Yenilenebilir Enerji Kaynağı Hidrojen Enerjisi, Hidrojen Odaklı Ar-Ge Çalışmalarının Etkisizleşmesi ile Gündemdeki Eski Konumunu Yitirdi mi?

30 Eylül 2019 Dergi: Temmuz-Ağustos 2019

Mehmet Volkan DUMAN
Güney Marmara Kalkınma Ajansı
Kimya Mühendisi – Çevre Mühendisliği MSc.

Dünyada ticaret savaşlarının başladığı, ekonomik dengelerin sarsıldığı, gelişmiş ülkeler dahil ciddi sorunların yaşandığı bu dönemde elimizdeki kısıtlı imkanların değerlendirilmesi noktasında tercihlerimizi ve kamu olarak bütçemizi etkin kullanma yöntemlerimizi sorgulamamızın zamanı gelmiştir. Kamu kesiminin ihtiyaçlarını karşılamak için uyguladığı tedarik yöntemlerindeki garantici yaklaşımların ithalatı tetikleyici, araştırma ve geliştirmeyi geri planda bırakan, mevcut Ar-Ge çalışmalarını da etkisizleştiren bir yönünün olduğunu görmemiz gerekmektedir. Acil ya da acil olmayan ihtiyaç ayrımı gözetmeksizin satın alma kolaylığıyla her türlü alanda kendini gösteren bu durum bizleri zaman zaman tembelliğe, risk almamaya ve güvenli bölgede kalmaya, birçok sektörde yeni ürün-üretim geliştirme konusunda ilerleyememeye mahkûm etmiştir.

Yakın zamana kadar ülkemizin dışarıya bağımlı olduğu en stratejik iki sektör Savunma Sanayi ve Enerji alanlarıydı. Örtülü veya açıktan karşılaştığımız ambargoların da etkisiyle son dönemde savunma sanayiinde gerçekleştirilen atılımlar bu konuda dışarıya olan bağımlılığımızı azaltmış ve sektördeki yerlilik oranı % 65 seviyelerine çıkmıştır1. Peki; ileride enerji alanında bir ambargo ile karşılaşmayacağımızın garantisi var mıdır, zora düştüğümüz gün harekete geçebilecek miyiz ve savunma sanayi alanında yakaladığımız başarıyı yakalayacak fırsatımız olacak mı sorularını kendimize sormamız gerekmektedir. En kritik sektör olarak görülen enerji alanı ile ilgili ülkemizde yaşanan önemli gelişmelerin yanında izlediğimiz yolda pürüzler olduğu görülmektedir. Avrupa-Asya-Afrika’nın tam ortasında mükemmel bir konuma sahip olmanın avantajı ile dünyanın en değerli enerji transfer merkezi olma hedefinin yanında belirli yenilenebilir enerji kaynaklarına yapılan yatırımlar, bizim gibi petrol ve doğalgaz fakiri bir ülkenin bağımlılıktan kurtulması için yeterli olmayacaktır. Enerji transfer merkezi olma hedefi ile oluşturmaya çalıştığımız güvenli enerji kaynakları arzı, kalkınma için gereklidir fakat hem sürdürülebilir kalkınmayı sağlamak hem de bu alanda bağımsız olabilmek için yeterli değildir. Enerjide dışa bağımlılık (Şekil 1) ve sürdürülebilir kalkınma noktasında önemli adımlar olarak görülen yenilenebilir enerji sektöründe artan yatırımlar özellikle rüzgâr, biyokütle ve güneş enerjisi ile jeotermal enerji alanlarını kapsamaktadır fakat bu alanda yerlileşme konusunda kat edilecek mesafenin bulunması maliyetler ve net getiriler üzerinde baskı yaratmakta ve yatırımların istenilen hızda ilerlemesinin önünü kesmektedir. Ayrıca 2017 yılı verilerine göre; Türkiye’de rüzgâr-biyokütle-güneş-jeotermal yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektrik enerjisinin oranı toplam üretimin yaklaşık % 10’una denk gelmektedir2. Yüksek potansiyelimizin yanında çevresel kaygıların hem politik hem de somut şekilde giderek artmasıyla son dönemde yöneldiğimiz yenilenebilir enerji kaynaklarından rüzgâr-biyokütle-güneş-jeotermalin mevcut ivme ile, 2023 yılında enerji tüketiminin ikiye katlanacağı3 öngörülen
Türkiye’nin enerji ihtiyacına cevap verebilmesi mümkün değildir.

Dünya verileri incelendiğinde de farklı bir sonuca ulaşmak güçtür (Şekil 2). 2016 yılı Dünya
Elektrik Üretimi değerlerine göre rüzgâr-biyokütle-güneş-jeotermal yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektrik enerjisinin oranı toplam dünya elektrik üretiminin % 7.37’sidir. Konut ısıtması, taşıma ve sanayi alt başlıklarını da içerecek şekilde enerji talebine geniş açıdan bakıldığında güneş ve rüzgar enerjisinin payı sadece % 1.6 olarak
görülmektedir5.

