YEŞİL HİDROJEN (Bölüm 1)

Avrupa Birliği (AB) genelinde yaklaşık 80 hidrojen projesi için 17 milyar Euro (€) üzerinde kamu desteğine onay verdiği bu günlerde, dünyanın karbon çağından hidrojen çağına geçmeye niyet etti sonucunu çıkarmak hiç de abartılı bir yorum değildir. Bunun diğer somut göstergelerini AB İnovasyon Fonu tarafından Avrupa projeleri için öngörülen 800 milyon €’ya ek olarak, Almanya'nın hidrojen üretimi için ulusal bütçesinden 350 milyon € ayırmasından, İngiltere’nin hacimce %20'ye kadar hidrojenin gaz dağıtım şebekesine harmanlanmasını destekleyen strateji politikası kararını benimsemesinden de görüyoruz. Yaşanan bu gelişmeler ışığında Türkiye’nin özellikle yeşil hidrojen konusunda “trend-follower” olmaktan ziyade “trend-setter” olarak elinde bulunan fırsatı pro-aktif bir yaklaşımla ortaya koymasını LEKAS olarak önemsiyoruz.

Yatırımcılarımızın bu teknolojinin geliştirilmesi ve uygulanması açısından gerekli bilgi ve beceri ile vizyona sahip olduğu dikkate alındığında, henüz dünyada dahi emekleme aşamasında olan yeşil hidrojen üretimi konusunda Türkiye’nin atacağı erken adımlar ile tüm dünyaya çözüm ortağı olarak hizmet vermesini kaçırılamayacak kadar değerli bir fırsat olarak görüyoruz. Türkiye’nin AB’nin toplam yeşil hidrojen ithalatından pay alabilme potansiyeli ve hidrojenin depoladığı enerji içeriği sayesinde şebeke esnekliğine de katkı sunacağı dikkate alındığında, yazımızda hem Türkiye’nin enerji karmasına yeşil hidrojeni eklemesi hem de ürettiği hidrojeni ihraç edebilmesi için izlemesi gereken yol haritasının somut adımlarla erkenden çizilmesinin (teşvik, alım garantisi, imtiyazlı finansman olanakları) faydalı olduğunu düşünüyoruz.

Oluşturulacak düzenlemelerin AB müktesebatından entegre edeceği ya da ihracat noktasında AB müktesebatına uyum anlamında eksiksiz olması öngörüsüyle AB’de halihazırda uygulanmakta olan yeşil hidrojen uygulamalarını sürdürülebilirlik perspektifinden inceleyen bir yazı dizisi kaleme almanın elzem olduğunu değerlendirdik. Akabinde, bu müktesebatın Türkiye’nin menfaatini maksimize edecek şekilde uyumlaştırılması aşamasında Türkiye’nin izlemesi gereken yol haritasına ve mevcut durumda atılması gereken adımlara ilişkin önerilerimizi aktaracağız.

Okuyucularımız için hidrojen konusunda kapsamlı ve mevzunun tüm köşelerini kapsayan bir yazı olmasını ve okuyanın konu hakkında etraflıca bir bilgi birikimi edinmesini hedeflediğimiz için, ilk etapta hidrojenin nasıl bir yapısı olduğu ve sınıflandırılmasından başlayacak, sonrasında küresel ölçekte ve AB özelinde hidrojen uygulamaları ve piyasalarına değinecek, sonrasında ise Türkiye’de mevcut durum ve atılması gereken adımları özetleyeceğiz.

