ÇEVİREN YAZAR: DOÇ. DR. SEDAT BAŞTUĞ

Denizcilik Ekonomisi ve Lojistiği Dergisi (2023) 25:1–27

https://doi.org/10.1057/s41278-023-00253-1

EDİTÖRE MEKTUP

Yeşil hidrojen merkezleri olarak limanlar: Avrupa’daki gelişmeler, fırsatlar ve zorluklar

Makale Kabul Tarihi: 14 Ocak 2023 / Makale Yayın Tarihi: 1 Şubat 2023

© Yazar(lar), Springer Nature Limited 2023’ün münhasır lisansı altındadır.

Giriş

Fosil yakıtlardan yenilenebilir enerjilere geçiş, küresel ekonominin karbondan arındırılmasında kilit bir eylem planı olarak kabul edilmektedir ve böylece iklim değişikliğinin herkes tarafından çok iyi bilinen feci, geri dönüşü olmayan sonuçlarını önlenebilecektir. Yine de, önümüzdeki on yılda sanayi için gereken enerjinin en büyük kısmı hala fosil kaynaklardan gelecektir. Neyse ki, yinede enerji pazarındaki en yüksek büyüme oranı yenilenebilir enerji kaynaklarında görülecektir. Uluslararası Enerji Ajansı’nın (IEA) Dünya Enerji Görünümü 2022 raporu, uzun vadeli küresel enerji karışımını özetlemektedir. “Belirtilmiş Politikalar Senaryosu” ‘nda (STEPS), kömür talebi önümüzdeki birkaç yıl içinde zirveye ulaşacaktır, doğal gaz talebi 2020’lerin sonunda en üst noktaya varacaktır ve petrol talebi düşmeye başlamadan önce 2030’ların ortalarında zirveye ulaşacaktır. Göreceli olarak, fosil yakıtların (kömür, petrol ve doğal gaz) toplam enerji arzındaki payının 2020’de %80’in biraz altından 2040’ta %60’ın biraz üzerine düşmesi beklenmektedir. Ana senaryo ayrıca, 2040 yılına kadar tüm enerji üretim kapasitesinin yaklaşık %60’ının yenilenebilir enerji kaynaklarını dikkate alacağını göstermektedir (IEA, 2022a). Daha iddialı olan “Duyurulmuş Taahhütler Senaryosu” (APS) kapsamında, küresel enerji talebinin 2030’a kadar yılda yalnızca %0,2 artması beklenmektedir (STEPS’te yıllık %0,8) ve düşük emisyonlu enerji kaynaklarına çok daha güçlü bir geçiş öngörülmektedir. Bu durumda “2050’ye kadar Net Sıfır Emisyon” senaryosundaki (NZE) dönüşüm hızı daha da dramatik olacaktır.

- Theo Notteboom theo.notteboom@ugent.be
1 Denizcilik Enstitüsü, Hukuk ve Kriminoloji Fakültesi, Ghent Üniversitesi, Gent, Belçika
2 Anvers Üniversitesi, İşletme ve Ekonomi Fakültesi, Anvers, Belçika
3 Fen Fakültesi, Anvers Denizcilik Akademisi, Anvers, Belçika
4 Erasmus Üniversitesi Roterdam, Roterdam, Hollanda
5 Dalian Denizcilik Üniversitesi, Dalian, Çin Halk Cumhuriyeti
6 Sorbonne Ekonomi Okulu, Paris, Fransa
7 Bandırma Onyedi Eylül Üniversitesi, Denizcilik Fakültesi, Türkiye

Son yıllarda, hidrojen (H2) enerji transferi ve karbonsuzlaştırma tartışmaları büyük ilgi görmektedir. Hidrojene geçiş sadece bir yakıttan diğerine geçiş değil, aynı zamanda politik, teknik, çevresel ve ekonomik aksaklıklarla yeni bir sisteme geçiş demektir. Avrupa hidrojeninin enerji geçişinde önemli bir rol oynaması beklenmektedir. Hidrojen, Avrupa’nın mevcut enerji tüketiminin %2’sinden daha azını oluşturmakta ve öncelikli olarak plastik ve gübre gibi kimyasal ürünlerin üretiminde kullanılmaktadır. Hidrojen üretiminin %96’sı doğal gazdan yapılmaktadır. Bu üretimden elde edilen hidrojene, doğal gazın sıcak buhar ve katalizör ile karıştırıldığı bir buhar metan reform işlemi sonucu oluşan gri hidrojen adı verilmektedir. Mavi hidrojen, doğal gazdan üretilen bir hidrojen türüdür; ancak bu işlem, CO2 emisyonlarının yakalanması ve depolanmasıyla birlikte gerçekleştiği için karbon-nötr bir işlemdir (Karbon Yakalama ve Depolama veya CCS olarak da adlandırılır).

Yeşil hidrojen, elektroliz, yani elektriğin kullanılması yoluyla suyu hidrojen ve oksijene ayırarak elde edilmektedir. Yeşil hidrojen, son yıllarda alternatif bir enerji kaynağı olarak epey sürüncemeli bir yol izlemiş; insanların ilgisi yeşil hidrojene gelmiş ve sonrasında tekrar kaybolmuştur. İlerleyen yıllarda, büyük yatırım bütçeleri ve sayısız projenin piyasaya sürülmesiyle ilgi çok daha büyük olmuştur. Elektrolize güç sağlamak için kullanılan enerji öncelikle rüzgar, su veya güneş gibi yenilenebilir kaynaklarından geldiğinden, yeşil hidrojen üzerinde karbon ayak izi bulunmamaktadır. Yeşil hidrojenin hammadde ve yakıt olarak kullanılması, endüstrideki emisyonları azaltabilir, 2030 ve 2050 iklim hedeflerine büyük katkı sağlayabilir. Yenilenebilir hidrojen, güneş ve rüzgar enerjisi kaynaklarının bol olduğu zaman ve konumlarda üretildiğinde, enerji sektörünü de destekleyerek uzun vadeli ve büyük ölçekli depolama sağlamanın yanı sıra arz ve talebi dengeleyerek enerji sistemlerinin esnekliğini artırabilir.

2010’lu yıllarda hidrojen çözümlerine olan ilgi, çoğunlukla petrol fiyatlarında yaşanan şoklar, yüksek petrol talebi ve hava kirliliği ile ilgili endişelerden kaynaklanmakla birlikte, hidrojene olan talep, öncelikle yenilenebilir elektrik maliyetlerinde yaşanan dramatik düşüş, jeopolitik gerilimler ve Ukrayna’daki savaş nedeniyle fosil yakıtlarda son zamanlarda gözlenen maliyet artışı ile birlikte net sıfır emisyona artan odaklanmadan kaynaklanıyor gibi görünmektedir. Yine de, yeşil hidrojene olan talebin ancak 2030’ların ortalarında gerçekten artması beklenmektedir. O zamana kadar, yeşil hidrojenin küresel olarak fosil yakıtlı hidrojenle maliyet rekabeti içine girmesi beklense de, bu durumun Çin, Brezilya ve Hindistan gibi bazı ülkelerde daha da erken gerçekleşeceği öngörülmektedir.

Bu yazı, yeşil hidrojenin limanlar üzerindeki potansiyel etkisine ve saydığımız beklentilere göre yapılması gerekenlere odaklanmaktadır. Özellikle yeşil hidrojenin liman ekonomisine ve yönetişimine getirebileceği kritik zorlukları ve fırsatları araştırmaktadır. Tartışmaya, enerji geçiş yörüngesinin bir parçası olarak yeşil hidrojene hızla artan kamu ve özel sektör ilgisini de tartışarak başlıyoruz. Ardından, yeşil hidrojeni bir liman ekseninde konumlandırarak göz önünde bulundurulması gereken temel hususları analiz ediyoruz.

¹ IRENA (2022b), yenilenebilir elektrik maliyetinin 2010’dan 2021’e kadar güneş PV için %88, kara rüzgarı için %68 ve açık deniz rüzgarı için %60 azaldığını göstermektedir.

* Tüm gözler yeşil hidrojen üzerinde mi?

Yeşil hidrojene güçlü bir şekilde odaklanma hem özel sektörde hem de kamu sektöründe görülmektedir. 2022’nin ortalarına kadar, küresel olarak 1500’den fazla hidrojenle ilgili proje duyurulurken, 60’tan fazla ülke halihazırda hidrojen stratejileri geliştirmiş veya geliştirmektedir (IRENA 2022c).