Bu veriler ışığında, hem dünya ölçeğinde hem de ülkemiz için, yakın gelecekte fosil yakıtların enerji denkleminin dışında bırakılması noktasında modern yenilenebilir enerji kaynaklarının rolünün şu anki durumu ile yeterli olması mümkün gözükmemektedir. Dolayısıyla
Türkiye’nin potansiyeli baz alınarak yapılan hesaplamalar ütopik ve gerçekçi olmaktan uzaktır. Sektörün ekonomik getirisi düşünüldüğünde, yerlilik sorunu ile birlikte geri dönüş zamanı inhibitör bir faktör olarak önümüze gelmektedir. Kuşkusuz Türkiye rüzgâr-biyokütle- güneş-jeotermal yenilenebilir enerji kaynakları için yürüttüğü çalışmalarına ve yatırımlarına devam etmelidir. Fakat Türkiye aynı zamanda imkanlarının önemli bir kısmını da
2000’li yılların başında enerji gündeminin en üst sıralarında konumlanan yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olarak görülen hidrojen enerjisine kanalize etmelidir. Bu noktada
elimizdeki imkanları doğru alanda kullanarak, bizleri ileride marjinal verimliliği yüksek yatırımlara götürecek, sürdürülebilir kalkınmayı gerçekleştirmemizde en önemli araç olacak ve enerji alanında bağımsızlığımızın önünü açacak hidrojen teknolojilerinde Ar-Ge çalışmalarına yönlendirmeliyiz.

Hidrojen Enerjisi’nin kalıcı bir çözümü barındırdığı ve gelecek vaat eden kaynaklar arasında en önemlisi olduğu fikri 1974 yılında “The Hydrogen Economy Miami Energy (THEME)”
Konferansı’nda ortaya atılmıştır. Bu fikir Türk Profesör Turhan Nejat Veziroğlu tarafından gündeme getirilmiştir. Özellikle gelişmiş ülkelerin hidrojen enerjisi konusunda yoğun çalışmaları fikrin ilk ortaya çıkışından sonra artmıştır. Yüksek verimde çevre dostu elektrik üretimi sağlayan hidrojen teknolojileri konusunda 2018 yılı sonu itibariyle gerçekleştirilen yoğun Ar-Ge çalışmalarının sonucunda ulaşılan en önemli somut çıktıları aşağıdaki gibi sıralamak mümkündür:

- Artık hidrojen ile çalışan forklift, transpalet, elleçleme sistemleri satıştadır6,
- Toyota, Hyundai, Honda, Mercedes gibi otomotiv sektörünün devlerinin hidrojen ile çalışan otomobil ve otobüsleri piyasalara sürülmüştür7,
- Japonya, Fransa, Almanya, Çin gibi ülkelerin hidrojen ile çalışan trenleri aktif olarak ulaşımda ve taşımada kullanılmaktadır8,
- Askeri güç bakımından üst sıralarda olan ülkeler, denizaltılar ve gemiler gibi askeri denizcilik uygulamalarında hidrojeni kullanmaya başlamışlardır.
- Birçok ülkede hidrojen istasyonları kurulmuş olmasının yanı sıra ev ve ofislerde de elektrik üretiminde hidrojen kullanılmaktadır.
Dünyada bu gelişmeler yaşanmışken Türkiye’deki süreç hangi aşamalardan geçmiştir ve bu aşamaların sonunda ulaşmış olduğu nokta neresidir? İstanbul’da Uluslararası Hidrojen
Teknolojileri Merkezi (International Center for Hydrogen Energy Technologies - ICHET), kalkınmış ülkeler ile kalkınmakta olan ülkeler arasında köprü görevini üstlenen Birleşmiş
Milletler Endüstriyel Kalkınma Örgütü (United Nations Industrial Development Organization
- UNIDO) ile Türk Hükümeti’nin işbirliği ve Prof. Dr. T. Nejat Veziroğlu’nun girişimleri ile resmi olarak 2003 yılında kurulmuştur. Somut operasyonları 1 Mayıs 2004 yılı itibariyle başlayan Merkez, 6 yıl faaliyetlerini sürdürdükten sonra yeni bütçe tahsis edilmediği için kapanmış ve ismi değiştirilmiştir. 2017 yılında Merkez’e ait olan ekipman ve cihazlar, yerleşkesi Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü’nün kampüsü içerisinde bulunan Hidrojen
Teknolojileri Laboratuvarı’na taşınmış ve işletilmesi için TÜBİTAK-MAM ile bir sözleşme imzalanmıştır9. UNIDO-ICHET uluslararası desteği de arkasına almış bir merkez olarak; Ar-Ge yapan ve yatırımcı kuruluşlar arasındaki koordinasyonu sağlamayı, gelecekteki hidrojen teknolojisi ve endüstrisinin uygulama alanlarını tespit etmeyi, hidrojen teknolojisi uygulamalarında barışçıl ve kalkınmaya yönelik işbirliğini geliştirmeyi, kalkınmakta olan ülkelerin Ar-Ge merkezlerini ve programlarını desteklemeyi, hidrojen teknolojileri alanındaki yatırımları teşvik etmeyi amaç edinmiştir. Merkez; hidrojen enerjisi politikasının oluşturulmasını, büyük miktarlarda hidrojen üretimi ve hidrojen enerji teknolojilerinin uygulanmasının ve çevresel çalışmaların ekonomik analizini, diğer yenilenebilir enerji sistemleriyle hidrojen üretim tekniklerinin entegre edilmesini, hidrojen depolama tekniklerini, klima sistemleri ve hidrojen depolamada metal hidrürlerin kullanımını, boru ile hidrojen naklini, sıvı hidrojen teknolojilerini, hidrojenle çalışan taşıtları, yakıt pili uygulamalarını, hidrojen alt yapısının geliştirilmesini, kimyada, enerji üretiminde, gaz, petrol endüstrisinde ve metalürjide hidrojen uygulamalarını çalışma kapsamına alarak faaliyetlerine başlamıştır. Ar- Ge ve teknoloji transferi yapması, danışmanlık hizmeti sunması, endüstri ile işbirlikleri kurması ve bu alanda yatırımları teşvik etmesi beklenen Merkez’in, tam olarak misyonunu tamamlayamadan kapandığı görülmektedir. Merkezin kapanıp isim değiştirmesi ve Ankara’da Enerji Bakanlığı’nın kampüsüne taşınmasına kadar uzanan süreçte bir boşluk oluşmasına rağmen Türkiye’de birçok üniversitede hidrojen ile ilgili çalışmalar başlamış olup halen devam eden araştırmalar mevcuttur.

