Deniz taşımacılığı sektörünün karbondan arındırılmasını başarılı hale getirmek için, önümüzdeki 30 yılda sıfır karbonlu enerji kaynaklarına doğru köklü bir değişimin hayata geçirilmesi gerekecektir.1 Bu, yeni yakıt üretimine, tedarik zincirlerine ve yeni veya güçlendirilmiş bir filoya ya da önemli ölçüde yeni yatırımlara ihtiyaç duyulduğunu göstermektedir. Bu projenin amacı IMO’nun Initial Strategy (Başlangıç Stratejisi) hedefleri doğrultusunda denizcilik sektörünün karbondan arındırılması için gereken sermaye tutarlarını ve yapılacak yatırımların miktarını ortaya koymaktır. Bu çalışmanın özeti University Maritime Advisory Services (UMAS) and Energy Transitions Commission (ETC) tarafından yürütülen çalışmalara dayanmaktadır.2

Denizcilik Sektörünü Karbondan Arındırmak İçin Yaklaşık 1 Trilyon Dolarlık Yatırım Gerekiyor

IMO'nun 2050 yılına kadar deniz taşımacılığından kaynaklanan karbon emisyonlarını en az %50 azaltma hedefine ulaşmak için 2030 ve 2050 yılları arasında ihtiyaç duyulan kümülatif yatırım tutarı yaklaşık 0,8 1,2 trilyon ABD doları veya 20 yıl boyunca yıllık ortalama 40-60 milyar ABD doları arasındadır. Bu tahmin, 2018 yılında 1,85 trilyon ABD doları olarak gerçekleşen yıllık küresel enerji yatırımları bağlamında değerlendirilmelidir. 3

Eğer deniz taşımacılığı 2050 yılına kadar tamamen karbondan arındırılacaksa, bu durum 20 yıl içinde yaklaşık 400 milyar ABD doları tutarında ek yatırım gerektirecek ve böylelikle ihtiyaç duyulan toplam yatırım 1,2-1,6 trilyon ABD doları arasında olacaktır.

Küresel ölçekte gelişmeler sıfır karbonlu ya da emisyonlu yakıtlara doğru ilerlerken, denizcilik endüstrisi tarafından bu süreçle ilgili olarak yapılan yatırım tahminlerinde benimsenen birincil sıfır karbonlu yakıt tercihi daha çok amonyağa (NH3) dayanmaktadır.4 Farklı varsayımlar ve öngörüler altında hidrojen,

¹ Sıfır karbonlu enerji kaynakları terimi şu şekilde anlaşılmalıdır: sıfır karbon ve net sıfır karbon enerji kaynakları. Sıfır karbon tanımına bakın http://www.globalmaritimeforum.org/content/2019/09/Getting-to-Zero-Coalition_Zero-carbon-energy-sources.pdf

² Analiz, bir dizi farklı yakıt ve makine seçeneği göz önüne alındığında, karı maksimize etme çözümlerini (karbonsuzlaştırma seçeneklerinin kombinasyonu) tahmin etmek için GloTraM modelini kullanır. Zaman içindeki bazı maliyet düşüşleri projeksiyonlara dahil edilmiştir, ancak tüm tahminler belirsizdir ve temel teknolojilerin hızla gelişen doğası nedeniyle yalnızca ölçek için bir rehber olarak kullanılmalıdır.

³ International Energy Agency: World Energy Investment 2019

⁴ Amonyak (NH3) öncelikle hidrojenin amonyak oluşturmak için havadan alınan azotla reaksiyona girdiği kimyasal bir işlemle üretilir. Modeldeki amonyağın rekabet gücü, amonyağın hidrojenden daha ucuz ve depolanması daha sentetik metanol veya diğer yakıtların gelecekte amonyağın hakimiyetinin yerini alabileceği de değerlendirilmektedir ancak ihtiyaç duyulan yatırımların büyüklüğü bu diğer yakıtlar için önemli ölçüde değişmeyecektir.

Denizcilik sektörünün karbondan arındırma ve emisyonların yukarı yönlü olarak artmasını önleme çalışmalarına baktığımızda, alternatif yakıt üretiminin de karbondan arındırılması son derece önemlidir. Bu nedenle yapılan analizlerde amonyak üretimine girdi olarak kullanılan düşük ve/veya sıfır karbonlu hidrojen kullanımı belirgin bir şekilde yapılan çalışmalarda öne çıkmaktadır.