Son yıllarda, özellikle Avrupa’da bu konu üzerinde güçlü bir politik destek bulunmaktadır. Avrupa politikası, yenilenebilir hidrojenin enerji geçişi ve karbondan arındırma tartışmalarındaki potansiyel rolü konusunda uzun süredir belirsizlik içindeydi. Son yıllarda, Avrupa Birliği yeniden ivmelendi. Temmuz 2020’de Avrupa Komisyonu, enerji sistemleri entegrasyonu ve hidrojen stratejisi olmak üzere iki ayrı girişim başlattı. Komisyon, yenilenebilir ve düşük karbonlu hidrojeni enerji ekosisteminde önemli bir emtia haline getirmek için gerekli adımları atmaya başladı. AB’nin hidrojen stratejisi, yenilenebilir hidrojenin AB ülkelerine uygun maliyet ile dağıtılmasını ve Avrupa Yeşil Mutabakat Anlaşması ile uyumlu bir şekilde yeşil hidrojenin karbonsuzlaştırmaya yardımcı olmasını beklemektedir. Strateji, araştırma ve inovasyondan üretim ve altyapıyı büyütmeye ve uluslar arası bir boyut kazandırmaya kadar Avrupa hidrojen ekosisteminin oluşturulması için bir vizyon ortaya koymaktadır. Aynı ayda, yenilenebilir ve düşük karbonlu hidrojen üretimini, endüstri talebini, ulaşımı (diğer sektörlerin yanı sıra) ve hidrojen iletim ve dağıtımını bir araya getirerek 2030 yılına kadar temiz hidrojen teknolojilerinin büyük ölçekli dağıtımını desteklemek için Avrupa Temiz Hidrojen İttifakı kurulmuştur. Temmuz 2021’de Avrupa Komisyonu, “Fit for 55” yasama önerileri paketi kapsamında RED II’nin (Direktif (AB) 2018/2001) revizyonunu önermiştir. RED II direktifi, temel olarak yeşil hidrojen bazlı yakıtlara yatırım yapmayı amaçlayan ve taşımacılık sektöründe kullanılan yakıtlarda yenilenebilir enerji kullanımını hedefleyen bir düzenlemeyi ifade etmektedir. Ayrıca AB Yeşil Mutabakat Anlaşması, hidrojeni enerji geçişindeki önceliklerden biri olarak tanımlamaktadır. 2022’de başlatılan REPowerEU planı, hidrojen ekonomisine daha fazla ivme kazandırmaktadır. Plan, ithal edilen Rus gazının yerini almak için ek 15 milyon ton (beşi Avrupa’da üretilen, geri kalanı ithal edilen) yenilenebilir hidrojen yakıtına ihtiyaç olduğunu belirtmektedir. Avrupa’da mevcutta olan beş milyon tona karşın, Fit for 55’te halihazırda planlanan 5 milyon ton ek kapasitede planlanmaktadır. Eylül 2022’de Avrupa Birliği, yeşil hidrojen için bir pazar oluşturmaya yardımcı olmak için bir Avrupa Hidrojen Bankası’nın kurulduğunu duyurmuştur. Banka, yatırım açığını kapatmak ve gelecekteki arz ve talebi birbirine bağlamak için 3 milyar euro nakit sağlayacaktır.

Eylül 2022’de Avrupa Komisyonu, IPCEI Hy2Use projesi için on üç2 Üye Devlet tarafından 5,2 milyar avroluk kamu desteğini de onaylamıştır. Bu durum, hidrojen değer zincirindeki ikinci Ortak Avrupa Çıkarı Projesi’dir (IPCEI). Yukarıdaki miktara ek olarak 7 milyar avroluk ödeneğin kilidinin açılması da beklenmektedir. Bu projeye yirmi dokuz şirket 35 ayrı projeye katılacaktır.

²Avusturya, Belçika, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Yunanistan, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, Slovenya, İspanya ve İsveç.

Bu projeler, hidrojenle ilgili altyapının (büyük ölçekli elektrolizörler ve ulaşım altyapısı) inşası ve hidrojenin birçok sektörün endüstriyel süreçlere entegrasyonunun sağlanması için yenilikçi ve daha sürdürülebilir teknolojilerin geliştirilmesi için yatırım alacaklardır. Büyük ölçekli elektrolizörlerin 2024 - 2026 yılına kadar faaliyete geçmesi ve daha yenilikçi teknolojilerin çoğunun 2026 - 2027 yılına kadar devreye alınması beklenmektedir. Projenin tamamının 2036 yılında tamamlanması planlanmakta olup, zaman çizelgeleri projeye ve ilgili şirketlere göre farklılık göstermektedir (Avrupa Komisyonu, basın açıklaması 21 Eylül 2022).

Avrupa Yatırım Bankası (EIB) 2014 yılından bu yana hidrojen teknolojilerine önemli destekler sağlamaktadır: Elektrolizörler, katalizörler ve yakıt hücreleri gibi teknolojilere 550 milyon Euro’nun üzerinde doğrudan finansal destek ve büyük ölçekli hidrojen üretimi, karbon yakalama ve depolamanın yanı sıra hidrojen istasyonlarının ortak finansmanı ile toplam 1,2 milyar Euro’luk bir yatırım (EIB, basın açıklaması 16 Mart 2022) şu ana kadar sağlanmıştır.

Hidrojene artan ilgi, hidrojen vadilerinin geliştirilmesine ivmede kazandırmıştır. Bunlar, hidrojen üretimini, ulaşımını ve mobilite veya endüstriyel hammadde gibi çeşitli son kullanımları birbirine bağlayan bölgesel ekosistemlerdir. Vadiler, yeni bir “hidrojen ekonomisinin” geliştirilmesinde önemli bir adım olarak kabul edilmektedir (Roland Berger, 2021). Bu konsepti desteklemek için, Avrupa Birliği tarafından görevlendirilen ve Yakıt Hücreleri ve Hidrojen Ortak Teşebbüsü (FCH JU) tarafından geliştirilen bir Hidrojen Vadisi Platformu kurulmuştur3. Bu küresel bilgi paylaşım platformu, bugüne kadar 21 ülkeye yayılmıştır. Bu platorm, 32 küresel Hidrojen Vadisi’ne sahiptir ve kümülatif 32,4 milyar Euro’dan fazla yatırım şu ana kadar yapılmıştır (Ağustos 2022 sonu itibariyle, kaynak: www.h2v.eu). Hidrojen vadileri bu nedenle yerel hidrojen ekosistemleri inşa etmeyi amaçlamaktadır. 2050 yılına kadar AB’de hidrojen vadisi sayısı yaklaşık 50 olacaktır. Dünya genelinde bu sayının 2030 yılında 100’e ulaşması beklenmektedir. Özel sektör, elektrolizör ve yakıt hücreleri gibi teknolojik yeniliklere ve bunların üretimine güçlü bir politika desteği vermektedir. 2020’lerde, teknoloji liderliği için büyük bir yarış başlamıştır, çünkü gerekli altyapının öğrenilmesi ve ölçeklendirilmesiyle maliyetlerin keskin bir şekilde düşeceği düşünülmektedir.

* Değişen liman enerji ortamının bir parçası olarak yeşil hidrojen

Çok sayıda liman, enerjinin ithalatı veya ihracatında büyük fosil yakıtların örn. kömür, ham petrol ve doğal gaz akışlarının taşınmasında önemli bir rol oynamaktadır. Doğal gaz dağıtımı, ya gemiler aracılığıyla (LNG taşıyıcıları) özel derin deniz terminalleri kullanılarak ya da boru hattı aracılığıyla liman bölgesi üzerinden yapılmaktadır.

³ FCH JU, Avrupa’da yakıt hücresi ve hidrojen enerjisi teknolojilerinde araştırma, teknolojik geliştirme ve gösterim (RTD) faaliyetlerini destekleyen bir kamu özel ortaklığıdır. Üç üye, Avrupa Komisyonu, Hydrogen Europe tarafından temsil edilen yakıt hücresi ve hidrojen endüstrileri ve Hydrogen Europe Research (http://www.fch.europa.eu) tarafından temsil edilen araştırma topluluğudur.

Limanlar genellikle büyük enerji merkezleri olarak paydaşlar için ev sahipliği yapmaktadırlar4. Kara alanlarının, üretim için soğutma sularının ve büyük endüstriyel müşterilerin varlığı, enerji firmalarının liman alanlarında yatırım yapma nedenlerinden bazılarıdır. Çoğu rüzgar enerji çiftliği deniz açıklarında veya kara içindeki açık arazilerde kurulsa da, bazı limanlar da rüzgar enerji çiftliklerine ev sahipliği yapmaktadır; bunlar genellikle dalga kıranlara veya denize yakın dar arazilere kurulu kıyı yapılarıdır. Güç santralleri ve enerji dağıtım altyapısının varlığı, sadece güç santralleri için değil, aynı zamanda enerji dağıtım platformları ve terminallerin işleyişi için (örneğin, kömür, gaz ve diğer yakıtların işlenmesi) doğrudan iş ve katma değer yaratmaktadır. Bunların tesisi, aynı zamanda mühendislik firmaları, inşaat şirketleri, bakım ve onarım firmaları, araştırma ve inceleme firmaları ile güvenlik hizmetleri gibi diğer endüstri ve hizmetlerde de iş ve katma değer yaratmada önemli bir rol oynar.

