Birincil enerji kaynaklarında yüzde 70’in üzerinde ithalata bağımlı olan Türkiye’nin, enerji ihracatçısı ülke olabilmesi için anahtar rol Yeşil Hidrojen’de bulunuyor.  Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı tarafından Ocak ayında açıklanan “Türkiye Hidrojen Teknolojileri Stratejisi ve Yol Haritası”nda Yeşil Hidrojen’de 2035 yılı için hedef olarak belirlenen 5 bin Megavat (MW) elektrolizör kapasitesi hedefi büyük heyecan yaratmıştı. Ancak mevzuat eksikliği yatırımcı ilgisini dizginleyen bir faktör olarak öne çıkıyor.

“Daha hızlı hareket etmeliyiz”

Yeşil Hidrojen üzerine Türkiye’de uzmanlaşan şirketlerin başında gelen TEKSİS İleri Teknolojiler’in Genel Müdürü Hüseyin Devrim yaptığı değerlendirmede, mevzuat inşasında yaşanan gecikmenin etkilerine değinirken, “Türkiye’nin bu alandaki dev potansiyelini bilen yerli ve yabancı şirketler, regülasyonların hızlanması için büyük beklenti içerisinde. Enerji sektörünü çok yakından tanıyan Bakanımız Alparslan Bayraktar’dan piyasanın ve yatırımcıların beklentilerini karşılayacak şekilde Yeşil Hidrojen konusunda yürütülen çalışmaları hızlandırmasını bekliyoruz.” dedi.

2053 hedefleri için yaşamsal önemde

Türkiye’nin bu alanda daha hızlı ve beklentileri karşılar şekilde hareket etmesinin, ulusal hedeflerine ulaşmasını da kolaylaştıracağına dikkat çeken Devrim, şu değerlendirmeyi yaptı: “Genel seçimler sonrasında güçlü ve yetkili bir siyasi iktidar ile karşı karşıyayız. Ulusal Eylem Planı’nda, 2053 yılı için belirlenen ‘Net Sıfır’ emisyon hedefine ulaşmak için de Yeşil Hidrojen üretimi kritik önem taşıyor. Türkiye’nin bu hedeflere ulaşabilmesi için enerji üretimi ve tüketiminde köklü değişimlere imza atması gerekiyor. Enerji tüketimi ve emisyon salımı yüksek üretime sahip sektörlerde Yeşil Hidrojen’e yönelik dikkat çekici bir ilgi var. Bu ilginin yatırım iklimi ile desteklenmesi, ülkemizi bu alanda bambaşka noktalara taşıyabilir. Bu sektörler aynı zamanda Türkiye’de üretimin ve istihdamın belkemiği olan sektörler arasında yer alıyor. Gelecek yıldan itibaren Yeşil Mutabakat’a ilişkin zorunlulukların, AB ülkelerine ihracat yapan bu ve benzeri sektörleri etkileyeceğini şimdiden görüyoruz.”

Üretilen hidrojenin sadece %4’ü ‘yeşil’

Tüm dünyada yıllık 100 milyon ton hidrojen üretilirken, bu üretimin sadece yüzde 4’ü Yeşil Hidrojen sınıfına giriyor ve yenilenebilir kaynaklardan üretiliyor. Üretimin kalan yüzde 48’i doğalgaz, yüzde 30’u petrol, yüzde 18’i ise kömür kaynak kullanılarak gerçekleşiyor.

Kömür kaynaklı hidrojen üretimi “Kahverengi Hidrojen” olarak adlandırılırken, doğalgaz kaynaklı üretilen hidrojen “Gri Hidrojen” olarak tanımlanıyor. Yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektrik kullanılarak sudan üretilen hidrojen ise literatürde “Yeşil Hidrojen” olarak adlandırılıyor.

Enerji arz ve talebini yönetmek, şebeke istikrarını artırmak ve enerji verimliliğini iyileştirmek amacıyla endüstriyel alanlarda büyük ölçekli enerji depolama sistemlerinin kullanılması anlamına gelen endüstriyel tip enerji depolama sistemleri; düşük talep dönemlerinde fazla enerjiyi depolayabilir ve yoğun talep dönemlerinde bu enerjiyi salarak enerji maliyetlerini azaltabilir, şebeke güvenilirliğini destekleyebilir ve yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonunu sağlayabilir. Endüstriyel enerji depolama sistemleri, enerji verimliliğini artırma, şebeke güvenilirliğini sağlama ve endüstriyel operasyonlarda yenilenebilir enerji kaynaklarının entegrasyonunu destekleme konusunda önemli bir rol oynar.

