Güneş enerjisine odaklanma zamanı
PROF. DR. MEHMET EMİN BİRPINAR
Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakan Yardımcısı / Türkiye İklim Değişikliği Başmüzakerecisi
DAMLA DOĞAN ULUDAĞ
Çevre ve İklim Değişikliği Uzmanı
İklim değişikliğinin sebep olduğu aşırı sıcaklık dalgaları, yağışlardaki değişiklikler, orman yangınları ve daha yoğun fırtınalar dünyanın dört bir yanında insanlar ve ekosistemler üzerinde etkilerini giderek artırmaktadır. Hâlihazırda küresel sıcaklık artışının sanayi öncesi seviyelere göre 1,1oC düzeyinde gerçekleştiğini, mevcut politikalara ve uygulamalara devam etmemiz durumunda bu yüzyıl sonunda 3oC, hatta daha fazla artmasının beklendiğini hatırlatmakta fayda bulunmaktadır. Zira yalnızca 1,1oC’lik artışın dahi yaşantımız üzerindeki etkisini düşündüğümüzde öngörülen senaryoların korkutuculuğu ortadadır. Bu bakımdan Paris Anlaşması ile belirlenen küresel sıcaklık artışını 1.5oC altında tutma hedefi son derece kritik olmakla birlikte bu hedefe ulaşmada hiç şüphesiz en önemli rollerden biri yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının artırılmasına aittir. Bu sebeple fosil yakıtlara olan bağımlılığın sürmekte olduğu günümüzde güneş ve rüzgâr enerjisi gibi kaynakların verimini artırmak amacıyla gerek ciddi yatırımlar gerekse de teknolojik ilerlemeye ihtiyaç duyulmaktadır. Uzun bir süredir ülkeler bu yönde adımlar atmakta, yenilenebilir teknolojileri fosil yakıtların önüne geçirecek ölçüde uygulanabilir hale getirmeye çalışmaktadırlar.
Esasen yenilenebilir enerjide yaşanan son gelişmeler oldukça umut vericidir. Yenilenebilir enerji hâlihazırda dünyanın pek çok kısmında en ucuz seçenek haline gelmiş durumdadır. Teknolojik ilerlemeye paralel maliyetlerde gerçekleşen hızlı düşüş sonucunda güneş enerjisinden elektrik üretmenin maliyeti 2010 yılı fiyatlarına kıyasla 2020 yılında yüzde 85 oranında azalmıştır. Düşen fiyatlar yeni elektrik kaynaklarına yönelik ek talebin büyük kısmının gelmesinin beklendiği düşük ve orta gelirli ülkeler de dâhil olmak üzere yenilenebilir enerjiyi her yerde daha çekici kılmaktadır.
Bu bulguları doğrular nitelikte gelişmeler ise daha şimdiden istatistiklere yansımaktadır. Geride bıraktığımız yıl küresel ölçekte devreye giren yeni ilave kapasitenin yüzde 90’ı yenilenebilir enerji kaynaklı olarak gerçekleşmiştir. Güneş enerjisi ise şüphesiz son on yılın en başarılı elektrik kaynağı olarak dikkat çekmektedir. Her ne kadar küresel enerji kompozisyonu büyük ölçüde geleneksel kaynaklara dayansa da güneş enerjisi her yıl devreye alınan yeni elektrik kapasitesinin açık ara en önemli bölümünü oluşturmasıyla öne çıkmakta, giderek daha sürdürülebilir ve güvenilir bir enerji arz kaynağı olmaya başlamaktadır. Unutmamak gerekir ki güneş enerjisinin etkin bir şekilde kullanımı elektrik sektöründen kaynaklanan sera gazı emisyonlarını büyük ölçüde azaltabilecek, pazarının büyümesi ile enerji güvenliğini artırabilecek ve tüm dünyada yeşil ekonomik dönüşüme katkıda bulunabilecek çok önemli bir araç niteliğindedir.
