında güçlenen bir Türkiye hidrojen alanında da önemli adımlar atabilecektir.

Fakat şu anda “Ülkemizin şu kadar yeşil hidrojen potansiyeli vardır.”, “Bu potansiyeli şuradan şu şekilde ihraç edebiliriz.” gibi yorumlarda bulunmak tutarlı ve gerçekçi değildir.

****

Küresel ölçekte trendleri yorumlarsak, TESPAM olarak görüşümüz:

-2025 yılında offshore Hidrojen Türbini ile lokal H₂ (Hidrojen) üretimi ve tüketiminin ekonomik hale geleceği ve Kuzey Avrupa’da lokal olarak yaygınlaşacağı,

-2030 yılında hidrojen piyasalarının ve dağıtım olanaklarının gelişmiş ülkelerde yaygınlaşacağı, mevcut doğalgaz altyapılarının (kısmi olarak) dağıtım ve iletimde kullanımının artacağı,

-2030 yılında hidrojenli taşıtların yaygınlaşmaya başlayacağı (2030’larda henüz <%1 den az olacak şekilde),

-2040 yılında verimsiz (low RF, heavy oil, low permeability, etc.) petrol ve gaz sahalarından H₂ üretimi, yer altı depolama ve mevcut sistemler üzerinden nakil ve tüketim ihtimallerinin ekonomik olmaya başlayacağı,

-2050 yılında kömür sahalarından direkt rezervuarda H₂ üretimi ve sistem üzerinden naklinin ekonomik olarak yaygınlaşacağı (with CCS=karbon yakalama ve depolama sistemi ile birlikte),

-2070 yılında bütün (mature) petrol ve gaz sahalarından rezervuarda H₂ üretimi ve sistem üzerinden naklinin (with CCS) ekonomik olarak mümkün olacağı şeklindedir.

****

Biraz teknik mi oldu?

Bu seferlik mazur görün…

*****

Bu arada 8 Aralık 2021’de (yani iki gün sonra) TESPAM olarak, Gazi Üniversitesi ile birlikte bu konuyu bütün yönleri ile dinleyebileceğiniz 1 günlük hibrit bir forum düzenliyoruz. Detaylara web sitemizden ulaşabilir, forumu online olarak da takip edebilirsiniz…