Üniversite-sanayi işbirliği kapsamında yürütülen uzun soluklu çalışmalar neticesinde hidrojen ve yakıt pili teknolojilerinde bazı alt birimlerin ticarileştirildiği nadir ortaklıklar dışında, üniversitelerdeki akademisyenlerin ve üniversitelere bağlı araştırma merkezlerinin hidrojen enerjisi ile ilgili araştırmaları, ses getirmeyen, güdümsüz, ulusal bir hedefe kilitlenmeyen, çoğunlukla laboratuvar ya da pilot ölçekte kalmış ve bu durum bu teknolojilere bakış açısını da olumsuz hale getirmiştir. Savunma sanayiinde yaşadığımız sürecin en önemli özelliğinin en üst düzeydeki karar vericilerimizin bu alana işaret ederek sektöre ve ülkeye bir vizyon kazandırması olmuştur. Aynı süreç, savunma sanayiindeki iyi uygulama örneğinden yola çıkılarak hidrojen enerjisinde de uygulanmalıdır. Zira cari açığımızın çok büyük bir bölümünü ısınma ve elektrik üretimindeki enerji giderlerimiz oluşturmaktadır. 2017 yılının sonlarında başlanan 2.7 milyar dolarlık bir proje ile Türkiye, Alman Thyssenkrupp ana yükleniciliğinde hidrojen yakıt teknolojisi ile çalışan 6 adet denizaltıyı Türk donanmasının envanterine katmış olacaktır. Burada bir yanılsama olmaması adına; proje fikrinin çıkışında birincil olarak hidrojen enerjisine değil savunma sanayiine verilen önem ve bu bağlamda karar vericiler tarafından belirlenen vizyonun ana etken olduğunu belirtmek faydalı olacaktır. Halbuki yenilenebilir enerji kaynağı olan hidrojen enerjisinin ülkemizde gerçekleştirilen tüm çalışmaları güdümleyecek bir yol haritasına, strateji dokümanına ve eylem planına ihtiyacı vardır. Hidrojen enerjisi belirli bir sektörün güdümünde gelişecek bir alan olarak bırakılmamalıdır. Bu özel yenilenebilir enerji kaynağı ulaşımdan çevreye, imalat sanayiinden uzay çalışmalarına kadar birçok alanın ortak noktası ve gelecekteki ana enerji taşıyıcısı olmaya adaydır.