Güneş enerjisi piyasası giderek avantaj kazanıyor
2021 yılında yenilenebilir enerji tesis kurulumlarında rekor kırılırken güneş enerjisi bu noktada bir adım öne çıkmıştır. Bir süre önce Uluslararası Enerji Ajansı (UEA) tarafından dünya elektrik sektörünün “yeni kralı” olarak duyurulan güneş enerjisinin bu konumunu anlamak için biraz daha detaylara bakmak faydalı olacaktır.
Verilere göre 2009 ve 2019 yılları arasında 23 GW'dan 627 GW'a 25 kat artan küresel güneş fotovoltaik (PV) kapasitesi ile güneş enerjisinin kullanımında çok hızlı bir artış görülmüştür. Bu tabloda güneş PV pazarının küresel ölçekte pek çok ülke tarafından sunulan mali ve yasal teşviklerle desteklenmesinin payı bulunmaktadır. Bu teşviklere ilaveten özellikle Çinli panel üreticilerinin liderliğini yaptığı inovasyon dalgasıyla üretim maliyetlerindeki azalmanın da bu gelişmede etkili olduğunu söylemek mümkündür.
Öte yandan küresel pandemi ve onu takip eden Rusya-Ukrayna savaşı gibi gelişmelerin de güneş enerjisindeki ilerleme üzerinde ciddi etkileri olmuştur. UEA, son 12 ayda güneş panellerinde kullanılan polisilikon maliyetinin dört kattan fazla yükseldiği bulgusunu paylaşırken, çeliğin fiyatının yüzde 50 ve bakırın fiyatının yüzde 70 arttığının altını çizmektedir. Genel olarak tüm yenilenebilir enerji türleri için hammadde maliyetlerinin yüzde 15 ila 25 oranında daha yüksek olduğunu ifade eden kuruluş, yenilenebilir enerji tesisleri inşa etmek için kullanılan hammaddelerin de artan maliyetine dikkat çekmektedir.
Bu gelişmelere karşın güneş ve rüzgar enerjisi maliyetlerinin genel olarak yükselen emtia ve navlun fiyatları nedeniyle pandemi öncesi seviyelere göre 2022 ve 2023'te daha yüksek kalması beklense de, gaz ve kömür fiyatlarındaki çok daha keskin artışlar nedeniyle rekabet güçlerinin aslında arttığı bulgusu da UEA tarafından güneş enerjisi başta olmak üzere yenilenebilir kaynaklara olan ilginin devam edeceğine yönelik umut vadeden bir gelişme olarak kamuoyuyla paylaşılmaktadır.
Projeksiyonlara göre artan ham madde maliyetlerine rağmen 2022 yılında yenilenebilir enerji tesislerinin sayısının yüzde 8 oranında artış kaydetmesi beklenmektedir. Küresel yenilenebilir enerji kapasitesinde bu yıl gerçekleşmesi beklenen artışın ise yüzde 60 kadarının güneş enerjisinden gelmesi öngörülmektedir. Bahse konu artışın büyük bir kısmının ise Çin ve AB’de gerçekleştirilen büyük ölçekli projelerden kaynaklanacağı tahmin edilmektedir.
Maliyetler azalırken yeni teknolojiler öne çıkıyor
Güneş enerjisi endüstrisi ileriye dönük olarak, 2030 yılına kadar güneş enerjisi maliyetlerinin yarı yarıya azalacağına dair beklentilerini paylaşmaktadır. Örnek olarak halihazırda, benzer boyuttaki modüllerden 1,5 kat fazla güç üretebilen daha yüksek verimli modüllere doğru bir ilerleyiş bulunmakta olup, bu gelişmenin çok ciddi olumlu etkiler yaratacağı beklenmektedir. Ayrıca güneş panellerinin üretiminde kullanılan gümüş ve silikon gibi maliyetli malzemelerin miktarını azaltacak üretim yenilikleri ve panellerin güneş enerjisini her iki taraftan da yakalamasını sağlayan çift yüzeyli modüller gibi yenilikler sektör tarafından duyurulmakta ve dikkatle takip edilmektedir.