Endüstriyel enerji depolama birçok uygulama ve sektörlerde kullanılır:

Yenilenebilir enerji entegrasyonu: Enerji depolama sistemleri, güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilen fazla enerjiyi yüksek üretim dönemlerinde depolayabilir ve bu kaynakların enerji üretmediği zamanlarda bu enerjiyi salarak sürekli bir enerji arzı sağlayabilir.

Tepeden kesme (Peak shaving): Endüstriler genellikle yüksek enerji talebi dönemleri yaşar, bunlara tepki dönemleri denir. Enerji depolama sistemleri, bu zirve zamanlarında depolanan enerjiyi boşaltarak enerjiyi şebekeden çekme ihtiyacını azaltabilir, ki bu zirve saatlerinde maliyetli olabilir.

Şebeke istikrarı ve frekans düzenlemesi: Enerji depolama gerçek zamanlı olarak enerji çıkışını talep değişikliklerine uyum sağlamak için ayarlayarak şebekenin istikrarını sağlamak için hızlı yanıt yetenekleri sunabilir. Bu, şebeke frekansını kabul edilebilir sınırlar içinde tutmaya yardımcı olur.

Yedek güç: Endüstriler üretim kayıplarını önlemek için sürekli bir enerji arzına ağırlık verirler. Enerji depolama sistemleri, şebeke kesintileri veya enerji dalgalanmaları sırasında yedek güç kaynağı olarak işlev görebilir.

Yük dengeleme: Enerji depolama sistemleri, düşük talep dönemlerinde fazla enerjiyi depolayarak ve yüksek talep dönemlerinde bu enerjiyi salarak enerji talebindeki değişimleri düzeltebilir, böylece şebekeye olan yükü azaltabilir.

Mikroşebekler: Endüstriyel kompleksler ana şebeke ile bağımsız olarak veya ana şebeke ile birlikte çalışabilen enerji depolamalı mikroşebekler kurarak enerji dayanıklılığını artırabilir ve ana şebekeye olan bağımlılığı azaltabilir.

Endüstriyel enerji depolama sistemlerinin türleri

Batarya enerji depolama sistemleri: Bu sistemler, lityum iyon, kurşun asit veya akış pilleri gibi çeşitli batarya türlerini kullanarak enerji depolar ve serbest bırakır. Yüksek verimli ve ölçeklenebilir olmaları nedeniyle geniş bir endüstriyel uygulama yelpazesine uygun hale gelirler.

Saat enerjisi depolama: Saatler, rotorları yüksek hızlarda döndürerek enerji depolar ve gerektiğinde kinetik enerjiyi elektriğe dönüştürerek kullanabilir. Hızlı yanıt süreleri sunar ve şebeke frekansını stabilize etmeye yardımcı olabilir.

Süperkapasitörler/Ultrakapasitörler: Bu cihazlar enerjiyi elektrostatik olarak depolar ve hızlı enerji boşalmaları sağlar. Genellikle kısa vadeli enerji depolama ve hızlı enerji boşaltma uygulamaları için kullanılırlar.

Pompalanmış hidro enerji depolama: Genellikle daha büyük ölçekte olan bu sistemler, düşük talep dönemlerinde suyu alt rezervuardan üst rezervuara pompalayarak ve yüksek talep dönemlerinde üst rezervuardan aşağıya doğru türbinler aracılığıyla akıtarak enerji depolar.

Sıkıştırılmış Hava Enerji Depolama (CAES): CAES sistemleri, sıkıştırılmış havayı yeraltı mağaralarında depolayarak ve elektrik ihtiyacı olduğunda türbinleri çalıştırmak için salarak enerji depolar.

Isı Enerjisi Depolama (TES): Bu tür depolama, ısı enerjisini yakalamayı ve saklamayı içerir ve daha sonra kullanım için kullanılabilir. Endüstriyel süreçlerde veya enerji üretim sistemleri ile birleştirilebilir.

