Kategori : ELEKTRİK ENERJİSİ, ENERJİ GÜNDEMİ, ENERJİ VERİMLİLİĞİ - Tarih : 08 Kasım 2020
Ortalama küresel sıcaklıklardaki artışı 1,5 santigrat derece (°C) ile sınırlamak, tüm sektörlerin, bu yüzyılın ikinci yarısının başlarında sıfır karbondioksit (CO2) emisyonuna ulaşmasını gerektiriyor. Bunu yapmak, özellikle enerji yoğun endüstri (sanayi) ve ulaşım sektörlerinin bazılarında önemli teknik ve ekonomik zorluklar ortaya çıkarmaktadır. Ancak bu zorluklar artık ertelenemez. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC) en son çalışmaları, küresel iklim tehdidine karşı anlamlı bir eylem için fırsat penceresinin hızla kapandığını gösteriyor.
Bu rapor neyin mümkün olduğunu araştırıyor. İkili bir odak noktası var: Bazı endüstri ve ulaşım sektörlerinde 2060 yılına kadar sıfır emisyona nasıl ulaşılacağını incelemek ve yenilenebilir enerjiye dayalı teknolojilerin potansiyel rolünü değerlendirmek.
Enerji yoğun sanayi sektörlerinden dördü ve önemli ulaşım sektörlerinden üçü, karbondan 
arındırılması en zor sektörler olarak öne çıkıyor. Şu anda büyük politika değişiklikleri yapılmazsa, bu yedi sektör birlikte 2050 yılına kadar enerji ve proses emisyonlarının %38’ini ve nihai enerji kullanımının %43’ünü oluşturabilir.
Yukarıda bahsi geçen 7 sektördeki ilerleme bugüne kadar sınırlı kalmıştır. Ancak son yıllarda meydana gelen iki değişiklik, emisyonlarda daha hızlı ve daha derin azaltımlara izin verebilir. Birincisi, dünya toplumları, ilgili zorluklara rağmen tüm sektörlerde dekarbonizasyon ihtiyacının derinden farkına varmıştır. İkincisi, yenilenebilir enerji için istikrarlı ve sürekli maliyet azalışları, daha geniş teknoloji seçenekleri oluşturmuştur.
Yenilenebilir enerji teknolojilerinin, bataryalar ve diğer etkin teknolojilerle birlikte, artık her ülkede, genişleyen uygulama alanı için etkili ve uygun maliyetli olduğu kanıtlanmıştır. Ancak söz konusu seçeneklerden hiçbiri ticari olarak olgunlaşmamış veya henüz geniş çapta benimsenmeye hazır değildir.
Sektöre özel eylemlere de acilen ihtiyaç duyulmaktadır. İlk adımlardan biri, endüstri ve ulaşım için sıfır emisyon net nihai hedefi için yenilenebilir enerjiye dayalı bir strateji olmalıdır. Bu da, yerel, ulusal ve uluslararası düzeylerde, talep azaltma ve enerji verimliliği, yenilenebilir elektrik, yenilenebilir ısı ve biyoyakıtlar, yeşil hidrojen ve e-yakıtlar ve karbon giderme teknolojileri gibi beş teknoloji sütunu üzerine inşa edilmiş, birbiriyle bağlantılı sektör düzeyinde stratejiler gerektirir. Yenilenebilir kaynaklar, talep azaltma ve enerji verimliliği ile birlikte, ihtiyaç duyulan CO2 emisyon azaltımlarının %80’inden fazlasını oluşturabilir.
Sanayi, toplam küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık %28‘ini oluşturuyor, ancak özellikle dört endüstriyel sektör, demir-çelik, kimya – petrokimya, çimento-kireç ve alüminyum toplam endüstriyel emisyonların neredeyse dörtte üçünü oluşturmaktadır.