Yüzer güneş enerjisi sistemlerindeki gelişmeler de oldukça hızlı ilerlemektedir. Bu teknolojiyle Almanya'nın su üzerine inşa etmekte olduğu su panellerinin yaklaşık 20 GW güneş enerjisi üretimine imkan sağlayacağı ve bu sayede 15 milyon konuta elektrik sağlanabileceği tahmin edilmektedir. Düşük bakım ve idari maliyete sahip olmasıyla öne çıkan yüzer güneş enerji teknolojileri özellikle arazi miktarının kısıtlı olduğu ancak rezervuar, göl, gölet, kanal ve nehir gibi su kaynaklarının bulunduğu coğrafyalarda tercih edilebileceği düşünülmektedir.
Özellikle Rusya’nın Ukrayna’yı işgalinden sonra gıda zincirlerinin ne kadar kırılgan olduğu ve bu durumun dünyada bir gıda krizini tetikleyebileceği görülmüştür. Bu durum ülkeleri tarımsal anlamda da verimliliklerini artırmak için arayışlara yönlendirmiştir. Arazi kullanımı konusunda yakın bir zamana kadar güneş enerji panellerinden oluşan bir güneş tarlası oluşturmak, arazinin tarım amaçlı kullanımından vazgeçmek anlamına gelmekteydi. Ancak agrivoltaik sistemler başta olmak üzere ortaya çıkan teknolojik gelişmeler sayesinde arazilerin hem tarım hem de güneş paneli yerleşimi için kullanılması mümkün hale gelmiş olup bu yönde ilk örnekler Afrika ülkelerinde görülmeye başlanmıştır. Panellerin gölgelerinden ve yağmur toplama kapasitelerinden faydalanarak hasat verimini artırmayı sağlayan bu yöntem önümüzdeki süreçte görebileceğimiz inovasyonlardan yalnızca biri niteliğindedir.
Bir diğer önemli yeniliğin ise güneş enerjisinin konutlara, iş yerlerine ve güç sistemlerine en iyi şekilde entegre edilebilmesi için dijital teknolojilerin kullanılmasıyla gerçekleşmesi beklenmektedir. Bu sayede güneş enerjisinden elde edilen enerjinin daha verimli, doğru zamanda ve sürdürülebilir kılınması amaçlanmaktadır.
Bunlar gibi gelişmeler neticesinde güneş enerjisinin dünyanın birçok yerinde fosil yakıtlara kıyasla rakipsiz kılacak seviyede bir maliyet avantajına ulaşacağını beklemek mümkün gözükmektedir. Ancak bugün itibarıyla güneş enerjisinden daha fazla verimi elde etmek için teknolojik gelişim bağlamında almamız gereken daha çok yol olduğu gözükmektedir. Öyle ki Dünya Ekonomik Forumu tarafından, 2050 yılına kadar net sıfır emisyon elde etmek için gereken teknolojilerin yaklaşık yüzde 50'sinin hala geliştirme aşamasında olduğu ve henüz piyasada bulunmadığı tahmin edilmektedir. Öte yandan güneş enerjisinin kurulumunun çok kolay, hızlı ve esnek bir yapıya sahip olduğu düşünüldüğünde bu durumun güneş enerjisi kurulumlarının önümüzdeki dönemde büyümeye devam edeceği anlamına geldiği söylenebilmektedir.
Bu gelişmelerin ise kamu otoriteleri tarafından desteklenmesi son derece kritiktir. Zira net sıfır emisyonlu küresel bir enerji sisteminin kompozisyonuna ilişkin yapılan modellemelerde küresel birincil enerji talebinin yaklaşık yüzde 70 kadarının güneş panellerinden karşılanabileceği, geri kalanın ise rüzgâr, biyokütle, atık, hidroelektrik ve jeotermalden gelebileceği hesaplanmaktadır. Bu bulgu bizlere 2050 yılı hedeflerine ulaşılmak isteniyorsa teknolojik olarak uygulanabilir, maliyet etkin bir güneş enerjisinin dünya çapında her bölgede erişilebilir kılınmasıyla mümkün olacağını göstermektedir.