Hidrojen depolama: Hidrojen, düşük enerji talebi dönemlerinde üretilebilir ve yakıt kaynağı olarak veya enerji dönüşümü için depolanabilir.

Şebeke ölçeğinde depolama, kısa vadeli dengeleme ve işletme rezervleri, şebeke istikrarı için yan hizmetler ve yeni iletim ve dağıtım hatlarına yatırımın ertelenmesinden uzun vadeli enerji depolamaya ve bir elektrik kesintisinin ardından şebeke operasyonlarını eski haline getirmeye kadar değişen önemli sistem hizmetleri sağlıyor. Uluslararası Enerji Ajansı tarafından yayınlanan ve şebeke ölçeğinde depolamanın önemine dikkat çekilen araştırmada, şebeke ölçeğinde depolamanın 2050 Net Sıfır Emisyon Hedefi’nde önemli bir rol oynadığına vurgu yapılıyor:

Pompaj depolamalı hidroelektrik en yaygın kullanılan depolama teknolojisidir ve birçok bölgede önemli ek potansiyele sahiptir. Bataryalar şebeke ölçeğinde depolamanın en ölçeklenebilir türüdür ve pazar son yıllarda güçlü bir büyüme göstermiştir. Diğer depolama teknolojileri arasında sıkıştırılmış hava ve yerçekimi depolama yer almaktadır; ancak mevcut güç sistemlerinde nispeten küçük bir rol oynamaktadırlar. Buna ek olarak, hidrojen -ayrı olarak detaylandırılmıştır- yenilenebilir enerjinin mevsimsel depolanması için potansiyele sahip gelişmekte olan bir teknolojidir.

İlerleme kaydedilmekle birlikte, şebeke ölçeğinde depolama kapasitesinde öngörülen büyüme şu anda Net Sıfır Senaryosu ile uyumlu değildir ve daha fazla çaba gerektirmektedir.

Şebeke ölçeğinde depolama nedir?

Şebeke ölçeğinde depolama, elektrik şebekesine bağlı, enerjiyi depolayabilen ve daha sonra daha avantajlı bir zamanda (örneğin, gece, güneş enerjisi olmadığında veya elektrik üretimini kesintiye uğratan bir hava olayı sırasında) şebekeye geri verebilen teknolojileri ifade eder. En yaygın kullanılan teknoloji, suyun bir rezervuara pompalandığı ve daha sonra farklı bir zamanda elektrik üretmek için serbest bırakıldığı pompaj depolamalı hidroelektriktir, ancak bu sadece belirli yerlerde yapılabilir. Bataryalar, geniş bir kapasite aralığında her yere kurulabildikleri için artık büyüyen bir rol oynamaktadır.

Temiz enerji geçişlerinde enerji depolamanın rolü nedir?

2050’ye kadar Net Sıfır Emisyon Senaryosu, hem güneş enerjisi ve rüzgar enerjisi gibi değişken yenilenebilir enerji kaynaklarının yoğun bir şekilde kullanılmasını hem de daha fazla nihai kullanım elektrikli hale geldikçe toplam elektrik talebinde büyük bir artış olmasını öngörüyor. Şebeke ölçeğinde depolama, özellikle de bataryalar, elektrik şebekesi üzerindeki etkiyi yönetmek ve artan talep karşısında şebekeleri istikrarlı ve güvenilir tutarken yenilenebilir elektrik çıktısındaki saatlik ve mevsimsel değişimleri idare etmek için gerekli olacaktır.

Karşılaşılan zorluklar nelerdir?

Şebeke ölçeğinde batarya depolamanın Net Sıfır Senaryosu ile uyumlu hale gelmesi için önemli ölçüde büyümesi gerekiyor. Elektrikli araç üretiminin artması nedeniyle batarya maliyetleri son yıllarda önemli ölçüde düşmüş olsa da, pazardaki aksaklıklar ve elektrikli araç üreticilerinin rekabeti, başta lityum olmak üzere batarya üretiminde kullanılan temel minerallerin maliyetlerinin artmasına neden olmuştur. Maliyetlerin daha da düşürülmesinin sadece teknolojik yeniliklere değil, aynı zamanda batarya minerallerinin fiyatlarına da bağlı olduğu artık açıkça görülmektedir.

Kaynak: https://www.iea.org/energy-system/electricity/grid-scale-storage