Yeşil hidrojen: Türkiye ve dünyada enerjinin geleceği mi?

Artan enerji talebi ve iklim krizi, yeşil hidrojeni temiz enerji dönüşümünün kilit oyuncularından biri haline getiriyor. Peki, yeşil hidrojen nedir, Türkiye ve dünyada durumu nasıl?

Yeşil hidrojen nedir?

Hidrojen (H₂), evrendeki en basit ve en bol elementtir. Ancak, doğada saf halde bulunmaz, genellikle su (H₂O) veya metan (CH₄) gibi bileşikler halinde bulunur. Hidrojeni bu bileşiklerden ayırmak için enerji gerekir. Bu enerjinin kaynağı, hidrojenin “rengini” belirler. Gri hidrojen, doğal gazdan buhar metan reformasyonu yöntemiyle üretilir ve CO₂ emisyonlarına neden olur. Mavi hidrojen de aynı yöntemle üretilir, ancak açığa çıkan CO₂ yakalanır ve depolanır, bu da emisyonları azaltır, ancak tamamen ortadan kaldırmaz. Yeşil hidrojen ise yenilenebilir enerji kaynakları (güneş, rüzgar, hidroelektrik) kullanılarak suyun elektrolizi yoluyla üretilir. Elektroliz, suyu hidrojen ve oksijene ayırır ve bu süreçte hiçbir sera gazı emisyonu oluşmaz. Bu, yeşil hidrojeni en temiz hidrojen türü yapar. Bu makalede, “hidrojen” terimi aksi belirtilmedikçe genellikle “yeşil hidrojen” anlamına gelecektir.

Küresel hidrojen piyasası: büyüme ve dönüşüm

Küresel hidrojen pazarı, iklim hedefleri ve enerji dönüşümü çabalarıyla hızla büyüyor. 2023’te 97 milyon ton olan küresel hidrojen talebinin, 2030’a kadar 175 milyon tona ulaşması bekleniyor. Ancak, bu talebin büyük çoğunluğu hala gri hidrojen tarafından karşılanıyor. Asıl dönüşüm, yeşil hidrojen üretiminin ve kullanımının yaygınlaşmasıyla gerçekleşecek.

Şu anda planlanan düşük karbonlu hidrojen projelerinin toplam kapasitesi yaklaşık 175 milyon ton/yıl. Bu projelerin %90’ı yenilenebilir enerjiye dayalı yeşil hidrojen, %10’u ise karbon yakalama teknolojili mavi hidrojen projeleridir. Ancak, 2023’te düşük karbonlu hidrojen üretimi henüz 1 milyon tonun altındaydı. Taahhüt edilen projeler hayata geçerse, 2030’a kadar temiz hidrojen arzı beş katına çıkabilir.

Uzun vadeli tahminler, hidrojen üretiminin 2050’ye kadar yılda 500-700 milyon tona ulaşabileceğini ve küresel enerji talebinin %24’ünü karşılayabileceğini gösteriyor. Bu, hidrojenin niş bir endüstriyel girdi olmaktan çıkıp küresel enerji dönüşümünün temel taşı haline gelmesi anlamına geliyor.

Yeşil hidrojen teknolojileri: Maliyetler düşüyor, verimlilik artıyor

Yeşil hidrojenin önündeki en büyük engel, maliyetti. Ancak, elektrolizör teknolojisindeki gelişmeler ve yenilenebilir enerji maliyetlerindeki düşüş, bu durumu değiştiriyor. 2010’dan 2022’ye kadar elektrolizör maliyetleri %60 oranında düştü. Bu düşüşün devam etmesi ve yeşil hidrojenin 2030’a kadar birçok bölgede gri hidrojenle maliyet açısından rekabet edebilir hale gelmesi bekleniyor.

Elektrolizör teknolojileri de çeşitleniyor. En yaygın ve olgun teknoloji olan alkalin elektrolizörler, büyük ölçekli projeler için uygunken, polimer elektrolit membran (PEM) elektrolizörler daha yüksek verimlilik ve esneklik sunuyor. PEM elektrolizörlerin hızlı tepki verme yetenekleri, onları değişken yenilenebilir enerji kaynaklarıyla daha uyumlu hale getiriyor. Katı oksit elektrolizörler (SOEC) ise yüksek sıcaklıkta çalışarak daha yüksek verimlilik potansiyeline sahip; bu teknoloji, endüstriyel atık ısıyı kullanarak hidrojen üretim maliyetini düşürebilir.