Olumlu tabloya rağmen zorluklar da mevcut
Güneş PV kapasitesindeki hızlı büyümenin küresel enerji talebinin karşılanması için büyük bir potansiyel taşıdığı her kesim tarafından kabul edilse de güneş enerjisi mevcut yapıda küresel elektrik üretiminin oldukça az bir miktarını oluşturmaktadır. Dolayısıyla 2050 net sıfır emisyon taahhütlerinin karşılanması için gerekli noktaya gelinebilmesi için ciddi engellerin aşılması gerekmektedir. Bu çerçevede en önemli engellerden biri güneş enerjisi projelerinin maliyetleri olarak öne çıkmaktadır. 2020 itibarıyla güneş enerjisi projelerinin maliyetleri geleneksel enerji kaynaklarının maliyetiyle rekabet etmeye başlamış gözükmekle birlikte uzmanlar tarafından gelinen nokta yetersiz görülmektedir. Sektöre yapılan yatırımlar her ne kadar ciddi miktarda artış göstermiş olsa da ekonomik kırılganlıklar ve pandemi, savaş gibi ekonomik şoklar yeterli ölçüde ve hızda inovasyonun gerçekleşmesini engellemektedir.
Güneş enerjisinin yaygınlaşmasıyla ilgili bir diğer zorluk ise güneş kaynağının mevsime, günün saatine, hava durumuna, hava kalitesine ve benzeri diğer faktörlere göre değişkenlik göstermesidir. Bu sebeple küresel çapta enerji sektörü tarafından şebeke güvenliği ve sürdürülebilirliği açısından güneş enerjisi hala güvenilir tek kaynak olarak gösterilememektedir. Bu durumun değişmesi için ise depolama teknolojisi ve şebeke yönetimindeki gelişmelere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu noktada sektörde dijitalleşme ve depolama bağlamında ise yeşil hidrojen başta olmak üzere yeni teknolojilerdeki gelişim yakından takip edilmektedir.
UEA tarafından yayımlanan ve güneş PV arz zincirine ilişkin değerlendirmelerin yapıldığı güncel raporda küresel güneş PV üretim kapasitesinin son on yılda Avrupa, Japonya ve ABD'den Çin'e doğru kaydığını, son verilere göre Çin’in günümüz itibarıyla güneş panellerinin tüm üretim zincirindeki payının yüzde 80’e ulaştığı, dolayısıyla bu durumun güneş PV teknolojisini jeopolitik dengeler açısından kırılgan hale geldiği dikkate getirilmektedir. Bahse konu oranın daha da artmasının beklendiği bulgusuna ilaveten doğal gaz ve petrol arzı konusunda Rusya’nın küresel piyasalar üzerindeki etkisini düşündüğümüzde bu durum ciddi şekilde göz önünde bulundurulması gereken bir unsur olarak dikkat çekmektedir.
Türkiye güneş enerjisinde büyük fırsatlara sahip
Ortalama günlük güneşlenme süresi 7,5 saat olan ve 78 ilde farklı ölçeklerde güneş enerjisi santralleri bulunan Türkiye güneş enerjisinden istifade edebilecek ülkeler arasında ilk sıralarda yer almaktadır. Hâlihazırda 8,3 GW olan güneş enerjisi kurulu kapasitesinin 2030'a kadar 30 GW’yi aşması beklenen ülkemiz güneş enerjisi sektöründeki teknolojik gelişmeleri yakından takip etmekte, uyguladığı politikalarla bu alanda yapılan yatırımları da teşvik etmektedir.
1 milyar dolar yatırım bedeli bulunan ve 2022 yılının sonu itibarıyla 1350 MW’lik kurulu gücü ile tam kapasiteye erişecek olan Karapınar Güneş Enerji Santrali (GES) bu alanda önemli bir örnek teşvik etmektedir. Konya’da kurulan Karapınar GES, Türkiye’nin en büyük güneş enerji santrali olmakla birlikte işletmeye alınmış olan 900 MW panel kurulu gücü ile Avrupa’nın en büyük güneş enerji santrali unvanına daha tam kapasitesine ulaşmadan erişmiş konumdadır. Söz konusu projenin tamamlandığında 2 milyon haneye temiz elektrik enerjisi sağlaması ve yeşil ekonomik dönüşüme çok büyük katkı sağlaması beklenmektedir.
