ÇİĞDEM YÜZBAŞIOĞLU

Yıldırım Energy, Senior Contracts Manager

Limanlar ve Limanlarda bulunan endüstri paydaşları enerji sistemlerini net – sıfır hedefine ulaştırmak ve tamamen karbon salınımını gidermek amacıyla çözümler aramaktadır. Offshore ve Kıyı yapıları görece özgün yapılar olup, Yeşil Hidrojenin sunduğu fırsatları ve zorlukları değerlendirmeye devam ederken Avrupa Birliği ülkeleri Yeşil Hidrojen ve Yeşil Hidrojenden üretilen yakıtların üretimi, sertifikasyonu ve nakliye opsiyonlarına ilişkin politika geliştirmeye ve yatırımlar için hibe destekleri açıklamaya devam etmektedir. Peki, doğa da en çok bulunan elementlerden biri olan Hidrojen neden bu kadar popüler? Hidrojen uzun süredir Gübre üretiminde ve rafinerilerde kimyasal hammadde olarak 100 yıldır büyük miktarlarda kullanılmaktadır. Sıvılaşması en zor ikinci gaz olarak da bilinen hidrojen, 1 atmosfer basınç altında -252.77 °C'de ancak sıvılaşabilir. Sıvı hidrojenin hacmi, gaz halindeki hacminin sadece 1/700'ü kadardır. Hidrojen, bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir. 1 kg hidrojen, 2,1 kg doğalgaz veya 2,8 kg petrolün sahip olduğu enerjiye eşdeğer bir enerjiye sahiptir. Ancak birim hacim başına enerji karşılaştırması yapıldığında, doğalgaz ve petrolden daha düşük bir orana sahiptir. Bu nedenle Hidrojen depolanması esnasında yüksek basınç ve çokça alana ihtiyaç duyar. Bu gereksinimleri karşılamak ise, yatırım tutarlarını arttırmaktadır.

Limanların ve denizcilik endüstrisinin Yeşil Hidrojen yatırımlarına olan ilgisi, deniz taşımacılığında beklenen büyüme ile artmaktadır. Mal ticaretinin %80'inden fazlasının nakliyesini içeren Deniz taşımacılığı, küresel ekonominin hacim ve değer olarak %70'in üzerinde (UNCTAD, 2015) olan kritik bir bileşenidir. Deniz taşımacılığında tam hacim ve beklenen büyüme (yıllık bileşik büyüme oranı (CAGR)) ile 2020'den 2028'e kadar %11,7 olması nedeniyle diğer taşımacılık sektörlerine kıyasla önemli bir enerji tüketicisi haline getiriyor (MAM. 2021,2021). Bu da dünyadaki sera gazı emisyonlarının %3'üne karşılık gelmekte olup, küresel insan yapımı SO2 emisyonlarının yaklaşık %10'u dahil ağır fuel oil, doğalgaz dahil olmak üzere fosil yakıtlar ve kükürtü azaltılan yakıtların kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Yolcu vapuru gibi yüksek hızlı deniz taşımacılığına olan talep ve büyük gemilerin sunduğu hizmetler son on yılda oldukça artmıştır. Bu nedenle muhtemelen SOX, NOX, PM, CO, CO2 ve HCS emisyonları da daha da yükselecektir. Bu sürdürülebilirlik sorunlarının üstesinden gelmek ve uluslararası standart ve yönetmeliklere uyum için, deniz taşımacılığı sektörü deniz taşıtları için düşük ve sıfır karbonlu yakıtlar ve teknolojilere öncelik vermek zorunda kalmaktadır.

AB Resmî Gazetesi'nde yayımlanarak 16 Mayıs 2023 tarihinde resmi olarak yürürlüğe giren Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması ise, başta Elektrik, Demir ve Çelik, Alüminyum, Çimento ve Gübre sektörleri olmak üzere uluslararası ticarette üretim sektörlerini karbondan arındırma teknolojilerine yönlendirmektedir. Fit for 55 paketi ile AB’nin 2030 yılına kadar net sera gazı emisyonlarını en az %55 azaltma hedefi, Yeşil Mutabakat ile 2050’ye kadar sera gazları emisyonlarının sonlandırma hedefi, Net-Sıfır Endüstri Yasası ve son olarak AB Komisyonu’nca enerji tasarrufu, temiz enerji üretimi ve enerji kaynaklarının çeşitlendirilmesi hedefleriyle “REPowerEU” isimli çalışmaları yayımlanmış sonuç olarak yatırımlara hız kazandırılmaya çalışılmaktadır.