Hidrojen

Hidrojen, renksiz, kokusuz, havadan 14.4 kat daha hafif ve tamamen zehirsiz bir gazdır, -252,77°C'da sıvı hale getirilebilir ve sıvı hali, gaz halinin 1/700'ü kadardır. Bu nedenle üretilen hidrojen boru hatları veya tankerler ile büyük mesafelere taşınabilmektedir. Hidrojenin bir enerji kaynağı olarak değerlendirilmesinin altında yatan asıl sebep, bilinen tüm yakıtlar içinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahip olmasıdır. 1 kg hidrojenin sağladığı enerji 2,1 kg doğal gaz veya 2,8 kg petrole eşdeğerdir. Bu nedenle hidrojen ve hidrojen türevi yakıtların ulaşım amacıyla kullanılması oldukça mantıklıdır. Zira son dönemlerde oldukça popular olan elektrikli araçlarda kullanılan bataryalar, hafif hizmet karayolu taşıtları ve şehir içi otobüsler için uygun bir teknoloji olmakla birlikte, enerji yoğunluklarının fosil yakıtlara göre daha düşük olması nedeniyle, uzun mesafe karayolu taşımacılığı, nakliye veya havacılıkta kullanımı açısından yetersizdir. Yenilenebilir veya düşük karbonlu hidrojen ise, uzun sürüş menzili ve daha hızlı yakıt ikmali sunduğu için bu tür taşımacılık için alternatif bir yakıt olabilecektir. Bunun haricinde hidrojen, sıfır emisyon ile sudan üretilebilmesi, doğada bol miktarda bulunması, iyi bir enerji dönüşüm yeteneğine sahip olması, gerekli düzenlemelerle farklı şekillerde depolanabilmesi, minimum kayıpla uzun mesafeler boyunca taşınabilmesi ve yenilenebilir enerjiden üretildiğinde üretimi, depolanması, taşınması ve nihai kullanımı ile çevreye zarar vermemesi nedeniyle gelecek yıllara damgasını vuracaktır.

Hidrojen bir doğal yakıt değildir; birincil enerji kaynaklarından yararlanılarak su, fosil yakıtlar ve biyokütle gibi değişik hammaddelerden üretilebilen sentetik bir yakıttır. Üretilmesi aşamasında buhar iyileştirme, atık gazların saflaştırılması, iyileştirme, atık gazların saflaştırılması, elektroliz, fotosüreçler, termokimyasal süreçler, radyoliz, piroliz gibi alternatif birçok hidrojen üretim teknolojileri kullanılabilir.

Renk Kodlaması

Hidrojen, üretildiği kaynak türü ve yöntemine göre farklı renk kodu sınıflamasına tabi tutulur Aşağıdaki şekilden de anlaşılacağı üzere yeşil hidrojen, yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektrik kullanılarak suyun elektroliz yoluyla hidrojen ve oksijene ayrılması ile elde edilir. Hidrojen, güneşten üretilen elektriğin kullanılması durumunda sarı renk koduyla da sınıflandırılabilir.

Hidrojenin için o kadar farklı tanımlar kullanılmaktadır ki, bu durum konunun meraklısı için bazen kafa karıştırıcı olabilir. Kimi zaman ayn bağlamda kullanılan bu tanımlardan sıklıkla karşılaşılanları özetlersek; Yeşil Hidrojen, Yenilenebilir Hidrojen, Düşük Karbonlu Hidrojen, Temiz Hidrojen, Düşük Emisyonlu Hidrojen (IPCC), Düşük-GHG Emisyonlu Hidrojen (IPCC), Elektrik Bazlı Hidrojen(EC), Fosil bazlı hidrojen(EC), Karbon yakalamalı (EC) fosil bazlı hidrojen ve Hidrojen türevi sentetik yakıtlar (EC).

Peki, yeşil hidrojen dediğimizde neyi kastediyoruz? AB yeşil hidrojen derken hangi kriterleri dikkate alıyor? Özellikle AB’ye ihracat yapma gayesiyle tesis kurmak isteyen yatırımcıların kuracakları tesisin dizaynını değiştireceğinden bu tanımlamaları özenle dikkate almak ve yerli yerine oturtmak gerekiyor. Zira küresel hidrojen ticareti ancak Yeşil/Temiz/Düşük Karbonlu (G/C/L) Hidrojen tanımı ve uluslararası onaylı G/C/L Hidrojen Standartları konusunda fikir birliğine varılmasıyla mümkündür.