Bu enerji geçişi, enerji merkezi konumunda olan mevcuttaki limanlara meydan okuyarak onların fosil yakıt faaliyetlerinde gelecekte bir düşüşe ve yeşil hidrojen de dahil olmak üzere yenilenebilir enerji kaynaklarının üretimi, taşınması ve depolanması hususunda düşünmeye itmektedir. Bu durumun limanlar için geniş kapsamlı etkileri olacaktır. Yeşil hidrojen, limanlar için yeni bir enerji ortamı sunacaktır. Tablo 1’de görüldüğü üzere, yeşil hidrojenin liman altyapısı üzerindeki potansiyel fiziksel etkileri özetlenmektedir, ancak gerçek etkiler elbette her bir limana göre farklı olacaktır. Tablonun odak noktası limandaki verimlilik, yük elleçleme ve elleçleme için kullanılan tesislerdir (elektrik şebekesi, boru hatları, karayolları, demiryolu, su yolları da dahil olmak üzere), enerji ile ilgili lojistik hizmet faaliyetleri için ise (yeni enerji peyzajının 17 yönünden 12'sinde hidrojenin önemli bir rol oynadığını gösteren ikinci sütun) içindeki bilgileri vurguladık.

Gerçekten de limanlar, yeşil hidrojenin üretimi ve dağıtımında çok önemli bir rol oynayabilir. Hidrojen ve yeşil yakıtla çalışan gemi ve kara araçları kullanıcılarından gelen mevcut ve gelecekteki yerel hidrojen talebi, gelişmekte olan deniz üstü rüzgar enerji çiftlikleri ve ulaştırma düğüm noktaları “limanlar” için çok önemlidir. Ayrıca, limanların altyapısı ve elleçleme yetenekleri, hidrojeni depolanması ve dağıtımı için önemli yerler haline getirmektedir. Limanlar, yeşil hidrojenin diğer ülkelere ihracatı için bir merkez görevi görebilir ve küresel enerji sektörünün temiz enerjiye geçişte yardımcısı olabilir.

Yeşil hidrojende güçlü bir konum hedefleyen limanlar, hidrojen değer zincirinin tüm bölümlerinde aktif olmaya zorlanmaktadır. İyi bir konum, iyi gelişmiş bir boru hattı ağı, dünya çapında güçlü deniz bağlantısı, son teknolojiye sahip terminal ve lojistik altyapıları, iyi işleyen ve verimli endüstriyel ekosistemler ve güçlü bir müşteri veritabanı; bir limanın gelişmekte olan bir hidrojen ekonomisinde önemli, öncü bir rol üstlenmesini ve hidrojen ithalatında transit bir merkez ve hidrojen üretim merkezi olarak konumlandırılmasını sağlayan önemli faktörlerdir.

⁴ Kömür ve linyit ile çalışan santraller, diğer yakıtlarla çalışanlar, kombine çevrim ve gaz türbini antralleri, hidroelektrik santraller, pompaj depolamalı hidroelektrik santraller, nükleer santraller, atıktan enerji üretim santralleri, biyokütle santralleri, dizel ve gaz motorlu santraller, rüzgar enerjisi santralleri, jeotermal santraller ve güneş enerjisi santrallerinde elektrik üretilmektedir.

Tablo 1. Yeni enerji manzarasının on yedi farklı yönü ve limanlara olası etkileri

Avrupa’daki bazı limanlar, enerji ve hammadde merkezleri ve büyüyen yeşil hidrojen üreticileri olma çabalarını hızlandırmaktadırlar. Limanlar, ağır sanayiyi bölgede tutmak için liman bölgelerindeki tüm oyunculara her zaman uygun fiyatlı yeşil enerji sunmanın gerekli olduğunun farkındadırlar. Burada hem lokal üretim hem de ithalat çok önemli bir rol oynamaktadır. Yenilenebilir enerji ithalatı ile ilgili ilk projelerin 2025 senesi ile bu on yıllık periyod arasında şekillenmesi beklenmektedir. İdeal enerji tedarik bölgelerini analiz etmek, limanları geleceğin hidrojen taşıyıcısı olmaya hazırlamak ve sürdürülebilir bir ekonomi oluşturmak bağlamında belirli pilot projeler üzerinden kapsamlı fizibilite çalışmaları yürütülmektedir.

Konunun daha iyi anlaşılması için Tablo 2’de, yeşil hidrojen ekonomisinin gelişimini desteklemek maksadıyla Belçika ve Hollanda’daki birtakım ulusal politika girişimlerini özetlenmektedir. Tablo 3’de yukarıdaki iki ülkede bulunan Ren-Scheldt Deltası liman sisteminde yer alan ana yeşil hidrojen projelerinin bir özetini sunulmaktadır. Ren-Scheldt Deltası liman sistemi, Ren, Meuse ve Scheldt nehirlerinin bağlandığı haliç üzerinde bulunan tüm limanları içermektedir. 2021’de liman sistemi yaklaşık 924 milyon ton (2020’ye göre + %5,2) toplam yük hacmi ve yaklaşık 30 milyon TEU (+%5) konteyner elleçlemiştir. Avrupa’nın en büyük iki limanı olan Roterdam ve Anvers-Brüj, Avrupa’nın dördüncü en büyük limanı (Kuzey Denizi Kanalı boyunca uzanan Amsterdam/Ijmuiden liman bölgesi) ve onuncu en büyük limanı (Kuzey Denizi Limanı) Delta’da yer almaktadır. Avrupa’nın (hacim açısından) açık ara en önemli liman sistemidir ve AB 27’de elleçlenen tüm liman hacminin yaklaşık %27’sini temsil etmektedir (2021 Eurostat verilerine göre). İşte bu liman sistemi, yenilenebilir enerji merkezlerinden oluşan bir ağa dönüşerek lider bir rol üstlenecektir. Tablo 3’te küçükten büyüğe kadar birçok proje listelenmesine rağmen, liman endüstrisi hidrojen üretimi ve kullanımı konusunda birçok küçük girişimde bulunmuştur. Örneğin, çok sayıda lojistik şirketi, depolarındaki güneş panellerini kullanarak liman bölgelerindeki tesislerde yeşil hidrojen üretmeyi veya mobil hidrojen dolum istasyonlarına bağlı hidrojenle çalışan nakliye veya terminal ekipmanlarını kullanmayı planlamaktadır.

Genel olarak, yeşil hidrojene odaklanma, farklı proje ve paydaşları da birbirine bağlamaktadır. Limanlar ve çevresinde değer zinciri işbirliğini teşvik etmektedir. Avrupa Komisyonu tarafından finanse edilen ve Avrupa limanlarının karşılaştığı zorlukları ve çevresel etkilerini azaltmak için düzinelerce paydaşı bir araya getiren PIONEERS5 ve MAGPIE6 projeleri gibi birçok örnek proje bulunmaktadır. Ayrıca, birkaç Avrupa limanı, Hidrojen Avrupa, Temiz Hidrojen İttifakı ve Alman H2Global Vakfı gibi yeşil hidrojene odaklanan çeşitli ortaklıklara da katılmışlardır. İkinci vakıf, yeşil hidrojeni Avrupa’da bir enerji ikamesi olarak kabul edilebilir hale getirme ve böylece Avrupa’nın enerji geçişini ve Rus gazından bağımsızlığını ilerletme hedefini kendilerine belirlemiştir.

⁵ PIONEERS, lider liman projesi Anvers-Brüj Limanı'nın mevcut en son teknolojiyi büyütmek ve uygulanabilirliği ile izah etmek amacıyla taahhüdüne dayanmaktadır. Barselona, Köstence ve Venlo limanları da bu gösterimleri denemek için projenin yaşam döngüsü boyunca yer almaktadır.

⁶ MAGPIE projesi, limandan ve limana yapılan taşımacılıkta yeşil enerji taşıyıcılarının tedariki ve kullanımında bir atılım gerçekleştirme hedefine sahiptir.

Uluslararası Limanlar Derneği (IAPH), 2021’de Küresel Limanlar Hidrojen Koalisyonu’na katılmıştır. Koalisyon, küresel ekonomide temiz hidrojenin ölçeklendirilmesini desteklemeye adamış Temiz Enerji Bakanlar (CEM) platformu sayesinde ortaya çıkan Hidrojen girişiminin (H2I) bir parçasıdır. Bu program, Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) tarafından yönetilmektedir.