Endüstride kullanılan enerjinin çoğu şu anda fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Ancak endüstriyel sektördeki tek emisyon kaynağı enerji kullanımı değildir; üretim süreçlerinden ve ürünlerin yaşam döngüsünden CO2 emisyonları da ortadan kaldırılmalıdır. Sıfır emisyona ulaşmak için, bu tür ürünlerin nasıl imal edildiği, tüketildiği ve bertaraf edildiği konusunda radikal değişiklikler gerekecektir. Ancak bugüne kadar, bu dört endüstriyel sektörde uzun vadeli emisyon azaltımlarını sürdürme ihtiyacı, gerekli olan politik ilgiyi görmemiştir.
Demir – Çelik
Demir ve çelik sektörü, önemli bir enerji kullanıcısı ve önemli bir CO2 yayıcısıdır. Sektör 2017 yılında 32 EJ nihai enerji kullanımından sorumluydu ve toplam küresel enerji ve süreçle ilgili CO2 emisyonlarının %8’ini üretti. Demir ve çelik üretiminde yapısal bir değişime ihtiyaç vardır.
Sıfır emisyona ulaşmak için aşağıdaki seçenekler yapılabilir:
– İndirgeyici madde olarak temiz, tercihen yeşil hidrojen kullanarak doğrudan indirgeme süreci ile demir üretilmesi.
– Elektrik ark fırınlarını kullanarak çelik üretilmesi.
– Tüm ısı ve elektrik girdilerinin yenilenebilir kaynaklardan elde edilmesi.
– CCUS’un mevcut demir ve çelik üretim süreçlerine uygulanması.
Kimya – Petrokimya
2018 yılında küresel olarak yaklaşık 644 megaton (Mt) petrokimyasal üretildi ve sektör hızla büyümeye devam ediyor. Hacim olarak ürünün çoğunluğunu oluşturan plastikler, son 50 yılda 20 kat artarak 360 Mt’a ulaştı. Sınırsız kullanım senaryosunda 2050’ye kadar küresel olarak üç kat büyüyebilir.
Petrokimya ürünlerinin CO2 emisyonları, aşağıdakiler de dahil olmak üzere farklı kaynaklardan gelir: doğrudan enerji ve üretim süreçlerinden kaynaklanan proses emisyonları (yaklaşık 1,7 Gt / yıl); ürün kullanım aşaması emisyonları (0,2 Gt / yıl); ve ayrışma / yakma süreçlerinden kaynaklanan emisyonlar (yaklaşık 0,24 Gt / yıl). Ek olarak, ömür sonu bertarafına bağlı olarak açığa çıkabilen hidrokarbon ürünlerinde yılda 1 Gt daha depolanır. Kontrol edilmezse, toplam emisyonlar 2050 yılına kadar yılda 2,5 Gt’a (Gigaton) çıkabilir.
Sıfır emisyona ulaşmak için aşağıdaki seçenekler yapılabilir:
– Tüm ısı ve elektrik girdilerinin yenilenebilir kaynaklardan elde edilmesi.
– Kimyasal hammaddeler için biyokütlenin kullanımı-birincil petrokimyasalların biyo bazlı kimyasallarla değiştirilmesi veya fosil yakıttan türetilmiş polimerlerin (özellikle plastikler) biyokütleden üretilen alternatiflerle değiştirilmesi.
– Kimyasal hammaddeler için yeşil hidrojen ve temiz CO2 kaynaklarından üretilen sentetik hidrokarbonların kullanılması.
– CCUS’un mevcut üretim süreçlerine uygulanması.
– Ürünlerde karbonun kalıcı olarak depolanması için önlemlerin uygulanması.
Çimento – Kireç
Küresel çimento üretimi 1990 ile 2019 arasında 3,5 kat artarak 2019’da 4,1 Gt’a ulaştı ve Çin, küresel üretimin %54’ünü oluşturdu. Çimento ve kireç üretimi,2017’de toplam küresel enerji ve prosesle ilgili CO2 emisyonlarının %6,7’sini üretti. Diğer sektörler daha hızlı karbondan arındırıldıkça bu payın biraz artarak %7,2’ye yükselmesi bekleniyor.
Sıfır emisyona ulaşmak için aşağıdaki seçenekler yapılabilir:
– Klinkerin, yüksek fırın cürufu veya uçucu kül gibi alternatif bağlayıcılarla kısmen ikame edilmesi.