Yeşil Hidrojen üretim sistemleri ile birlikte Offshore yenilenebilir enerji kaynaklarının, dünya denizcilik endüstrisinin sürdürülebilir enerji talebini karşılayabileceği raporlanmaktadır. Karadaki muadillerine göre, Offshore yenilenebilir enerji sistemleri geniş enerji toplama alanlarına, istikrarlı ve güçlü enerji kaynakları ve minimum çatışmalar büyümelerini teşvik eden ölçeklendirme beklentileri ile sahiptir. Fakat, Offshore yenilebilir enerji sistemlerinin yüksek sermaye ve operasyonel sorunlar da dahil olmak üzere düşük kapasite faktörü, düşük enerji şebekeye giriş, enerji depolama ve iletim gereksinimi gibi birçok zorlukta beraberinde gelmektedir. Bu nedenle, Yenilenebilir enerji kaynaklarının sorunu çözebilecek sürdürülebilir ve güvenilir bir enerji taşıyıcısına ihtiyacı bulunmaktadır. YESIL HIDROJEN. İletim kısıtlamaları ve Offshore yenilebilir enerji sistemlerinin değişkenlik zorluğunu azaltmak hem ekonomik hem de güvenli olarak uzun vadeli enerji depolamayı kolaylaştırmak için Hidrojen kullanımı giderek artmaktadır.

Hidrojen endüstrilerin ve küresel ekonomilerin bugün karşı karşıya kaldığı kritik enerji ve sürdürülebilirliğin zorlukları, birçoğunu ele alma potansiyeli sahip olması için gelecekteki enerji taşıyıcısı olarak öngörülmektedir. (IEA, 2019). Hidrojen çok yönlü enerji yönetim yolları ve çeşitli hammaddelerden üretim esnekliği sağlamaktadır. Kirlilik içermeyen bir yakıt olarak kullanımı tüm üretim modlarında ana kaynak olarak değerlendirilmesine sebep olmaktadır.

Sıfır karbon hedefine ulaşmak için Hidrojenin yenilenebilir kaynaklardan üretilmesi gerekmektedir. Karbon depolama üniteleri, Jeotermal enerji, Nükleer Enerji, ve offshore rüzgar enerjileri, güneş enerjisi sistemleri vasıtasıyla enerjilendirilen projelerin, yalnızca yenilenebilir bir kaynaktan üretildiği Yeşil Hidrojen yıllık küresel üretimin ancak %0,3 kadardır. Karbon yakalama teknolojisinden üretilen mavi Hidrojen, yeşil Hidrojen üretiminden %1’den daha fazladır. (IEA, 2021).

