Hidrojen karbonun tahtına göz koydu

Toplumların istikrarlı ve normal dönemlerinde, kurumların ve ülkelerin yöneticileri, değişime uyum için gerekli önlemleri mevcut kurumun veya sistemin yapısına kolayca monte edebilir. Ne var ki zaman geçtikçe bu tür yamalar ile sorun çözme yöntemi tıkanır. Eskiyen otomobilin bakım ve tamir masraflarının tırmanışa geçmesi gibi zaman ilerledikçe alınan bu bölük pörçük önlemlerin yararı azalır, maliyeti yükselir. Yeniden yapılanmayı ve değişen koşullara uyum sağlamak için sistemin tümünün elden geçirilmesini gerektiren ilk neden parçalı önlemlerin artık işe yaramaz hale gelmesidir.

Yeniden yapılanmayı gerekli kılan ikinci neden, toplumda ve ekonomide birden fazla alanda değişim sürecinin ortaya çıkması ve değişim dalgalarını arka arkaya gelmesidir. Bu ortamda kısmi uyum çabaları yetersiz kalır ve örgütsel yamalama çözümsüzlük üretir.

Her iki durumda da örgütü, sistemi veya kurumu sanki yeni baştan kuruyormuş gibi örgütlemek ve çalışma tarzını değişen ortam ve koşullara uyumlu hale getirmek gerekir.

Arka arkaya gelen değişim dalgaları

Günümüzde enerji üretimi ve tüketimi büyük bir dönüşüme hazırlanıyor ve değişim dalgaları enerji sisteminin yeniden yapılanmasını zorunlu kılıyor. Enerjideki başlıca değişim unsurları şöyle sıralanıyor:

- İklim değişikliği konusunda somut gerçekler ve ülkeler arasında 2050 yılı vade sonu alınarak yapılan anlaşmalar ve verilen taahhütler fosil yakıtlarının tüketiminin azaltılmasını öngörüyor.

- Doğu Asya’da gerginliğin tırmanması, Doğu Avrupa’da savaş ortamı ve diğer bölgelerde benzer jeopolitik sorunların ortaya çıkması enerji üretimi, ulaşımı ve dağıtımı konularının ve tedarik zincirinin yeniden düzenlenmesini gerektiriyor.

- Elektrikli otomobillerin ve kamyonların yaygınlaşması da enerjinin pazar haritasını değiştirecek önemli bir değişim unsuru olarak görülüyor.

- Çin, Hindistan ve diğer gelişen ülkelerde, bu arada Türkiye’den enerji ihtiyacının arttığı gerçeğini de dikkate almak gerekiyor. 21, yüzyılın başından bugüne kadar dünya enerji talebindeki yıllık ortalama artış oranı yüzde 3.’te kalırken örneğin Türkiye’de bu oranın yüzde 4.6’yı bulması talep faktörünün önemini gösteriyor.

- Ham petrol ve doğalgaz fiyatlarında zaman içinde önemli iniş çıkışlar yaşanması ülkelerin ekonomik dengelerini zorluyor, enflasyon oranlarını yükseltiyor. Enerji piyasalarındaki bu çalkantılar, en büyük zararı yoksul ülkelere ve diğer ülkelerin düşük gelirli kesimlerine veriyor.

Enerji alanındaki değişim dalgalarının arka arkaya gelmesi ekonomi yönetimlerinin işini zorlaştırıyor. 2021 yılında Güney Avrupa ülkeleri hidrojen teknolojisinde yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmayı amaçlarken Kuzey Avrupa ülkelerinde, bu arada Almanya’da fosil yakıtları kullanma eğilimi güçlüydü. 2022 kış aylarında Rusya-Ukrayna savaşı başladıktan sonra tedarik zincirinde yaşanan aksamalar tüm yenilenebilir enerji planlarının yenilenmesini zorunlu kıldı.

Hidrojenin yıldızı parlıyor

Dünya ülkelerinin yenilenebilir enerji konusunda aldığı önlemler içinde en önemli yeri hidrojen teknolojileri alıyor. Enerji kaynağı olarak ham petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtlar yerine hidrojenin kullanılmasının başlıca şu avantajları bulunuyor:

- Hidrojen evrende en bol bulunan element olduğu için bu kaynağın kullanımında tedarik sıkıntısı yaşanması söz konusu olmuyor.

- Fosil yakıtlar kullanıldığında atmosfere karbondioksit gazı salınırken, hidrojenden enerji üretiminin yan ürünü olan su çevreye zarar vermiyor.

- Fiyat istikrarı hidrojen üretimini tercih etmenin diğer bir nedenini oluşturuyor. Petrolün aksine gerekli yatırımlar yapıldığında dünyanın her ülkesinde hidrojenden enerji üretilmesi mümkün oluyor.