– Çimento kullanımını azaltmak için alternatif inşaat tekniklerinin kullanılması ve/veya çimento yerine ahşap gibi yenilenebilir yapı malzemelerinin kullanılması.
– Alternatif çimento formülasyonlarının kullanılarak klinker emisyonlarının önlenmesi.
– Proses enerjisi için doğrudan elektrifikasyon veya biyokütle ve atık kullanımı.
Alüminyum
Alüminyum üretiminden kaynaklanan doğrudan emisyonlar, küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık %1’ini oluşturmaktadır ve alüminyum talebinin 2050 yılına kadar %44 artacağı tahmin edilmektedir. Elektrik üretiminden kaynaklanan dolaylı emisyonlar, alüminyumdan kaynaklanan tüm CO2 emisyonlarının %90’ını oluşturmaktadır. Kalan %10 doğrudan proses emisyonlarıdır.
Sıfır emisyona ulaşmak için aşağıdaki seçenekler yapılabilir:
– Tüm ısı ve elektrik girdilerinin yenilenebilir kaynaklardan elde edilmesi.
– İnert anotların geliştirilmesi ve benimsenmesi.
Ulaşıma Genel Bakış
Bir bütün olarak ulaşım sektörü, 2017 yılında küresel enerji ile ilgili CO2 emisyonlarının yaklaşık dörtte birini, toplam 8,5 Gt CO2 emisyonunu oluşturdu. Ulaşımla ilgili emisyonların tahmini %97’si karayolu, hava ve deniz taşımacılığından kaynaklanırken, geri kalan %3’ünü demiryolu ve diğer ulaştırma çeşitleri oluşturmaktadır.
Karayolu taşımacılığı
Karayolu yük taşımacılığı, 2017’de taşımayla ilgili tüm emisyonların %27’sini veya küresel enerji kaynaklı emisyonların %6’sından fazlasını oluşturuyordu. Küresel araç stokunun yalnızca %9’unu temsil etmesine rağmen, nakliye kamyonları, 2017’de yaşam döngüsü sera gazı emisyonlarının yaklaşık %39’unu oluşturuyordu.
Sıfır emisyona ulaşmak için aşağıdaki seçenekler yapılabilir:
– Yenilenebilir elektrikle şarj edilmiş, bataryalı elektrik motorlarının kullanılması.
– Sıkıştırılmış hidrojenle (yeşil) çalışan yakıt hücreleri tarafından üretilen elektriğin kullanılması.
– Biyodizel ve yenilenebilir dizel yakıtlar gibi biyokütle bazlı yakıt ikamelerinin kullanılması.
Bataryalı elektrikli araçlar, hafif yük taşımacılığı için uygun bir karbondan arındırma seçeneğidir. Ağır yükleri ve yüksek güç gereksinimleri nedeniyle, karayolu yük taşımacılığında bataryaların uygulanması daha zordur. Kilometre başına kilovat saat (kWh / km) gereksinimi, hafif hizmet araçları için 0,2 kWh / km ile karşılaştırıldığında 1,1-1,3 kWh / km’dir.
Yakıt hücreli elektrikli araçlar, bataryalı elektrikli araçlardan daha uzun menzillere izin verdiklerinden, ağır hizmet karayolu taşımacılığı için yeni bir seçenektirler.
Hava taşımacılığı
Hava taşımacılığı, tüm ulaşım emisyonlarının %11’ini veya küresel enerjiyle ilgili emisyonların %2,5’ini oluşturmaktadır. Havacılığa olan talebin 2040 yılına kadar iki katından fazla artması ve sektörün dekarbonizasyonunu öncelik haline getirmesi bekleniyor.
Sıfır emisyona ulaşmak için aşağıdaki seçenekler yapılabilir:
– Sürdürülebilir kaynaklı biyokütleden üretilen yakıtların kullanılması.
– Temiz kaynaklı CO2 ve yeşil hidrojenden üretilen sentetik yakıtların kullanılması.
– Yenilenebilir elektrikle şarj edilmiş bataryalarla çalışan tahrik sistemlerinin kullanılması.