Aşağıdaki Şekil-1’e baktığımızda; iki farklı genel karbonsuzlaştırma oranı için gereken modellenmiş sermaye yatırımları görülmektedir. IMO’nun öngörülerine göre 2050 yılına kadar %50 sera gazı azaltımının 2070 yılına kadar %100'e ulaşması ile 1.5 ° C'lik bir senaryoya göre ise 2050 yılına kadar %100 sera gazı azaltımı görülmektedir.

Şekil-1: IMO'nun karbonsuzlaştırma hedeflerine ulaşmak için gereken toplam yatırımlar ve deniz taşımacılığını 2050 yılına kadar tamamen karbondan arındırmak için gereken yatırımlar

İhtiyaç duyulan yatırımlar, amonyak üretiminde kullanılan hidrojen üretiminin yöntemine de bağlıdır. Şekil-1, üç farklı hidrojen üretim yöntemi için gereken altyapıya yapılan toplam yatırımı göstermektedir. Bunlar; saf elektroliz yoluyla üretim, karbon yakalama ve ayırma (CCS) ile saf buhar metan reformasyonuna (SMR) dayalı üretim ile her ikisi arasında bir karışım yöntemidir.

Karbon yakalama ve tutma ile ilgili olarak doğal gazdan hidrojen üretmeye yönelik yatırımın elektrolizden hidrojen üretimi yapmaktan daha düşük olduğu tahmin edilmektedir. Bununla birlikte, bundan SMR + CCS'den gelen hidrojenin yenilenebilir elektrikten gelen hidrojenden daha ucuz olacağı sonucuna varılamaz, çünkü bu durum aynı zamanda enerji hammaddesinin gelecekteki fiyatına da bağlı olacaktır.

kolay (hem karada hem de gemide) ve metanol gibi sentetik hidrokarbonlardan daha ucuz üretilmesinden kaynaklanmaktadır.

Yatırım İçin En Büyük İhtiyaç, Enerji ve Yakıt Üretimindeki Gelişmelerdir

Yatırım ihtiyaçları iki ana alana ayrılabilir. Bunlar; gemi motorları, geminin depolama tankları ve gemi ile ilgili enerji verimliliği teknolojilerini içeren gemideki ilgili yatırımlar ile hidrojen üretimi, amonyak sentezi ve kara bazlı depolama ve bunkering altyapısına yapılan yatırımları içeren kara bazlı yani karadaki yatırımlardır.

Şekil-2: Gemilerde ve karada konuyla ilgili yapılan yatırımların dağılımı

Yatırımların en büyük payını toplam yatırımın yaklaşık %87'sini oluşturan ve düşük karbonlu yakıtlar için karadaki altyapılar ve üretim tesislerine olan ihtiyaçlardır.5 Hidrojen üretimi, karada ihtiyaç duyulan toplam yatırımların yaklaşık yarısını oluştururken, amonyak sentezi, depolama ve bunkering altyapısı ise yatırımın diğer yarısını oluşturmaktadır.

İhtiyaç duyulan yatırımların sadece %13'ü gemilerin kendileri ile ilgilidir. Bu yatırımlar hem yeni inşa edilen gemilerde hem de bazı durumlarda gemilerin amonyakla çalışması için gereken makineleri ve depolama ünitelerini de içermektedir. Geleneksel olarak halihazırda kullanılan deniz yakıtlarına kıyasla amonyağın daha yüksek yakıt maliyeti nedeniyle gemiyle ilgili yatırımların daha yüksek olduğu tahmin edilmektedir. Bundan dolayı gemiyle ilgili yatırımlar enerji verimliliğini artırmaya yönelik yatırımları da içermektedir.

⁵ Bu kırılım, sıfır karbonlu hidrojen üretmek için SMR+CCS ve elektrolizin bir kombinasyonunu kullanarak deniz taşımacılığının 2050 yılına kadar sera gazı emisyonlarında %50'lik bir azalma sağladığı senaryoya dayanmaktadır. Diğer senaryolar benzer ancak aynı olmayan bir maliyet dağılımı gösterir.

Sıfır Karbonlu Amonyak İçin Yeşil ve Mavi Hidrojen Hammaddeleri

Yatırımların önemli bir bileşeni, karbon yakalama ve depolama (mavi hidrojen) ile birlikte buhar metan reformu (SMR) kullanılarak doğal gazdan veya elektroliz (yeşil hidrojen) yoluyla yenilenebilir elektrik ve sudan üretilebilen düşük / sıfır karbonlu hidrojen üretimi ile ilgilidir.