* Hidrojen üretiminin karbondan arındırılması

Birçok meraklı göz yeşil hidrojenin üzerindeyken, mevcut hidrojen üretiminin %96’sının doğal gazdan yapıldığını daha önce söylemiştik. Bir kısım bilim insanı, sera gazı etkisini arttırmada mavi hidrojen üretmenin doğal gaz yakmaktan daha kötü olduğunu iddia etse de, mavi hidrojenin genellikle griden yeşil hidrojene geçiş aşamasında önemli rol oynadığı söylenmektedir. Bu durum, esasen kaçak metan emisyonlarından kaynaklanmaktadır (Howarth ve Jacobson 2021). Bu nedenle, hidrojen üretiminin nasıl karbondan arındırılacağı büyük bir sorundur. Cloete (2020), dört senaryo (hidrojenin yalnızca elektroliz yoluyla üretilebildiği iki senaryo ve karbon yakalama teknolojisi ile doğal gazdan elde edilen mavi hidrojene geçişin izin verildiği iki senaryo) üzerinde tartıştığı çalışmasında rüzgar ve güneş enerjisi kullanımında daha yüksek pay vermek adına hidrojenin kullanılması önemli maliyetler gerektirdiğinden, mavi hidrojenin politika gündeminden çıkarılmaması gereği sonucuna varmıştır. Örneğin, elektrolizörler enerji kullanıcılarının yakınına yerleştirildiğinde, rüzgar ve güneş enerjisi üretim piklerini elektrolizörlere iletmek için pahalı iletim ağlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Elektrolizörler bunun yerine rüzgar veya güneş enerjisi ünitelerinin yakınına yerleştirildiğinde, hidrojeni işlemek için büyük hidrojen iletim ve depolama kapasitesi gerekmektedir.

Bu nedenle, liman ekosistemlerinin hidrojenle ilgili odak noktası sadece yeşil hidrojen değil, aynı zamanda gri hidrojenin karbondan arındırılması da olmalıdır. Mavi hidrojen üretimi, CCUS (Karbon Yakalama, Kullanma ve Depolama) teknolojisine dayanmaktadır. CCUS kavramı yeni olmamasına ve son 50 yıldaki teknolojik gelişmelere rağmen, henüz gelişmekte olan bir teknoloji olarak kabul edilmektedir. CCUS projelerinin dağılımı önceki yıllarda durmuştu ve ancak son yıllarda Avrupa’da ve başka yerlerde ticari projelerin gerçekleştirilmesine yönelik planlanan CCUS projelerinde bir artış görülmektedir. Genel olarak, CCS (Karbon Yakalama ve Depolama) teknolojisinin kullanımı, özellikle CO2 yoğun endüstrilerde ve doğası gereği CO2 emisyonu üreten ve bu emisyonun azaltılması zor sektörlerde net sıfır emisyon elde etmek için gereklidir. Fakat iyi haber, CCUS projeleri yükselişe geçmiştir. Örneğin, Porthos (Roterdam Limanı CO2 Aktarma Merkezi ve Açık Deniz Depolama), limandaki endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan CO2’i taşımak ve Kuzey Denizi’nin altındaki tükenmiş gaz sahalarında depolamak için bir proje geliştirmektedir. Avrupa’nın yine aynı bölgesindeki bir başka girişim de Ghent Karbon Merkezi’dir. Kuzey Denizi Limanı’nın Ghent kesiminde, şu anda Fluxys, ArcelorMittal Belçika ve Kuzey Denizi Limanı tarafından incelenmekte olan açık erişimli bir CO2 depolama ve sıvılaştırma merkezinin 2027 yılında devreye alınması hedeflenmektedir. Ghent Karbon Merkezi, Belçika endüstriyel CO2 emisyonlarının yaklaşık %15’ine eşdeğer olan yılda altı milyon ton CO2 (MTPA) işleme kapasitesine sahip olacaktır (kaynak: Kuzey Deniz Limanı basın açıklaması, 18 Ağustos 2022). CCUS, liman bölgelerindeki CO2 azaltma hedeflerine ulaşmada vazgeçilmez olacaktır. Bu alanda ortaya çıkan sınır ötesi ve limanlar arası işbirliği, temiz enerji uygulamasını bir sonraki seviyeye taşımak için olumlu bir adımdır.

* Yeşil hidrojen, hidrojen taşıyıcıları ve enerji ticaretinin değişen coğrafyası

Avrupa yeşil hidrojen üretimi talebinin karşılanması beklenmediğinden, hidrojenin uzun mesafelerde taşınması ihtiyacı doğacaktır. Bunu yapmak için mevcut tekniklerin çoğu, rüzgar veya güneş enerjisinin ihracat limanında veya yakınında hidrojen taşıyıcılarına dönüştürülmesini ve uygun bir hidrojen taşıyıcısının ithalat alanlarına taşınmasını gerektirmektedir. En yaygın olarak kabul edilen hidrojen tedarik zincirleri aşağıda sıralanmıştır (Şekil 1):

* Hidrojen, saf haliyle son derece düşük bir sıcaklıkta sıvı halde (LH2) taşınabilir, ancak -252.87° C’nin altına soğutma işlemi çok fazla enerji tüketmektedir. Büyük ölçekli hidrojen sıvılaştırma yöntemleri ve yaklaşımları mevcuttur (genel bir bakış için bakınız Aasadnia ve Mehrpooya 2018);

* Hidrojen ayrıca hidrojen tanklarında çok yüksek basınçlarda sıkıştırılabilir.
sıkıştırılmış hidrojen (CH2 veya CGH2);

* Hidrojen, amonyak (NH3) içinde paketlenebilir. Yeşil amonyağın hidrojen taşıyıcısı olarak hayati bir rol oynaması beklenmektedir. Yeşil hidrojenin nitrojen ile reaksiyona sokulması sonucu yeşil amonyak oluşmaktadır. Bu, hidrojenin büyük hacimlerde verimli ve güvenli bir şekilde taşınmasını sağlayacaktır. Amonyak sentezi geleneksel olarak, yüksek sıcaklık ve basınçlar altında bir metal katalizör kullanılarak hidrojenle reaksiyona sokulması sonucu nitrojeni (N2) amonyağa dönüştüren Haber-Bosch prosesi ile elde edilmektedir. Son yıllarda, karbon yoğun fosil yakıt bazlı Haber-Bosch sürecine alternatif olarak sürdürülebilir amonyak sentezi üzerine için birçok araştırma yapılmıştır (Wang et al. 2021). Amonyak daha sonra depolanabilir ve tekrar yeşil hidrojene dönüştürülebilir, ancak amonyağı tekrar hidrojene dönüştürmek, yüksek sıcaklıklarda ayrışma (cracking işlemi) gerektirir. Yeşil amonyak, CO2 içermeyen yakıt olarak, örneğin taşımacılık veya gübre üretiminde hammadde olarak kullanılabilir;

* Hidrojen, diğer Sıvı Organik Hidrojen Taşıyıcılarına (LOHC’ler) bağlanarak taşınabilir. Bunlar, kimyasal reaksiyon yoluyla hidrojeni emebilen ve serbest bırakabilen organik bileşiklerdir. En iyi örnek, hidrojen ve toluenin kimyasal reaksiyonundan elde edilen sıvı haldeki metil sikloheksan (MCH)’dir. MHC hidrojenasyon sonra farklı taşıma modları ile taşınabilir. Dehidrojenasyon, elde edilen hidrojenin doğrudan kullanımı veya tekrar elektriğe dönüştürülmesi ile devam etmektedir. Yan ürün toluen, yeniden kullanım için hidrojenasyon tesisine kazanılabilmektedir. Fakat, Obara (2019), amonyak bazlı bir hidrojen tedarik zincirinin MCH’ye dayalı bir hidrojen tedarik zincirinden daha iyi enerji verimliliğine sahip olduğu sonucuna varmıştır.

Yukarıdaki süreçler, farklı olası yeşil hidrojen değer zincirlerini öngörmektedir. Bu tür değer zinciri çözümlerinin teknik ve ekonomik fizibilitesinin araştırılması, hidrojen bazlı enerji üretimi ve tüketiminin sürdürülebilir gelişimi için çok önemlidir. Hidrojeni üretmenin ve taşımasının en ucuz yolunu bulmak üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır. Hatta bu çalışmalar, “Gemilerle mi taşımak?”, “Boru hatları ne zaman kullanılabilir?”, “Hidrojeni hangi taşıma modu ile taşıyacağız?” (yani, gaz, sıvı, metaller (metal hidritler) veya karbonla bağlı), “Dönüşümden tekrar ne zaman kaçınabiliriz? (örneğin, hemen gaz halinde endüstriye girilmesi mümkün müdür?)” ve “ne kadar uzaktan hidrojen taşınabilir” gibi önemli soruları beraberinde getirmiştir.

Şekil 1. Denizaşırı ülkelerde üretilen yeşil hidrojenin ithalatı için en çok düşünülen tedarik zinciri çözümleri.

Not: Grafik, son kullanıcı tarafından H2 kullanıldığını varsayar. LH2, CH2 ve amonyak çoğu durumda H2’ye önceden dönüştürülmeden doğrudan son kullanıcı için girdi veya hammadde görevi görebilir.

Kaynak: Global Energy Ventures (GEV) ve HyMove’a dayanan yazarların kendi derleme ve uyarlamasıdır.