Deniz taşımacılığı
Uluslararası deniz taşımacılığı, dünya ticaretinin (ICS, 2020) %90’ından sorumludur ve sektör, 2017’de yıllık küresel CO2 emisyonlarının %2,3’ünden veya küresel taşımacılık sektörünün yaklaşık %10’undan sorumluydu. Küresel denizcilik filosunun yaklaşık %20’si, denizcilik sektörü ile ilişkili net sera gazı emisyonlarının %85’inden sorumludur. Bu nedenle, sınırlı sayıda müdahalenin denizcilik sektörünün karbondan arındırılmasında büyük etkisi olabilir.
Sıfır emisyona ulaşmak için aşağıdakiler yapılabilir:
– Biyodizel, yenilenebilir dizel, biyo-metanol gibi biyokütle bazlı yakıtların kullanılması,
– Yeşil hidrojen veya yeşil metanol, amonyak ve metan gibi sentetik yakıtların kullanılması.
Sıfır emisyona ulaşmak için yenilenebilir enerjiye dayalı bir stratejiyi gerçekleştirmek için yapılması gerekenler:
1- Yenilenebilir temelli bir stratejinin takip edilmesi.
2- Ortak bir vizyon ve stratejinin geliştirilmesi ve tüm büyük oyuncuları içeren pratik yol haritalarının birlikte geliştirilmesi.
3- Karar vericiler arasında güven ve bilgi paylaşımının oluşturulması.
4- Etkin bir altyapının erkenden planlanması ve devreye alınması.
5- Yeşil ürün ve hizmetlere yönelik erken talebin teşvik edilmesi.
6- Finansmana erişimi sağlamak için özel yaklaşımların geliştirilmesi.
7- Sınırların ötesinde iş birliğinin(uluslararası) yapılması.
8- Küresel düşünülmesi, ulusal güçlerden istifade edilmesi.
9- Düzenlemelerin ve uluslararası standartların gelişmesi için gerekli yolların oluşturulması.
10- Ar-Ge ve sistematik inovasyonun desteklenmesi.
Bu raporda belirtilen seçeneklerin hiçbiri ticari olarak olgunlaşmış ve geniş çapta benimsenmeye hazır değildir; potansiyelleri ve optimum kullanımları konusunda birçok belirsizlik devam etmektedir ve hiçbirinin benimsenmesi kolay olmayacaktır. Sebepler çeşitli ve karmaşıktır ve şunları içerir: yeni teknolojilerin ve süreçlerin yüksek maliyetleri; altyapıyı talebin ötesinde etkinleştirme ihtiyacı; son derece entegre operasyonlar ve köklü uygulamalar; düzensiz, büyük ve uzun vadeli yatırım ihtiyaçları; karbon muhasebesindeki boşluklar; ilk hareket edenler için rekabet ve karbon kaçağı riskleri.
Bu zorlukları ele almak, şu anda uygulanandan çok daha fazla dikkat ve yaratıcılık gerektirmektedir. Raporda sektöre özgü eylemler incelenmiştir, ancak daha yüksek düzeyde acil olarak ele alınması gereken bir dizi kesişen eylem vardır.
Dünya, yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesinde son on yılda kayda değer ilerleme kaydetti ve elektrik sistemlerinin dekarbonizasyonuna yönelik olumlu adımlar attı. Toplu olarak son kullanım sektörlerinde, karbon emisyonlarını ele alma konusunda karşılaştırılabilir bir ilerleme kaydetmeye çalışılmalıdır. Bu 40 yıllık geçiş henüz başlamadı, ancak ilerleme yeterince hızlı bir şekilde yapılacaksa, şimdi çok daha fazla dikkat, planlama, yaratıcılık ve kaynak gerektiriyor. Önemli zorluklar var ama aynı zamanda özellikle düşük maliyetli ve bol yenilenebilir kaynaklardan yararlanan bir dizi umut verici seçenek var. Doğru planlar ve yeterli destekle, anahtar roldeki ulaşım ve endüstri sektörlerinde sıfır emisyon hedefine ulaşılabilir.
Kaynak: “Reaching Zero With Renewables”, IRENA