İki seçeneğin göreceli rekabet gücü, yatırım maliyetleri ile elektrik ve doğal gaz fiyatlarının bir fonksiyonudur. Bu gelişmeler teknoloji geliştirme ve politika seçimlerinden de önemli ölçüde etkilenecektir. Orta ve uzun vadede yenilenebilir ya da yeşil elektriğin hızla düşen fiyatları6 ile elektrolizör maliyetlerindeki düşüşün, elektrolizörler sermaye maliyeti açısından daha pahalı bir seçenek olsa bile, birçok ülkede daha düşük maliyetle elektrolizör üretiminin bu gelişmelerde önemli kolaylıklar sağlayacağı beklenmektedir.

Bu arada teknolojiler, yapılan denemelerin ve gösterilerin ötesine geçip ekonomik olarak hayata geçirilebilir hale geldikçe CCS maliyetlerinin de düşmesi beklenmektedir. CCS için maliyet düşüşlerinin hızlandırılması, muhtemelen farklı ülkelerdeki gelişmelerden, konuyla ilgili alınan kararlardan ve politikalardan da etkilenecek, böylelikle yeşil ve mavi hidrojen arasında rekabetçi bir pazarın oluşması da mümkün hale gelecektir.

Şekil-3: Sıfır karbonlu amonyak üretim zinciri

Sentez ve Sonuçlar

Teknolojiyle ilgili araştırma ve geliştirme faaliyetleri küresel ölçekte denizciliğin karbonsuzlaştırılması çalışmalarında son derece önemli olsa da genel olarak bu çalışmaların maliyetlerini azaltmada alternatif yakıtların üretiminin ne denli önemli olduğu bilinmektedir. Bu geçişi ekonomik açıdan en verimli şekilde mümkün kılmak için konuyla ilgili tüm paydaşların alternatif yakıt üretiminin değer zincirine dahil etme ihtiyacı olduğu her zaman vurgulamaktadır.

⁶ https://www.bloomberg.com/news/articles/2019-08-21/cost-of-hydrogen-from-renewables-to-plummet-next-decade-bnef

⁷ https://www.yara.com/news-and-media/news/archive/2019/yara-and-engie-to-test-green-hydrogen-technology-in-fertilizer-production/

Hidrojen ve amonyağın küresel ekonomide enerji depolama, düşük karbonlu ısıtma, ulaştırma sektörü için alternatif yakıt haline gelme gibi birden fazla uygulaması vardır. Konuya amonyak açısından bakarsak gübre üretiminde kilit bir girdi olarak son derece kritik bir role sahiptir. Hidrojen ve amonyağın alternatif bir denizcilik yakıtı olarak kullanıma geçişinin erken aşamasında sinerji yaratabilecek ve yatırım riskini azaltabilecek şekilde sadece birer denizcilik yakıtı olarak değil, başka amaçlara ve ihtiyaçlara da yanıt verecek şekilde ele alınması işin ekonomik olarak kullanıma başlanmasında son derece önemli faydalar sağlayacaktır.

Son olarak, taşımacılığı karbondan arındırmak için gerekli olan yatırımların ancak uzun vadeli ve ticari olarak uygulanabilir olması durumunda gerçekleşmesinin beklenebileceğini öncelikli olarak belirtmek önemlidir. Tek başına teknolojik gelişmelerin, çok önemli olmasına rağmen, uygulanabilir ve ticari olarak hayata geçirilebilir bir piyasa yaratmak için yeterli olması beklenmemektedir. Çünkü önümüzdeki yıllarda sıfır emisyonlu yakıtların maliyetlerinin denizcilikte kullanılan geleneksel fosil yakıtlardan önemli ölçüde daha yüksek olacağı ve bu durumun daha uzun bir süre alabileceği de beklenmektedir.

THE SCALE OF INVESTMENT NEEDED TO DECARBONIZE INTERNATIONAL SHIPPING

The views expressed in this Insight Brief are those of the authors alone and not the Getting to Zero Coalition or the Global Maritime Forum, Friends of Ocean Action or the World Economic Forum.About the Getting to Zero Coalition The Getting to Zero Coalition is an industry-led platform for collaboration that brings together leading stakeholders from across the maritime and fuels value chains with the financial sector and other committed to making commercially viable zero emission vessels a scalable reality by 2030.