Hidrojenin kullanım alanları: Enerjiden sanayiye geniş bir yelpaze

Hidrojen, çok yönlü bir enerji taşıyıcısı ve hammadde olarak birçok farklı sektörde kullanılabilir. Enerji depolamada, güneş ve rüzgar gibi kesintili yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen fazla elektrik, hidrojen olarak depolanarak enerji şebekelerinin dengelenmesine ve enerji arz güvenliğinin artırılmasına yardımcı olur. Özellikle uzun süreli ve büyük ölçekli enerji depolama için uygun bir seçenektir.

Ulaşımda, hidrojen yakıt hücreli araçlar (FCEV’ler), özellikle ağır vasıtalar (kamyonlar, otobüsler, trenler, gemiler) ve uzun mesafeli taşımacılık için umut vadediyor. FCEV’ler, elektrikli araçlara göre daha hızlı yakıt ikmali ve daha uzun menzil sunuyor.

Sanayide ise hidrojen, çelik üretiminde kok kömürünün yerini alarak karbon emisyonlarını önemli ölçüde azaltabilir. Hidrojen bazlı doğrudan indirgeme demir (DRI) teknolojisi, pilot tesislerde test ediliyor. Kimya endüstrisinde, amonyak (gübre üretiminde kullanılan) ve metanol (yakıt ve kimyasal hammadde) gibi kimyasalların üretiminde kullanılıyor ve yeşil hidrojen, bu kimyasalların üretimini karbonsuzlaştırabilir. Rafineriler de petrol ürünlerinin işlenmesinde büyük miktarda hidrojen kullanıyor ve yeşil hidrojen, rafinerilerin karbon ayak izini azaltabilir. Isıtma alanında, hidrojen doğal gaz şebekelerine karıştırılarak veya doğrudan yakıt hücreli kombilerde kullanılarak binaların ısıtılmasında kullanılabilir. Son olarak, yapay zeka (AI) ve yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) teknolojilerinin hızla artan enerji tüketimi göz önüne alındığında, hidrojen yakıt hücreleri veri merkezleri için temiz ve güvenilir bir enerji kaynağı sağlayabilir.

Türkiye’nin yeşil hidrojen stratejisi: Hedefler ve projeler

Türkiye, 2023 yılında yayınladığı Ulusal Hidrojen Teknolojileri Stratejisi ve Yol Haritası ile yeşil hidrojene verdiği önemi ortaya koydu. Yol haritası, 2030’a kadar 2 GW, 2035’e kadar 5 GW ve 2053’e kadar 70 GW elektrolizör kapasitesine ulaşmayı hedefliyor. Bu hedefler, Türkiye’nin 2053 net sıfır emisyon hedefine ulaşmasında önemli bir rol oynayacak.

Türkiye’nin hidrojen stratejisinin temel amaçları arasında, yeşil hidrojen üretim maliyetlerini düşürmek, yerli hidrojen teknolojileri geliştirmek ve Ar-Ge çalışmalarını desteklemek, kamu-özel sektör işbirliğini teşvik etmek ve hidrojen ihracatını (amonyak gibi türev ürünler dahil) mümkün kılmak yer alıyor.

Türkiye’nin zengin yenilenebilir enerji potansiyeli (güneş, rüzgar, hidroelektrik) ve Avrupa’ya yakınlığı, ülkeyi potansiyel bir yeşil hidrojen ihracatçısı yapıyor. Türkiye’nin kendi hidrojen tüketiminin de 2030’a kadar 1-1,5 milyon tona ulaşması bekleniyor.

Türkiye’de şu anda devam eden veya planlanan bazı önemli hidrojen projeleri bulunuyor. Bunlardan ilki, Balıkesir, Bandırma merkezli Güney Marmara Hidrojen Vadisi projesi. Türkiye’nin ilk hidrojen vadisi olma özelliğini taşıyan bu projede, 4 MW’lık bir PEM elektrolizör tesisi kurulacak ve yılda yaklaşık 500 ton yeşil hidrojen üretilecek. Bu hidrojen, bölgedeki sanayi tesislerinde (cam, seramik, hidrojen peroksit) kullanılacak. Bir diğeri ise Enerjisa Üretim’in Bandırma Enerji Üssü’nde kurduğu pilot tesis. Bu tesis, yenilenebilir enerjiden hidrojen üretiyor ve gaz türbinlerinde kullanıyor. Ayrıca, doğal gaz dağıtım şirketleri, GAZBİR-GAZMER işbirliğiyle hidrojeni doğal gaz şebekesine karıştırma denemeleri yapıyor. Bu, mevcut altyapının hidrojen taşımacılığı için kullanılıp kullanılamayacağını belirlemek için önemli bir adım. Son olarak, Alman-Türk ortaklığı olan Biga Hydrogen, Manisa’da 2025 yılında yeşil hidrojen üretimine başlamayı ve bu tesisi 2+ MW kapasiteye ulaştırmayı hedefliyor.