Bu gelişmeler doğrultusunda, 2050 yılına kadar küresel enerji ihtiyacının %24’ünün Yeşil Hidrojenden karşılanması beklenmektedir. Bu beklentiyi oluşturan sıfır karbonlu veya iklim dostu yakıt, net sıfır sera gazı ihtiyacı ekonomi, sıkı karbon-nötr hedefler, düşen geleneksel yakıt rezervleri ve belirsizlikleri ile yüksek yenilenebilir teknolojilerin öğrenilmesi oranlarıdır. Bir diğer neden ise, ülkelerin enerji politikalarının bağımsızlaştırma çabasıdır. Rusya’nın Ukrayna’yı işgali ile birlikte doğalgaz kaynaklarına ulaşmakta yaşanan zorlukla beraber Avrupa Birliğinin Yeşil Hidrojen Üretim politikalarını geliştirdiğini görmekteyiz. 2022'de hidrojen, Avrupa'nın enerji tüketiminin %2'sinden daha azını oluşturuyordu ve özellikle plastik ve gübre gibi kimyasal ürünler üretmek için kullanılıyordu. Bu hidrojenin %96'sı doğal gazla üretildi ve önemli miktarda CO2 emisyonuna neden oldu. 2021 yılında, tüketilen Hidrojenin yaklaşık %99'u şu anda yaklaşık %2,5'ten sorumlu olan fosil yakıtlardan üretildi. (IEA, 2021). Doğal gazdan hidrojen üretimi, küresel H2'nin %60'ını oluşturdu. 2020'de 1 kg gri H2'nin 10 kg emisyon CO2'ye yol açtığı raporlanmıştır. (IEA, 2021). Ağır endüstriler de dahil olmak üzere demir, çelik, çimento, kimyasal, gübre, uzun mesafe taşımacılığında nakliye ve havacılık endüstrisinde fosil yakıtların ikame edilmesinde yaşanan zorluk, yaratılan enerjinin olduğu yerde elektrifikasyonun pil teknolojisi ile depolanması oldukça maliyetli olduğundan, ısı ve elektrik için umut verici enerji vektörü olan Hidrojen enerji güvenliği ve hava kalitesi için fosil yakıtlar dışında yenilenebilir enerji kaynaklardan faydalanarak da üretilmesi desteklemek için, Avrupa Birliği Komisyonu, 2030 yılına kadar 10 milyon ton yenilenebilir hidrojen üretmeyi ve 2030 yılına kadar 10 milyon ton ithal etmeyi teklif ettiği politika doğrultusunda yatırımlara hız vermiştir.

Bu kapsamda, Liman yapılarını ve denizcilik sektörünü karbon nötr operasyonlara hazır etmek için artan bir yenilenebilir enerji payı ile Yeşil H2 teknolojileri bir arada değerlendirilmektedir (IEA,2020). 1970'lerin başında, Almanya denizaltıları için hibrit bir Proton değişim membranlı yakıt hücreleri geliştirdiği günlerden bugüne elektroliz teknolojisi ile Hidrojen üretimi hızla gelişmeye devam etmektedir. Alkaline ve Proton membranlı sistemlerin markette ağırlıklı olarak kullanıldığı, özellikle; Proton değişim membranlı yakıt hücreleri hızlı başlatma, yüksek güç yoğunluğu ve gerçekleştirilmesi kolay olan daha düşük bir çalışma sıcaklığında deniz gemileri için son derece uygun bir hidrojen üretim teknolojisi olarak görülmektedir.

Liman elleçleme faaliyetlerinden kaynaklanan zararlı emisyonu azaltmak için terminal liman operasyonları için kullanılan ticari dizel motorlu araçlar yerine H2 yakıtlı bir yakıt hücrelerin verimli kullanımıyla pil teknolojisine rakip olarak yükselmeye devam etmektedir. Deniz taşımacılığı sektörünün karbonsuzlaştırılması için pil teknolojisinin, uzun mesafeli taşımacılığı güzergahları düşünüldüğünde yetersiz olması nedeniyle sentetik yakıtlar, yeşil amonyak ve yeşil hidrojenin en gerçekçi düşük karbonlu alternatifler olduğu görülmektedir. Bu da Avrupa Birliği içerisinde önümüzdeki yıllarda tamamlanacak Hidrojen Projeleri ile boru hatlarının karbondan arındırıldığını, Yeşil Hidrojen ve Yeşil Hidrojenden üretilen Yeşil Amonyak üretim tesislerinin ve deniz yakıtlarının, ihrakiye lokasyonlarının artışı ile sonuçlanacaktır. Örneğin, Hollanda’nın Rotterdam limanı, 2025 yılına kadar 2 milyar Euro’luk bir yatırımla dünyanın en büyük yeşil hidrojen üretim tesisi olmayı hedefliyor. Fransa’nın Le Havre ve Rouen limanları ise hidrojen üretim ve depolama tesisi inşaatını planlamaktadır. İtalya’nın Trieste Liman yönetimi ise, 92 milyon Euro tutarında bir yatırımla yeşil hidrojen üretimi ve şehir içi toplu taşıma araçlarının hidrojen yakıtların döşümü projesini gerçekleştirmeye devam ediyor. Sonuç olarak, devam eden yatırımlar 2050 yılına kadar küresel enerji ihtiyacının %24’ünün Yeşil Hidrojenden karşılanması, hidrojenin doğalgaz ve türevi ürünlerin kısmen yerini alacağını beklentisini desteklemektedir.