Şu anda, tercih edilecek hidrojen taşıyıcısına ilişkin kural ve düzenlemeler, güvenlik standartları ve sertifikasyon ile bunların hidrojen tedarik zincirleri üzerindeki etkisi (örneğin, kentsel alanların yakınında amonyak taşımacılığı ile ilgili güvenlik sorunları) konularında hala belirsizlikler mevcuttur. Bu alandaki çabaları desteklemek amacıyla, IRENA (2022c) ticareti desteklenen hidrojen için ortak sürdürülebilirlik kriterlerinin belirlenmesi, hidrojen sertifikasyonu için metodolojilerin uyumlu hale getirilmesi ve teknik standart ve sertifikasyonun belirlenmesi için yapılan çalışmaların uyumlu hale getirilmesini talep etmektedir.

Hidrojen ihracat ve ithalat tesisleri için epeyce girişim açıklanmış olsa da, küresel bir hidrojen taşıyıcısı, taşımacılık ve liman ağının oluşturulmasında henüz ilk dönemleri yaşıyoruz. Orta vadede, 2030’ların başına kadar, endüstrinin odak noktasının amonyak, metanol ve LOHC taşıyıcılarında hidrojenin taşınması olması beklenmektedir. Sonraki aşamada, soğutulmuş hidrojenin büyük hacimlerde uygun maliyetle taşınmasını sağlamak adına daha fazla teknolojik ilerlemeler beklenmektedir. Limanlar, bu hidrojen taşıyıcılarının her biri için gerekli altyapıyı geliştirmekle yükümlüdür. Oxford Enerji Araştırmaları Enstitüsü (2022a), tüm H2 değer zincirini daha ekonomik ve verimli hale getireceğinden, en uygun hidrojen taşıyıcısı üzerinde anlaşmaya varmanın son derece önemli olacağını belirtmektedir. Bu yakıtların her birinin kendine özgü avantajları olmasına ve kendine özgü bir dizi fayda sunmasına rağmen, hiçbiri kusursuz değildir veya mükemmel hidrojen nakliye probleminin çözümü özelliklerine sahip değildir. Diğer karbonsuzlaşma uygulamalarındaki teknolojik ilerlemeler ve CCUS çözümlerinin tamamen ticarileştirilmesinin, uzun mesafeli hidrojen taşımacılığına yönelik yaklaşımı önemli ölçüde değiştireceği muhtemeldir.

Yeşil hidrojenin üretimi ve kullanımı, seçilen teknik çözüm ve standartlardan bağımsız olarak, yeni jeopolitik etki merkezlerinin ortaya çıkmasına neden olarak enerji ticaretinin coğrafyasını etkileyebilir ve muhtemelen daha fazla enerji ilişkisini bölgeselleştirebilir. IRENA (2022a), 2050 yılına kadar sınır ötesi ticareti yapılabilecek hidrojenin %30’un üzerinde olacağını tahmin etmektedir; bu oran, bugünkü doğalgazdan daha yüksek bir payı ifade etmektedir. Şili, Fas ve Namibya gibi net enerji ithalatçıları, yeşil hidrojen ihracatçıları olarak ortaya çıkarken, Avustralya, Umman, Suudi Arabistan ve BAE gibi fosil yakıt ihracatçıları ise ekonomilerini çeşitlendirmek amacıyla yeşil hidrojen yatırımlarını giderek daha fazla düşünmektedirler7. P4G-Getting to Zero Koalisyonu Ortaklığı, Güney Afrika8 (Ricardo & Çevresel Savunma Fonu, 2021), Meksika ve Endonezya’da somut iş fırsatlarını analiz etmiştir. Bu fırsatlar, söz konusu ülkelerin yenilenebilir enerji potansiyelinden yüksek oranda faydalanarak temiz hidrojen türevi yakıtlar için bir ihraç pazarı oluşturmasını ve aynı zamanda yeşil işler yaratmasını beklenmektedir (Dünya Ekonomik Forumu, 2022).

Japonya ve Almanya gibi ithalatçı olması beklenen ülkeler zaten özel hidrojen diplomasisi uygulamaktadırlar. Arz-talep dengesi açısından, hidrojen üretimi için teknik potansiyel, tahmini küresel talebi önemli ölçüde aşacaktır. Bu nedenle, Afrika, Amerika, Orta Doğu ve Okyanusya gibi bölgelerin potansiyelinin farkına varılması, ihracatın yoğunlaşması riskini sınırlayabilir, ancak birçok ülkenin büyük ölçekte teknoloji transferine, altyapıya ve yatırıma ihtiyacı bulunmaktadır.

⁷ Avrupa merkezli çok sayıda şirket bu alanda denizaşırı yatırımlar yapmaktadır. Örneğin, DEME Concessions ve OQ Alterna- tive Energy arasında bir ortak girişim olan HYPORT Koordinasyon Şirketi, yeşil bir hidrojen tesisi inşa etmek için Duqm’da (Umman) bir saha satın aldı. 79 hektarlık bir alandaki bu proje 500 megavat elektroliz kapasitesine sahip olacak. HYPORT, Duqm’daki Münhasır Ekonomik Bölgeler ve Serbest Bölgeler Kamu Otoritesi (OPAZ) ile ikinci bir arazi rezervasyon anlaşması imzaladı. Belçika’daki Anvers-Brüj Limanı’nın ortak limanı olan Duqm’daki hidrojen tesisi, toplam 1,3 gigawatt kapasiteye sahip rüzgar türbinleri ve güneş panellerinden elde edilen yenilenebilir elektrikle güçlendirilecek. Tüm bunlar, HYPORT Duqm’a 15.000 hektarlık bir alan tahsis edilen Özel Ekonomik Bölge’nin yenilenebilir enerji alanında yer almaktadır. Güneş ve rüzgar çiftliğinden fabrikaya yüksek voltajlı bir iletim hattı gelecek. Orada, yeşil elektrik tuzdan arındırılmış su, hidrojen üretmek için kullanılır ve daha sonra yeşil amonyağa dönüştürülür. Duqm limanından Avrupa’ya ve diğer pazarlara depolanır ve sevk edilir.

⁸ Örneğin, Güney Afrika’nın Kuzey Cape bölgesi için planlanan önerilen bir derin su limanı olan Boegoebaai, eyaletten yeşil hidrojen ve sürdürülebilir malların ihracat merkezi haline gelmeye hazırlanıyor. Ülkenin Hidrojen Vadisi, hidrojen üretimini başlatmak ve ölçek ekonomilerinden yararlanmak için talebi toplamayı planlıyor. Durban’da bir denizcilik merkezi olan Richards Bay, yeşil hidrojeni denizcilik pazarına aktarmayı ve ihraç etmeyi hedefliyor.

* Yeşil hidrojeni rekabetçi hale getirmede limanların rolü

Yeşil ve mavi/gri hidrojen arasında hala önemli bir üretim maliyet farkı bulunmaktadır. Hidrojen üretim maliyetinin yaklaşık %70’i doğrudan (yenilenebilir) elektrikle ilgilidir, bu nedenle elektriğin fiyatı büyük ölçüde yeşil hidrojenin fiyatını belirler. Yeşil hidrojen üretimi, gri veya mavi hidrojenden iki ile üç kat daha pahalıdır (IRENA 2022a). Örneğin, Temmuz 2022’de yeşil hidrojen, mavi hidrojen için kilo başına 6,50 avroya karşılık Avrupa’da kilo başına yaklaşık 13 avroya mal olmuştur (ING 2022). Bununla beraber, yapılan yatırımlar, rüzgar ve güneş enerjisinin maliyetlerinin uzun vadeli düşme eğilimi ve fosil yakıtların beklenen uzun vadeli fiyat artışları sayesinde yeşil hidrojen üretiminin maliyeti düşmektedir. Wood Mackenzie9, yeşil hidrojen üretim ortalama maliyetlerinin 2040 yılına kadar fosil yakıt bazlı hidrojene eşit olacağını tahmin etmektedir. Almanya gibi bazı ülkelerde bu eşitlenme 2030 yılına kadar gerçekleşecektir. 2040 yılına kadar, esas olarak artan doğal gaz fiyatları nedeniyle, gri hidrojenin maliyetinin %82 ve CCS ile birlikte mavi hidrojenin maliyetinin %59 artması beklenmektedir.

Aurora Energy Research’ün 2022’de yaptığı bir dizi çalışma10 sekiz Avrupa ülkesinde dört farklı iş modeli altında elektrolizör yolu ile hidrojen üretim maliyetlerini analiz etmiştir. Bu çalışmalara göre, 2030 yılına kadar bazı Avrupa ülkeleri kg başına 3 euro gibi düşük bir fiyata yeşil hidrojen üretilebilecekleri ve böylece mavi hidrojen ile aynı maliyet paritesine ulaşılabilecekleri sonucuna varmışlardır. Gri hidrojenle rekabet edebilmek için bu maliyetlerin kg başına yaklaşık 2 avroya düşmesi gerekecektir. Almanya en yüksek üretim maliyetlerinden birine sahiptir ve 2030’ların ortalarına kadar mavi hidrojen ile maliyet paritesine ulaşamayacağı öngörülmektedir. Almanya, esnek şekilde çalıştırılabilen elektrik şebekesine bağlı elektrolizörlerden yararlanacaktır. Norveç, İspanya ve Büyük Britanya gibi ülkelerde, yeşil hidrojen üretmenin en ucuz yolu, bir elektrolizörü doğrudan sahada güneş ve rüzgar enerjisi sistemleriyle birleştirmek olacaktır.