Bizim gibi petrol ve doğalgaz fakiri bir ülke olan Japonya’nın hidrojen konusunda izlediği yolu takip etmek en akıllıca yöntem olacaktır. Japonya son olarak 2050 yılına kadar sürecek uzun vadeli hidrojen programını devreye sokmuş ve 26 Aralık 2017 tarihli Temel Hidrojen Stratejisi (Basic Hydrogen Strategy) dokümanını yayınlamıştır. Hidrojen çağına geçişi hızlandırmak isteyen Japonların önemli otomotiv firmalarından sadece Toyota, ABD ve Japonya’da satışa sunduğu hidrojen yakıt teknolojisi ile çalışan aracından 2015 yılından bu zamana kadar 5300 adet satmıştır10. Japonya araç sayısına göre gerekli altyapıyı oluşturarak belirli şehirlerde istasyon ağları da oluşturmuştur. 2018 Mart ayı itibari ile ülke genelinde 100 adet hidrojen dolum istasyonu mevcuttur ve 2020 yılına kadar 160 adet istasyonun faal hale getirilmesi hedeflenmektedir11. Altyapının oluşturulması ve dolum istasyonlarının sayısının artması hidrojen ile çalışan araçların artmasının olmazsa olmazıdır. Bu noktada Japonya’yı zorlayan mevcut durum bir hidrojen dolum istasyonunun maliyetinin, aynı kapasitedeki fosil yakıt istasyonlarının yaklaşık 4 katı olmasıdır10. Japonya’nın önemli çalışma alanlarından birisi bu maliyeti yarı seviyelerine çekmek üzerinedir. 30 Haziran 2018 itibariyle Japonya’da kayıtlı hidrojen yakıt teknolojisi ile çalışan araç sayısı 2580 adettir ve 2020 yılına kadar yakıt hücreli araç sayısının 40,000’e çıkması hedeflenmiştir12.

Hidrojen enerjisi konusunda Ar-Ge çalışmalarını somut çıktılara dönüştüren ve ticarileştiren ülkelerin, aynı zamanda uzay programlarında hidrojen konusunun önemli bir yeri olduğu bilinmektedir çünkü hidrojen sahip olduğu yüksek enerji yoğunluğu ile uzay çalışmalarında da en etkin yakıt olarak görülmektedir13. Türk Uzay Ajansı’nı kurduğumuz ve milli uzay programımızı hazırlayacağımız bir dönemde; NASA’nın on yıllarca bel bağlayıp mürettebatlarını ve kargolarını uzaya göndermek için kullandığı hidrojenin14 uzay çalışmalarının temel araçlarından biri olacağı net şekilde ortadadır. Türkiye, Uluslararası Hidrojen Enerjisi Derneği (IAHE)’nin 1976 yılından beri 2 yılda bir düzenlediği Dünya Hidrojen Enerjisi Konferansı’na 2020 yılında ev sahipliği yapacaktır. İstanbul’da düzenlenecek bu konferansta Türkiye, Dünya’nın önüne detaylı bir hidrojen enerjisi programı ile çıkmalıdır ve aynı zamanda bu strateji dokümanını milli uzay programına da entegre etmelidir. Yol haritasını, stratejileri ve eylem planlarını barındıracak Türkiye’nin Milli Hidrojen Enerjisi Programı 2023 değil 2053 yılına kadar uzanan bir süreci kapsamalıdır.

KAYNAKÇA
1 https://www.ssb.gov.tr/website/contentlist.aspx?PageID=48&LangID=1
2Enerji İstatistik Raporu-Aylık (2017), Enerji İşleri Genel Müdürlüğü, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı.
3Karagöl, Erdal T.,Kavaz, İsmail. (2017). “Dünya’da ve Türkiye’de Yenilenebilir Enerji”. Siyaset,
Ekonomi ve Toplum Araştırmaları Vakfı (SETA). Sayı: 197.
4Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) İstatistikleri ve Enerdata-Global Energy Statistical
Yearbook 2018.
5Can the World thrive on 100 % renewable energy? (2017), The Economist.
6 https://www.plugpower.com/products/gendrive/
7 https://ssl.toyota.com/mirai/fcv.html
8https://www.theguardian.com/environment/2018/sep/17/germany-launches-worlds-first-hydrogenpowered-
train
9 2017 yılı Faaliyet Raporu, Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı.
10https://www.reuters.com/article/us-japan-hydrogen/japan-venture-aims-to-build-80-hydrogen-fuellingstations-
by-2022-idUSKBN1GH072
11Japonya Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı’nın resmi sitesi;
http://www.meti.go.jp/english/press/2018/0323_001.html
12 https://www.energy.gov/sites/prod/files/2018/10/f56/fcto-infrastructure-workshop-2018-16-ikeda.pdf
13 Cecere, D., Giacomazzi, E., Ingenito, A. (2014). “A review on hydrogen industrial aerospace
applications”, International Journal of Hydrogen Energy, Volume:39, Issue:20.
14 https://www.nasa.gov/topics/technology/hydrogen/hydrogen_2009.html