2053 yılı itibarıyla net sıfır emisyona ulaşma hedefi doğrultusundaki çalışmalar kapsamında hiç şüphesiz ülkemizin güneş enerjisi potansiyeli büyük öneme sahiptir. Çok sayıda paydaş ve katılımcıyla gerçekleştirilen İklim Şurası sonucu alınan tavsiye kararlar incelendiğinde de bu yöndeki niyet açık bir biçimde görülmektedir. Bu kapsamda 2053 Net Sıfır Emisyon Hedefi çerçevesinde Uzun Dönemli Enerji Planı’nın hazırlanması, yenilenebilir enerji kaynaklarının en üst düzeyde kullanımının sağlanmasına, kullanım alanlarının çeşitlendirilmesine ve daha fazla yenilenebilir enerji kapasitesinin enerji sistemine entegrasyonu için sistem esnekliğinin artırılmasına yönelik gerekli çalışmalar yapılmasına dair alınan kararlar çerçevesinde güneş enerjisi bağlamında ciddi adımların atılacağını söylemek mümkündür. Tüm bahsettiğimiz hususları alt alta eklediğimiz takdirde karşımıza çıkan sonuç ülkemiz açısından oldukça önemlidir. Mevcut global konjonktürde UEA’nın da dikkat çektiği üzere güneş enerjisine yönelik uluslararası iklim finansmanı yatırımlarının önünüzdeki dönemde sektörün coğrafi olarak tek bir yerde toplanmasının önüne geçmek adına ciddi miktarda Çin harici ülkelere kaydırılmaya çalışılacağını söylemek mümkün gözükmektedir. Küresel ölçekte yenilenebilir enerji temalı iklim finansman yatırım tercihlerini incelediğimizde bu tip yatırımların genellikle düşük risk profiline sahip üst-orta gelir grubu ülkeleri tercih ettiği ve elverişli yatırım ortamı aradığını görmek mümkün olmaktadır. Dolayısıyla bu alanda donör ülke ve uluslararası finans kuruluşlarının güneş enerjisi teknolojilerine doğru yapacağı yatırımlarda ülkemizin coğrafi , fiziki ve meteorolojik özelliklerinin yanı sıra yatırım ortamının elverişliliği ve geçmiş projelerde elde etmiş olduğu başarılı tecrübelerden de yararlanmayı tercih edilebileceğini ve bu sayede ülkemize ciddi bir yatırım akışının gerçekleşebileceğini ifade edebiliriz. Diğer taraftan Rusya’nın Ukrayna’yı işgali dolayısıyla son dönemde AB ve ABD gibi iklim değişikliğiyle mücadelede son derece etkin aktörlerin doğal gaz ve kömür gibi kısa vadeli çözümlere başvurarak Rus kaynaklarına olan bağımlılığı azaltmayı iklim değişikliğiyle mücadeleye etmeye tercih ettiğini görmekteyiz. Buna karşın bahse konu aktörlerin er ya da geç iklim değişikliğiyle mücadelenin ülkeler arası çıkar çatışmalarından çok daha büyük öneme sahip olduğunu fark edecekleri ve ekonomilerini karbondan arındırmaya tekrar önem vermek zorunda kalacakları aşikârdır. Bu bakımdan kısa dönemde olmasa dahi teknolojik gelişmelere paralel orta ve uzun dönemde hidrojen adından daha fazla bahsettirecek, özellikle yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak üretilen yeşil hidrojen hiç şüphesiz emisyon yoğun sektörler için kritik öneme sahip olacaktır. Bu noktada güneş enerjisini verimli şekilde kullanmak ve hidrojen teknolojisini geliştirmek adına adımlarını kararlılıkla atan ülkemiz yeni dönemde uygulayacağı politika ve stratejilerle iklim değişikliğiyle mücadele konusunda bölgesel açıdan çok önemli bir konuma yerleşecektir.