Yeşil hidrojen maliyetlerini düşürmede ve büyük ölçekte kullanılabilirliğini sağlamada önemli bir faktör ölçeklenebilirliktir. Şu anda devam etmekte olan veya planlanan birçok yenilenebilir enerji projesine rağmen, hidrojen ölçeklenebilirlik problemi devam etmektedir. Daha önce de belirtiğimiz gibi, Avrupa’nın enerji tüketiminin %2’sinden azı hidrojenden gelmektedir ve bu hidrojen temel olarak plastik ve gübre gibi kimyasal ürünlerin üretiminde kullanılmaktadır. Dahası, tüm hidrojenin %96’sı doğal gazdan üretilmektedir ve bu süreçte önemli miktarda CO2 yaymaktadır (Avrupa Komisyonu verilerine göre). Çoğu senaryo, yeşil hidrojenin 2030’dan önce Avrupa’da önemli bir rol oynamasını öngörmemektedir. Yeşil hidrojen üretimini artırmak için yatırımları harekete geçirmek, politikayı, bölgesel ve çok taraflı anlaşmaları ve düzenleyici kurumlardan destekleyici çerçeveleri şekillendirmek için daha fazla uluslararası işbirliğine yönelik yoğun çabalar gerekmektedir.

Ölçeklenebilirlik yönü, belirli bölgelerdeki (Şekil 2), özellikle deniz limanı bölgelerinde daha kolay karşılanabilen birçok gereklilikle beraber gelmektedir. Aşağıdaki bölümler, bu temel gereksinimlere daha fazla açıklık getirmektedir.

⁹ https://www.woodmac.com/market-insights/topics/hydrogen-guide/ bakın.

* Bulgulara genel bir bakış için bkz. https://auroraer.com/category/sector/hydrogen/.

6.1 Hidrojen üretimi ve depolama altyapısı için uygun araziye sahip yerler

Yeşil hidrojenin üretimi ve depolanması geniş yüzeyler gerektirmektedir. Bu durum, limanların üretim ve depolama faaliyetleri için yeterli büyüklükte araziyi kullanılabilir hale getirmesini zorlaştırmaktadır ve bu durum birçok liman için arazilerini verimli kullanmamaları nedeniyle kolay bir iş değildir. Elektrolizörler ve transformatörler, redresörler, su temini, soğutma suyu kuleleri, ayırıcılar, kurutucular ve kompresörler gibi ilgili ekipmanlar için arazi alanı gereklidir. Hidrojen taşıyıcılarının (amonyak gibi) denizaşırı ithalatı, sıvı hidrojen, amonyak ve LOHC’ler (sıvı organik hidrojen taşıyıcıları) için rıhtım ve dönüşüm altyapısı gerektirmektedir. Enerji tedarik altyapısı, amonyağın parçalanması (hidrojene dönüşüm) ve LOHC’lerden hidrojenin geri kazanılması için de arazi gereklidir. Ayrıca, hidrojeni taşımak için bir boru hattı sistemine, hidrojen taşıyıcıları için depolama alanına ve kompresör istasyonları için araziye ihtiyaç duyulacaktır.

* Yüksek kapasiteli elektrik şebekesine, hidrojen altyapısına ve varlıklarına sahip deniz ve kara bağlantısı olan yerler

Yukarıda, farklı yerlerde üretilen yeşil hidrojen ithalatını tartışmıştık. Limanlarda yeşil hidrojenin üretimi ve depolanması önemli miktarda yenilenebilir enerji gerektirmektedir ve bu da kendi zorluklarını beraberinde getirmektedir.

Birincisi, Avrupa’da sınırlı miktarda yeşil enerji (rüzgar, güneş) kaynakları bulunmaktadır. Bu nedenle, bazı bilim insanları yeşil enerjinin her şeyden önce yeşil elektrik için kullanılması gerektiğini, yani mevcut elektrik tüketimini daha yeşil hale getirmek (elektrikli arabalar, su pompaları vb.) gerektiğini ve sadece yeşil hidrojen üretimi için bir kaynak olarak kullanılmaması gerektiğini savunmaktadırlar. IEA (2022b), Avrupa’nın 2022-2027 döneminde hidrojen üretimine 7 GW yenilenebilir rüzgar ve güneş enerjisi kapasitesi ayıracağını, karbondan arındırma hedeflerinin ve daha yakın zamanda Rus gazının ikame edilerek enerji güvenliğini güçlendirme ihtiyacının teşvik edileceğini bu kapsamda öngörmektedir. Bu kapsamda Avrupa’nın büyümesinin yarısını oluşturan İspanya başı çekmektedir ve onu Almanya, İsveç, Danimarka ve Hollanda izlemektedir.

İkincisi, hidrojen rüzgar veya güneş enerjisinin elektrolizi yoluyla üretildiğinde veya tekrar elektriğe dönüştürüldüğünde makul miktarda enerji kaybeder. Bazı kaynaklar, “rüzgar enerjisinden hidrojene elektriğe geri dönüş” döngüsünde ilk rüzgar enerjisinin %60’ına varan kayıplara işaret etmektedir.

Üçüncüsü, enerji dönüşümü sürecinde elektrik şebekesinin kapasitesiyle ilgili artan endişeler bulunmaktadır. Avrupa'nın bazı bölgelerinde, yüksek voltajlı şebeke operatörleri artık yeni rüzgar türbinlerinin, güneş parklarının veya elektrik santrallerinin güçlerini her daim şebekeye verebileceklerini garanti etmemektedirler. Yüksek gerilim şebekelerindeki montaj kapasite sorunu, kısmen de olsa, baştan sona kadar karmaşık bir planlama ve bürokratik izin prosedürlerinin sonucudur. Bu bürokratik engeller, enerji iletim çabalarını engelleyecek bir durumdur. Ayrıca, ESG gereklilikleri (çevresel, sosyal ve yönetişim), paydaşlarla ilişkilerde ve enerji sektöründeki büyük altyapı projelerinin sosyal yönlerinde hiçbir kestirme yolun düşünülemeyeceğini ima etmektedir. Sonuç olarak, elektrik şebekesi ağlarındaki büyük altyapı çalışmalarınn bitirilmesi neredeyse 10 ila 15 yıl sürerken, gerçekte ise inşaat faaliyetleri sadece birkaç yılda tamamlanmaktadır.

Limanlar için gereklilikler

Şekil 2. Limanların yeşil hidrojen merkezleri olarak hizmet vermesi için temel gereksinimler.

Kaynak: Yazarların kendi derlemesidir.

Rüzgar ve güneş enerjisi kullanımının yanı sıra, yerelde üretilen veya ithal edilen yeşil hidrojenin tam kullanımıyla ilgili tartışmalar da ortaya çıkabilir. Temel olarak, güneş ve rüzgar yoluyla elde edilen yenilenebilir enerji üretimi, geleneksel enerji santrallerinin yedek sistemlerinin kullanılabilirliğini gerektirir. Hidrojenin mevsimsel enerji depolaması, gaz türbinleri veya yakıt hücreleri aracılığıyla dağıtılabilir gücün karbondan arındırılmasına yardımcı olabilir. Ancak, önümüzdeki on yıl içinde, hidrojenin endüstriyel bir hammadde olarak kullanımına ve yüksek sıcaklıktaki ısının karbondan arındırılmasına daha fazla odaklanılacaktır. Örneğin, çelik üreticileri, fosil yakıtsız çelik üretim yöntemleri üzerinde çalışmaktadırlar ve hidrojenin bu geçişte kilit bir rol oynayabileceği düşünülmektedir.

6.3 Yeşil hidrojen için güçlü bir talebe sahip yerler

Oldukça fazla sayıda büyük liman, büyük endüstriyel ve lojistik ekosistemlere dönüşmüştür ve yakınlardaki diğer endüstriyel kümelerle iyi bağlantılara sahiptirler. Bu durum limanlara, yeşil hidrojen arzı ile beraber işe bir başlangıç hevesi ve bunu hazmedilmek için gereken talebin ortaya çıkmasına imkan verir. Örneğin, limanlarında içinde bulunduğu projelere gösterilen çabalar, hidrojen talebi için zor azaltılabilir endüstriyel uygulamalara öncelik verilmesi yoluyla, aynı zamanda lojistikte (örneğin gemiler, barjlar ve kamyonlar için bir yakıt olarak, doğrudan veya amonyak veya metanol dönüşümü aracılığıyla) ve endüstriyel uygulamalarda (örneğin kimyasal üretimde yeşil hammadde/reaktant, metal işleme, gıda işleme vb. veya bir yakıt olarak) hidrojen kullanımını teşvik etmek üzerine yoğunlaştırılabilir. Yeşil deniz taşımacılığını ve yenilenebilir denizcilik yakıtlarının kullanımını teşvik eden girişimler aracılığıyla (genel bir bakış için bkz. Iris ve Lam 2019; Notteboom ve ark. 2020), limanlar, deniz taşımacılığının karbondan arındırılmasına yardımcı olmak için hidrojen ve amonyak talebinin artmasına aktif olarak katkıda bulunabilirler. Arzın kendi talebini yarattığı ölçüde, büyük ölçekli yeşil hidrojen üretim tesislerinin ve lojistik altyapısının mevcut eksikliği, yoğun sermaye maliyeti ve buna bağlı yatırımla birleşen riskler, talep tarafını öne çıkarmaya ve bu temiz çözümü benimsemeye teşvik edebilir. Bu nedenle, hem arz hem de talep taraflarının, karşı tarafın inisiyatif almasını “bekle-gör” yöntemiyle beklediği tipik bir “tavuk-yumurta” sorunu asla uzakta değildir. Son sözümüzde bu konuyu daha ayrıntılı olarak ele alacağız.