Türkiye’de hidrojen sektörünün öncüleri

Türkiye’nin hidrojen sektöründe öncü rol üstlenen çeşitli kuruluşlar bulunuyor. Türkiye’nin en büyük petrol rafinerisi ve hidrojen tüketicisi olan Tüpraş, 2050’ye kadar karbon nötr olmayı hedefliyor ve rafinerilerinde yeşil hidrojen üretimine başlamak için yatırımlar yapıyor, uluslararası teknoloji şirketleriyle işbirlikleri kuruyor. Türkiye’nin önde gelen özel sektör elektrik üreticilerinden biri olan Enerjisa Üretim, Bandırma’daki pilot tesisiyle yenilenebilir hidrojene öncülük ediyor. Doğal gaz boru hattı işletmecisi BOTAŞ ve gaz dağıtım şirketleri (GAZBİR üyeleri), mevcut altyapıyı hidrojen taşımacılığına uygun hale getirmek için çalışmalar yapıyor. Erdemir ve Kardemir (çelik), Şişecam (cam) ve Kale Grubu (seramik) gibi büyük sanayi kuruluşları ise üretim süreçlerini karbonsuzlaştırmak için hidrojene yatırım yapıyor.

Türkiye’de hidrojen yatırımları: Fırsatlar ve zorluklar

Türkiye’de hidrojen sektörüne yapılan yatırımlar artıyor ve bu yatırımların temel eğilimleri arasında hidrojen projelerinin genellikle rüzgar ve güneş enerjisi santralleriyle birlikte planlanması, Türkiye’nin Avrupa’ya yeşil hidrojen (veya amonyak) ihraç etme potansiyelinin yatırımları teşvik etmesi, elektrolizör üretimi gibi alanlarda yerli teknoloji geliştirme ve hidrojen değer zincirinin tamamında yer alma hedefi ve hidrojen projelerinin genellikle kamu kurumları, özel şirketler ve üniversitelerin işbirliğiyle hayata geçirilmesi yer alıyor.

Ancak, Türkiye’nin hidrojen sektörünün önünde bazı zorluklar da bulunuyor. Bunların başında yeşil hidrojen üretiminin hala gri hidrojene göre daha pahalı olması, hidrojenin taşınması, depolanması ve dağıtımı için gerekli altyapının henüz yeterli olmaması, yeşil hidrojenin tanımı, sertifikasyonu ve teşvikleri gibi konularda mevzuatın netleştirilmesi gerekliliği ve yerli teknoloji kullanımının yaygınlaşması için daha fazla yatırım ve Ar-Ge gerekliliği geliyor.

Yeşil hidrojen, Türkiye için stratejik bir fırsat

Yeşil hidrojen, Türkiye’nin enerji güvenliğini artırma, sanayisini karbonsuzlaştırma ve Avrupa’ya temiz enerji ihraç etme hedeflerine ulaşmasında kritik bir rol oynayabilir. Türkiye, zengin yenilenebilir enerji kaynakları, stratejik konumu ve büyüyen sanayisi ile yeşil hidrojen alanında önemli bir potansiyele sahip. Ancak, bu potansiyeli gerçeğe dönüştürmek için doğru politikalar, yatırımlar ve işbirlikleri gerekiyor. Önümüzdeki yıllar, Türkiye’nin yeşil hidrojen alanında nasıl bir yol izleyeceğini belirleyecek.

Yeşil hidrojenin küresel enerji dönüşümündeki rolü hakkında ne düşünüyorsunuz? Türkiye bu dönüşümde nasıl bir konumda olmalı? Yorumlarınızı bekliyoruz!

İlgili Makaleler

View this post on Instagram

A post shared by Yeşil Haber (@yesilhabernet)