- Hidrojenden elektrik enerjisi üretiminde ve hidrojenle çalışan yakıt hücrelerinde enerji verimliliği diğer kaynaklara göre daha yüksek düzeylere ulaşıyor.

- Hidrojenle çalışan yakıt hücreleri, diğer enerji kaynaklarına göre daha az ses kirliliği yaratıyor, kullanılan cihazlar daha uzun süre dayanıyor.

En iyisi “yeşil” hidrojen

Hidrojeni elde etme sürecinde fosil yakıtlar yerine yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanmak 2050 yılında sıfır karbondioksit hedefine ulaşmayı kolaylaştıracak. İklim değişikliğine karşı mücadelede en tutarlı alternatif olan bu yöntemle elde edilen elemente “yeşil hidrojen” deniyor. Üretim sürecinde petrol kullanıldığında ancak karbondioksit atmosfere salınmadan yakalandığında kazanılan ürün “mavi hidrojen” olarak adlandırılıyor. Hidrojenin “rengi” üretim sürecinde kullanılan malzemeye göre doğal gazda gri, nükleer enerjide pembe, gazlaştırılmış kömürde ise kahverengi oluyor. Yanıcı ve renksiz bir gaz olan hidrojeni elde etmede kullanılan enerji girdilerine verilen bu renk adları iklim değişikliği hedefine uyum derecesini yansıtıyor. Eğer hidrojen üretiminde fosil yakıt kullanıldığında ve yan ürün olan karbondioksit atmosfere salındığında kullanılan yöntem sorununun çözümüne bir katkı sağlamıyor.

Güneş enerjisinde perovskit devrimi

Titanyum ve özellikle titan dioksit neredeyse tüm sanayi dallarında girdi olarak kullanılıyor. Bazı iktisatçılar titan dioksit kullanımı ile ilgili istatistiklerdeki değişimin ekonomideki faaliyet düzeyini anlamak için gerçekçi bir gösterge olabileceğini savunuyor. Her üretim sürecine bir şekilde giren titanyum elementi bu kez güneş enerjisinin elektrik enerjisine dönüşümünde kullanılacak önemli bir bileşik olarak karşımıza çıkıyor. Perovskit diye adlandırılan kalsiyum titanat kullanılarak üretilen güneş panellerinde enerji verimliliği yüzde 25’in üstüne çıkabiliyor. Mevcut güneş panellerinin önemli bir bölümünde verimlilik oranı yüzde 16 dolayında kaldığı için perovskite kullanımı her geçen yıl yaygınlaşıyor. Esnek ve yarı-şeffaf olan bu malzeme değişik dalga boylarına sahip ışınları da elektrik enerjisine dönüştürebiliyor. Perovskiteli panellerin üretim maliyeti de diğerlerine göre daha düşük düzeylerde kalıyor ve üretim tozsuz, temiz odalar gerektirmiyor.

Perovskitenin kısa sürede yıkıma uğraması ve üretim sürecinde kurşun kullanılması sorunları çözüme kavuşturulduğu takdirde güneş ışınlarından elektrik enerjisi üretimi yeni bir gelişme ivmesi kazanabilecek. .

Füzyon enerjisi on yıllardır tartışılıyor

Oda sıcaklığında atom çekirdeklerinin birbiriyle kaynaştırılması sürecinde çok yüksek miktarlarda enerji elde edilebileceği görüşü ilk kez geçen yüzyılın 50’li yıllarında ortaya atıldı. Sonraki on yıllarda bu görüşü savunmaya devam edenler kadar eleştirenler de görüldü. Aralık 2022’de Martin Fleischman ve Stanley Pons adlı iki fizikçi bu işlemi harcanan enerjiden daha fazla enerji üreterek gerçekleştirdiklerini açıkladı. Bu açıklamaya rağmen bu işlemle ortaya çıkan enerjinin ticarileştirilip günlük hayatta kullanılması için on yıllar geçmesi gerektiği görüşü bilim çevrelerinde geçerliliğini sürdürüyor.

Atom çekirdeğinin parçalanması ile elektrik enerjisinin elde edildiği nükleer fisyon yönteminde ise büyük santrallar yerine küçük ve modüler tesisler kurma eğilimi giderek güçleniyor.

Gelecek yıllarda enerji üretiminde diğer yenilenebilir kaynaklar olan, hidroelektrik, jeotermal ve rüzgâr enerjisi santrallarında enerji verimliliğinin artırılması iklim değişikliğine karşı mücadeleye katkıda bulunacak. “Nesnelerin interneti” sistemine benzer bir enerji interneti sisteminin kurulması ve büyük veri tekniklerinin kullanımı ise hem elektrik enerjisi maliyetlerini düşürecek hem de atıl kapasiteleri ve israfı azaltacak.