6.4 Teknolojik yeniliklere odaklanan ve güçlü politika desteğinden yararlanan konumlar

Oxford Enerji Araştırmaları Enstitüsü (2022b), yeşil hidrojen üretiminde maliyet düşüşünü teşvik edebilecek iki önemli önemli gelişme olduğunu savunmaktadır; Bunlar, teknolojik yenilikler ve politika destek önlemleridir. Teknolojik ilerleme açısından ana odak noktası, elektrolizörler için kıt malzemelerin kullanımını en aza indirgemek, büyük ölçekli üretimin gerçekleşebilmesi için yığın ömrünü ve sistem boyutunu artırmak ve soğuk başlatma süresini azaltmaktır (katı oksit sistemleri). Politika destek mekanizmaları açısından, Ar-Ge ve üretim için doğrudan mali destek ve mali teşvikler, pazara giriş ve ölçek büyütmenin ilk aşamalarında kilit öneme sahiptir. Teknoloji olgunluğa ulaştığında ve ticari ölçekte büyüdükten sonra, güçlü mali teşviklere ihtiyaç duyulacaktır, çünkü bir teknoloji kritik kütleye ulaştığında yatırımcıların teknoloji üzerindeki ilgilerinin artma olasılığı daha yüksektir. Elektrolizörlerin yanı sıra, destekleyici politikalar yenilenebilir elektriği ve altyapının inşasını ve son kullanıcılar (örneğin endüstriler ve ulaşım) arasındaki talebi de teşvik etmelidir.

Yenilik, birçok limanın gündeminde üst sıralarda yer almaktadır (Acciaro et al. 2014 yılında; Vanels- lander ve diğerleri, 2019). Bu aynı zamanda sürdürülebilirlik ve enerji geçişi alanındaki inovasyonu da içerir. Liman kümelenmesinde inovasyonu teşvik etmek için, liman otoriteleri, liman endüstrisi, yan sanayi kurum ve kuruluşları, özel şirketler ve devlet kuruluşları, start-up’lar ve start-upların ölçeklerini büyütecek kuluçka merkezleri ve akıllı laboratuvarlar kurmak gibi çok çeşitli yerel girişimler vardır. Birçok bu tür kuluçka merkezi, ortak yaratma ve ortak inovasyon prensiplerine dayanmakta ve şirketler arasında bilgi alışverişine odaklanmaktadır. Bazı liman otoriteleri, endüstri ile işbirliği içinde, üniversiteler, Ar-Ge odaklı firmalar, araştırma merkezleri, danışmanlık firmaları ve start-up’ların yeşil hidrojenle ilgili araştırma alanında başarılı olmaları için iyi bir iş ortamı yaratılmasına da katkıda bulunmaktadır. Genellikle bu, AB tarafından finanse edilen projelerde ortaklıklar, araştırma kürsülerinin kurulması ve doktora finansmanı, hidrojen platformları aracılığıyla işbirliği vb. yoluyla yapılmaktadır.

* Yatırımcıları ve konsorsiyumları çekebilecek büyük ölçekli proje finansmanına erişimi olan yerler

Büyük yeşil hidrojen projeleri, sürdürülebilir finans araçlarının ve teknik uzmanlığın tam yelpazesini gerektiren önemli yatırımlar gerektirir. Birçok liman, tek tek tesislere ve hatta enerji ile ilgili büyük şirketlerin tüm kümelerine veya ekosistemlerine ev sahipliği yapmaktadır. Bu kuruluşların yakınlığı ve aralarındaki mevcut firmalar arası bilgi ve iş alışverişleri, yeşil hidrojen üretimi ve dağıtımı alanında da güçlü ortaklıkların geliştirilmesini kolaylaştırmaktadır. Limancılık otoriteleri, enerji ile ilgili şirketlerin liman bölgesinde enerji geçişini başarılı kılma konusunda temel olduğunu anlamaktadır.

Bununla birlikte, yeşil hidrojen için proje finansmanı, endüstriyel süreçlerde halihazırda kullanılmakta olan gri hidrojenin yerini alması durumunda daha ekonomik bir anlam ifade ederek yalnızca uygulanabilir olacaktır. Ayrıca, bu durum özellikle hidrojen müşterilerinin (örneğin, gübre endüstrisi veya hidrojeni enerji kaynağı veya hammadde olarak kullanan rafineriler gibi) zaten mevcut olduğu durumlarda geçerli olacaktır. Bu şekilde, gelecekteki nakit akışları, ön-fizibilite çalışmalarının içsel (ve genellikle caydırıcı) proje riskini sınırlayarak Net Bugünkü Değer (NPV) ve İç Getiri Oranı (IRR) sonuçlarını iyileştirecektir. Ancak, bizim durumumuzda olduğu gibi, ortaya çıkan yenilikler bu söylenenden daha kolay gerçekleşmez. Burada risk, düşük sosyal indirim oranları kullanılarak kabul edilmelidir. Diğer bir deyişle, kamu yönetimleri yatırımların “ticari” değil, uzun vadeli “ekonomik” sonuçlarına odaklanmalıdır (Haralambides 1991, 1993a, b, 2019).

* Büyük yeşil hidrojen projeleri için halkın kabul görebileceği yerler

Yıllar geçtikçe, limanlar, paydaş ilişkileri yönetimi programları ve ilkelerindeki ilerlemeler yoluyla paydaşlarla ilişkilerde çok fazla deneyim kazanmıştır (Dooms ve diğerleri. 2013 yılında; Notteboom ve ark. 2015 yılında; Felício ve ark. 2022). Sivil toplum ve sektör paydaşlarına başarılı bir şekilde ulaşan, yeşil hidrojen projelerinin kamuoyunda kabul görmesini sağlayan limanlar, yeşil hidrojen ekonomisinde rekabet avantajına sahiptir. Yeşil hidrojen temasıyla ilgili paydaşlara ulaşmak, yalnızca stratejik planlar ve projeler hakkında bilgi sağlanmasıyla ilgili değildir. Ayrıca, enerji geçişindeki aciliyet duygusu ve yeşil hidrojenin benimsenmesinin emisyonlar, altyapı ve varlık ihtiyaçları üzerindeki daha geniş sonuçları konusunda daha geniş nüfusu eğitmek için çaba sarf edilmesini gerektirir. Bilgi sağlamanın yanı sıra, liman otoriteleri, değerli görüldüğünde veya mevcut düzenlemelerin ve ESG çerçevelerinin ve uygulamalarının böyle bir katılımı gerektirdiği durumlarda, proje planlama aşamalarına belirli paydaş gruplarının aktif katılımını da zorlamaktadır.

* Yeşil hidrojen ekonomisinde liman otoritelerinin rolü

Bu yazının sonuna gelirken, liman otoritelerinin veya daha genel bir ifadeyle limanların yönetim organlarının yeşil hidrojen gelişmelerinde ve daha geniş enerji geçişinde oynayabileceği rolü detaylandırmak faydalı olacaktır. Ancak, henüz tam olarak tartışılmamış olan Şekil 2'deki faktörlerden biri de, verimli bir yeşil hidrojen piyasa yapısının, yönetişiminin ve düzenlemesinin oluşturulmasıdır. Limancılık otoriteleri, pazar oyuncuları arasındaki etkileşimi kolaylaştırmaya ve yeşil hidrojen ekonomisinde kendi rolünü tanımlamaya çalışacakları bir rol oynamaktadır.

Bu noktada, bir liman otoritesinin (PA), diğer faaliyetlerle bağlantılı olsun ya da olmasın, ulusal yasa veya yönetmelikler uyarınca, limanın altyapılarını yönetme ve idare etme sorumluluğuna sahip olan ve limanda bulunan farklı operatörlerin faaliyetlerini koordine eden ve kontrol eden kuruluş olduğunu söylemek faydalı olacaktır. (Avrupa Toplulukları Komisyonu 2001; Verhoeven 2010). Özellikle, dünyadaki limanların %80’inden fazlasında bulunan en yaygın liman yönetimi modeli olan ev sahibi liman otoritesine odaklanılmalıdır. “Ev sahibi” terimi, liman otoritesinin, diğer birçok sorumluluğunun yanı sıra, özel sektöre ekonomik kâr için kiralanacak liman arazisinin ve bitişik deniz alanlarının “küratörü” ve “yetkili yöneticisi” olduğu gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Genellikle, bu faaliyetten elde edilen gelirler toplam liman gelirinin %50’sini oluşturmaktadır (Notteboom ve Haralambides 2020; Haralambides 2017).