Yeşil hidrojen, genellikle yenilenebilir hidrojen olarak da bilinir ve yenilenebilir enerjiden veya düşük karbonlu enerjiden (rüzgar, güneş, hidroelektrik, nükleer enerji, biyokütle ve biyogaz kaynaklı) üretilen hidrojen olarak tanımlanır. Düşük karbonlu hidrojen ise hem yenilenebilir enerji ile üretilen yeşil hidrojeni hem de yenilenemeyen enerji tarafından üretilen mavi, turkuaz veya yeşil hidrojeni kapsayabilir ve “Temiz Hidrojen” olarak da adlandırılır.

Düşük karbonlu hidrojen ile yenilenebilir hidrojen arasındaki fark, yenilenebilir hidrojen rüzgar, hidroelektrik ve güneş enerjisi gibi kullandığı enerji kaynaklarıyla tanımlanırken, düşük karbonlu hidrojen ise ürettiği sera gazı emisyonlarının miktarına göre sınıflandırılır. Diğer bir ifadeyle düşük karbonlu hidrojen sınıflandırması kullanılan yönteme göre nötrdür. Sonuç olarak, düşük karbonlu hidrojen, hem yenilenebilir hem de CCS'li doğal gaz veya nükleer elektrikle çalışan elektrolizörler gibi çeşitli enerji kaynaklarından gelebilir. Elektrik bazlı hidrojen ise, kullanılan elektriğin yenilenebilir olup olmadığına bakılmaksızın suyun elektrolizi ile üretien hidrojeni kapsamaktadır.

AB’de hidrojen uygulamalarına ilişkin detaylı bilgi “Dünya’da Hidrojen” bölümünde verilecek olmakla birlikte, bu aşamada yeşil hidrojenin AB terminolojisinde nereye oturduğundan bahsetmek yerinde olacaktır. Yeşil hidrojen, AB'de Yenilenebilir Enerji Direktifinde belirlenen hedefler de dahil olmak üzere çeşitli şekillerde teşvik edildiğinden, üretilen enerjinin yeşil hidrojen sınıflaması içinde yer aldığının tespiti önem kazanmıştır. Ancak, Yenilenebilir Enerji Direktifinde (YED) açık bir yeşil hidrojen tanımı yer almamakta, bunun yerine, yenilenebilir elektrikten elektroliz yoluyla üretilen hidrojeni ve türevlerini kapsayan, biyolojik olmayan kökenli yenilenebilir yakıtların (RFNBO) bir tanımını içermektedir. Komisyon, yürürlüğe koyduğu iki düzenleme (delegated acts) ile hangi koşullar altında hidrojenin, hidrojen bazlı yakıtların veya diğer enerji taşıyıcılarının RFNBO olarak kabul edilebileceğini belirlemiş ve RFNBO'ların yaşam döngüsü sera gazı emisyonlarının hesaplanmasına yönelik metodolojiyi ortaya koymuştur. Yeni kurallar hem yerli üreticiler hem de AB'ye yenilenebilir hidrojen ihraç eden uluslararası üreticiler için geçerlidir.

Hidrojenin RFNBO olarak sayılması için;

1) “Biyoyakıtlar veya biyogaz dışında ulaştırma sektöründe kullanılan, enerji içeriği biyokütle dışındaki yenilenebilir kaynaklardan elde edilen sıvı veya gaz yakıtlar” tanımını karşılaması,

2) Kullanılan elektriğin tamamen yenilenebilir sayılabilmesi için; hidrojen üretim tesisinin ardından veya tesisle aynı anda faaliyete geçmesi, şebeke ile bağlantılı olmaması ya da bağlı olması halinde üretilen elektriğin şebekeden alınmadığına dair ispat yükümlülüğü, elektriğin şebekeden alınması durumunda, yalnızca yenilenebilir kaynaklardan üretilmesi ve herhangi bir destek mekanizmasından faydalanmamış olması (the additionality requirement),