Enerjideki potansiyeli daha verimli kullanmak zorundayız

Türkiye hidrojen üretiminde önemli avantajlara sahip bulunuyor. Hidrojen üretiminin dünya çapındaki öncülerinden olan ve 50 yıldır hidrojen enerjisi konusunda çalışmalar yapan Nejat Veziroğlu bu avantajın Karadeniz’in dip sularında biriken milyarlarca ton hidrojen sülfürden hidrojen elde edilerek kullanılabileceğini vurguluyor. Hidrojen üretim ve depolama sistemleri için önemli bir girdi olan bor elementi ve bileşiklerinde dünya rezervlerinin yüzde 73’ünün Türkiye’de bulunması ise bu avantajı pekiştiriyor. Veziroğlu bu iki avantajın verimli bir şekilde birleştirilmesi durumunda Türkiye’nin bölgenin önemli bir enerji üssü haline geleceğini belirtiyor. Diğer bir avantajı ise Türkiye’nin hidrojen konusunda yetişmiş elemanlara sahip bulunması oluşturuyor. Veziroğlu’nun öncülüğünde İstanbul’da 2004 yılında kurulan Uluslararası Hidrojen Enerji Araştırmaları Merkezi’nde (ICHET), TÜBİTAK’ta ve üniversitelerimizde temiz enerji ve hidrojen enerjisi konusunda uzmanlaşmış bilim insanlarımız var.

Bu potansiyele rağmen hidrojen üretimi konusunda atılım yapmakta geç kaldık. Halen Avustralya, ABD, Almanya, Kanada, İspanya gibi gelişmiş ülkeler dışında Hindistan, Brezilya, Şili, Mısır ve Fas’ta hidrojen üretim tesisleri faaliyet gösteriyor. Türkiye’de bu konuda ancak geçen 27 Nisan’da adım atılabildi. Kurulacağı açıklanan HY South Marmara Hidrojen Vadisi Projesi ve Güney Marmara Hidrojen Kıyısı Platformu Güdümlü Projesi beş yıllık inşaat süresinden sonra üretime başlayacak.

Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı bünyesinde hazırlanan Türkiye Hidrojen Teknolojileri Stratejisi ve Yol Haritası’nda hidrojen kullanılarak üretilecek elektrik enerjisi hedefi, miktarı, 2030 için 2 ve 2035 için 5 gigavat (GW) düzeyinde bulunuyor. Oysa 2030 hedefi İspanya, Hollanda ve Danimarka’da 4, İsveç’te ise 5 GW olarak Türkiye’nin hedefinin üstünde bulunuyor.

- Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu’nun (TENMAK) girişimcilere Hidrojen Teknolojileri ve Yakıt Hücresi konularda yaptığı yatırım çağrısına proje gönderilmediği veya gönderilen projeler yetersiz görüldüğü takdirde bu konulardaki fabrikaları ve tesisleri devletin kurması gerekiyor.

Türkiye hidrojen üretiminde iddialı olabilmek ve ihracat yapabilmek için 2030 hedefini en az 5 GW’ye yükseltmesi ve şimdiden bu hedef için çalışmalar yapılması zorunlu görünüyor.

- Nükleer santrallarda gece üretilen enerji ziyan olduğu için, Nejat Veziroğlu bu enerjiyi kullanmak üzere Akkuyu’daki santralın yanına hidrojen üretecek bir elektroliz tesisi kurulmasını öneriyor.

-TENMAK çatısı altında faaliyet gösteren ve bor, nadir toprak elementleri ve temiz enerji konularında çalışmalar yapan araştırma enstitülerinin TENMAK’tan ayrılmalarının sağlanması ve bu enstitülere özerklik verilmesi araştırmaların verimini yükseltebilir. Hidrojen teknolojileri, güneş, rüzgâr ve jeotermal ve biyoenerji konularında yeni kurulacak beş enstitüye girişimcilerin, akademisyenlerin ve sivil toplum kuruluşlarının temsilcilerinin de üye olmasına imkân verilmelidir.

Alınacak bu önlemler bilimsel araştırma potansiyelini güçlendirebilir ve alınan patent sayısını artırabilir. Enerji uzamanı ve öğretim üyesi Volkan Ediger’in verdiği bilgiye göre halen yeni enerji patentlerinin sayısı Çin’de 391 bine ve ABD’de 107 bine ulaşırken Türkiye’de 703 gibi çok düşük bir düzeyde kalıyor.