Son yirmi yılda, bir dizi bilim insanı, liman otoritelerinin daha aktif bir kolaylaştırıcı ve hatta girişimci rolüne yönelik çağrılara, özellikle sürdürülebilirlikle ilgili olarak, daha fazla içgörü sağlamıştır (Lam ve Notteboom 2014; Acciaro et al. 2014; Ashrafi et al. 2020), limanlarda yeşil tedarik zinciri yönetimi (Notteboom et al. 2020), yeşil liman konsepti (Pavlic et al. 2014) ve enerji geçişi (Hentschel et al. 2018; Wang ve Notteboom 2015). Şu ana kadar sunulan deneysel bulgular, liman otoritelerinin liman faaliyetlerinin çeşitli alanlarındaki mevcut konularla başa çıkarken çok farklı yollar izleyebileceğini öne sürmektedir (Notteboom ve Haralambides 2020). Ayrıca, liman otoritelerinin yetki alanlarındaki birçok alanda elde ettikleri başarıların ve ilerlemenin oldukça zayıf kaldığı anlaşılmıştır.

Bu nedenle, yeşil hidrojen geçişine (veya enerji geçişine genel olarak) odaklanan Liman Otoritesi merkezli (PA-centric) yaklaşımlar doğru seçenek olmayabilir. Limanların gerçekleştirmeyi düşündükleri her bireysel girişim için, Liman Otoriteleri ve paydaşları, (a) liman otoritesinin yasal bir rol oynayıp oynamayacağını ve (b) eğer öyleyse, bu katılımın daha sınırlı bir katılıma kıyasla üstün bir sonuca yol açıp açamayacağını değerlendirmelidir. Liman otoritesi, katılımının yasal alanıyla sınırlı olup olmamasına, hangi araç veya enstrümanları kullanacağına (örneğin, düzenleme, ceza veya teşvik fiyatlandırması, bilgi geliştirme, veri paylaşımı, yatırımlar vb.), diğer aktörlerle nasıl koordine edileceğine veya ortaklıklar kurulup kurulmayacağına ve son olarak Liman Otoritesinin kolaylaştırıcı veya girişimci olarak hareket edip etmemesi gerektiğine karar vermelidir. Bu nedenle, bir Liman Otoritesinin rolü ve fonksiyonu bağlamsal olmalıdır: Liman Otoritesi bir faaliyet alanında yatırımcı/girişimci olabilir, ancak başka bir faaliyet alanında tipik bir “seyirci” olarak kalabilir.

Bu nedenle, bazı durumlarda (daha büyük) liman otoriteleri, özellikle özel yatırımcıların isteksiz olduğu durumlarda veya özel veya kamu kuruluşlarıyla ortaklık kurma olasılıkları bulunduğunda, sadece bir kolaylaştırma rolünden daha fazlasına geçmeyi ve enerji geçişi ve yeşil hidrojenle ilgili temel yatırımlara girmeyi düşünebilir. Liman otoriteleri, ikna edici bir iş planında yer alan maliyet-fayda analizi olmadan yatırımları körü körüne başlatamazlar. Yeşil hidrojenle ilgili projelerin kolaylaştırılması ve bu projelere yatırım yapılması, genellikle liman genel bir planın bir parçası olarak misyonu, vizyonu ve hedefleri içinde yer alır. Ancak, bir kamu Liman Otoritesi’nin enerji geçişinde güçlü bir girişimci rolü geliştirmeye çalıştığında, paydaş direnci ortaya çıkabilir. Bu direnç, Liman Otoritesi’nin varsayılan pazar tarafsızlığını potansiyel olarak zayıflatabilecek Liman Otoritesi’nin ticari yatırımları konusunda müşterilerle ve tedarik zinciri aktörleriyle artan çatışmalar şeklinde ortaya çıkabilir veya yerel topluluk grupları ile doğru yerel katkı geri dönüşü üzerinde çatışmalara neden olabilir.

Yeşil hidrojenle ilgili altyapı veya varlıklara (boru hatları, terminaller vb.) büyük Liman Otoritesi yatırımları, otorite gelir ve mali akışları üzerinde güçlü etkilere sahip olabilir. Kiracı fonksiyonuna sahip olan Liman Otoriteleri için finansal temel, şu anda liman ücretleri (yani gemicilik ücretleri ve yük ücretleri) ve kira ücretlerine yoğun bir şekilde bağlıdır. Orta ve uzun vadede, fosil yakıtlardan uzaklaşma enerji geçişi, limanda petrol tankerleri ve kuru yük gemileri çağrılarından kaynaklanan gelir akışlarını ve limandaki fosil yakıtla ilgili terminal ve endüstri faaliyetlerini olumsuz etkileyecektir. Yeşil hidrojenle ilgili projelere yapılan yatırımlar aracılığıyla, Liman Otoriteleri, kargo hacmine bağlı gelirleri (liman ücretleri ve kısmen arazi ücretleri) diğer gelir akışlarıyla tamamlayabilir. Bu nedenle, enerji geçişine yönelik hedeflenmiş yatırımlar, liman bölgesindeki gemi ve yük faaliyet seviyesine daha az bağımlı olabilecek yeni gelir kaynaklarının kapısını aralayabilir.

* Son Söz

Bugün, enerji talebini karşılama konusundaki sınırlı payına rağmen, pek az kişi, yeşil hidrojenin geleceğin temiz enerji kaynağı olacağında şüphe duyacaktır. Sadece liderliği kazanmak için büyük ekonomilerin (ve onların limanlarının) attığı adımları gözlemlemek yeterlidir. Onlardan biri, Anvers ve Roterdam liman kentlerimizdeki etkileyici gelişmelerdir.

Uluslararası enerji üne doğru yarışan bu iki liman ve daha geniş Rhine-Scheldt Delta liman sistemindeki diğer limanlar, üstün altyapıları, doğal gaz boru hatları, kurumları ve denizcilik kümeleri sayesinde, mantıklı hazırlıklar ve yatırımlar yapıldığında önemli bir rol oynaması güvenle beklenmektedir. Yeşil hidrojenin üretimi, depolanması ve dağıtımının teknolojik zorlukları büyük ölçüde ele alınmış olup, karar alıcılara pek fazla baş ağrısı yaşatmamaktadır: elektrolizer teknolojisi oldukça açıktır; (elektrolizer) yer seçimi kararları, taşıma ve dağıtım araştırmalarındaki ilerlemelerden faydalanabilir; dağıtım altyapısı (boru hatları), doğal gaz talebinin azalması nedeniyle giderek daha fazla kullanılabilir hale gelecektir; liman terminal tesisleri, fosil yakıt yük işleme talebinin azalması (petrol ve kömür) nedeniyle yeni yatırımlara serbest kalacaktır; ve son olarak, teknoloji, yeşil hidrojen üretiminin karbon ayak izini minimize etmek için de mevcuttur.

Ancak henüz ikna edici bir şekilde ele alınmayan nokta, hidrojen ekonomisidir ve bunu ilerideki bir yazımıza saklıyoruz. Bu tarz yeniliklerle uğraşmanın getirdiği olağan sorunlar bulunmaktadır: Örneğin, yatırım risklerini kim üstlenmeli ve yönetmeli? Görünüşe göre, özel yatırım ilgisi, yeterli talep mevcut değilse ortaya çıkmayacak veya oldukça isteksiz bir şekilde ortaya çıkacaktır. Ancak talep, arzın yeterli olduğu ve rekabetçi fiyatlandırmayı sağlayacak bir ölçekte olduğu takdirde ortaya çıkacaktır. Bu tipik bir “tavuk-yumurta” sorusudur ve bu, kamu sektörünün bir rol oynamasını gerektiren bir durumdur. Burada, altyapı yatırımları ekonomik kalkınmanın yakıtı (örneğin, 19. yüzyılda ABD/Kanada'daki demiryolu yatırımları gibi) olduğu gibi, kamu sektörünün de rolüde burada açıktır: yatırımların finansmanı, kamu veya özel sektör olsun, genelde sosyal indirim oranlarıyla değerlendirilmelidir; yani, yatırımların kısa vadeli ticari değil, uzun vadeli ekonomik karlılığına bakacak finansman aracılığıyla…

Ekler

Tablo 2 ve 3‘e bakınız.

Tablo 2. Ren-Scheldt Deltası (Belçika ve Hollanda) limanlarında yeşil hidrojenin benimsenmesini etkileyen önemli yeni politika girişimleri