3) %70 oranında emisyon tasarrufu sağlaması,

4) Tüm yaşam döngüsü boyunca sera gazı emisyonlarının hesaba katılabilmesi için tedarik zinciri (şebekeden elektriğin alınması dahil, işlenmesi ve hidrojenin son tüketiciye taşınması) boyunca takip edilebilmesi koşulunu,

yerine getirmesi gerekir. Böylece RFNBO'ların üretimi için kullanılan yenilenebilir elektriğin tedariki ve sera gazı emisyon yoğunluğunun belirlenmesi (GHG metodolojisi) için ayrıntılı kurallar ortaya konmuştur.

Bu kurallar, hidrojeni ithal etmek veya hidrojeni AB pazarına sunmak için değil ancak kamu desteği almak için bir ön koşul olarak kabul edilmelidir. Kurallar şu anda yalnızca ulaşımda tüketilen yakıtlar için geçerli olmakla birlikte, bu kuralların kapsamının sanayi dahil tüm sektörleri kapsayacak ve sonrasında ürettiği yeşil hidrojeni AB ülkelerine ihraç etmek isteyen üreticileri de içine alacak şekilde genişletilmesi muhtemel görünmektedir.

Üretilen hidrojenin “yeşil hidrojen” olduğunu doğrulamak için üreticiler, gönüllü programlar (voluntary schemes) olarak adlandırılan, üçüncü taraflarca gerçekleştirilen köklü bir sertifikasyon sistemine dahil olabileceklerdir. Komisyon, yenilenebilir hidrojenin sertifikalandırılmasına yönelik gönüllü ve ulusal programları tanıma yetkisine sahiptir. Ancak ifade etmek gerekir ki, mevcut hidrojen sertifikasyon sistemlerinin hiçbiri sınır ötesi ticarete uygun değildir ve standartlarda, hidrojen üretimi ve/veya taşınması sırasında üretilen sera gazı emisyonlarına ilişkin net bilgiler, kullanılan ortak standartlar, eko etiketleme, çevresel, sosyal ve yönetişim kriterlerine uygunluk değerlendirmelerinde önemli boşluklar mevcuttur ve bu durum sınırlar arası adil karşılaştırmaya izin verecek sertifikalarının yetersiz olması sonucunu doğurmaktadır.

Bir diğer tartışmalı konu ise nükleer enerjiden üretilen hidrojendir. AB düzenlemeleri aslında yeşil hidrojenin nükleer enerji kullanılarak üretilmesine izin vermemektedir. Fransa ve diğer sekiz AB üye devleti, Avrupa Komisyonu'na, nükleer enerjiden yapılmış veya muhtemelen karbon yakalama ve depolama özelliğine sahip fosil gazdan (örn. mavi H2) oluşan ve yenilenebilir olarak sınıflandırılacak “düşük karbonlu” hidrojen çağrısında bulunmak üzere girişimlerde bulunmuş, ancak Almanya ve diğer üye devletlerin buna karşı çıkması üzerine nükleer kaynaklı hidrojene ilişkin herhangi bir değişiklik olmamıştır. Fakat, Avrupa Komisyonu’nun 31 Aralık 2024'ün sonuna kadar bu konuda ayrı kararlar alma sözü verdiği bilinmektedir.

Hazırladığımız bu ilk rapor ile hidrojen konusuna temelden bir giriş yapmayı hedefledik. Önümüzdeki günlerde hidrojen teknolojisi, artıları, eksileri, dünyada hidrojen uygulamaları, AB’nin yenilenebilir hidrojene yönelik stratejik kararları ve Türkiye’de mevcut durumu ve yatırımcılara önerilerimizi paylaşacağız.

Ayrıntılı bilgi için bizimle info@lekasenergy.com adresinden iletişime geçebilirsiniz...