Enerji dönüşümü için beş teknoloji yeterli

Christian Breyer, fotovoltaikler, rüzgar enerjisi, bataryalar, elektrolizörler ve doğrudan hava yakalama (DAC) olarak bilinen CO2 süpürgeleri - bunların başarılı bir enerji geçişi için ihtiyacımız olan beş teknoloji olduğunu söylüyor. Ancak Finlandiya'daki Lappeenranta Teknoloji Üniversitesi'nden (LUT) güneş ekonomisti, yeni hidroelektrik santrallerinin, jeotermal enerjinin ve biyoenerjinin ikna edici çözümler olduğuna inanmıyor. Yeşil hidrojen de öyle. Breyer, ntv'nin "İklim Laboratuarı" programında, bunun sadece diğerleri için bir yapı taşı olması gereken hantal bir enerji kaynağı olduğunu açıklıyor. Araştırmacı, küresel enerji arzının geleceğini dünya okyanuslarında görüyor: 30 yıl içinde yüzen güneş enerjisi santralleri, onlarca yıllık süreçler ve yeni hammadde CO2 sayesinde sentetik yakıtlar için devasa açık deniz fabrikalarında yeşil amonyak, metanol veya parafine dönüştürülebilecek ve dünya çapında dağıtılabilecek elektrik üretebilir.

ntv.de: Alman hükümeti büyük hidrojen planları yapıyor, hidrojen ısıtma sistemleri ve yeşil hidrojenin bir gün karaya çıkacağı sıvı gaz terminalleri hayal ediyor, ancak listelerinde yok. Bunun nedeni nedir?

Christian Breyer: Liste sadece enerji dönüşümünü gerçekleştirmek için kullandığımız ekipman ve cihazları içeriyor, belirli bir ürünü değil. Aksi takdirde, enerji dönüşümü için en önemli olan elektrik her zaman ilk sırada yer alırdı. Bu nedenle fotovoltaik ve rüzgar enerjisi özellikle Avrupa ve Kuzey Amerika için çok önemlidir. Bu kendi kendini açıklıyor.

Peki ya hidroelektrik?

O da önemli ama zaten dünya çapında mükemmel bir şekilde kullanılıyor. Potansiyel büyük ölçüde tükenmiş durumda.

Daha fazla büyüme potansiyeli yok mu?

Hidroelektrik kapasiteleri kesinlikle üçte bir ila yüzde 50 oranında artırılabilir. Ancak sadece ucuz ve yenilenebilir enerji sistemleri mi arıyoruz yoksa sürdürülebilir olanları da mı arıyoruz? Sürdürülebilirlik bizim için önemliyse nehirlere özen göstermeliyiz. Asya'daki Mekong, Afrika'daki Kongo ve bir dereceye kadar Brezilya'daki Amazon gibi büyük nehirler hidroelektrik için en büyük potansiyele sahiptir. Teknik olarak buralarda hidroelektrik santralleri inşa etmek mümkün ve ekonomik olarak da cazip olabilir, ancak nehir ekolojisi neredeyse kesinlikle tahrip olacaktır. Ve sadece Kongo'da, sadece orada yaşayan 500 kadar türden bahsediyoruz. Bu nedenle hidroelektrik, var olduğu yerlerde her zaman çözümün bir parçasıdır, ancak diğer sürdürülebilir enerji kaynakları gibi sınırlıdır.

Neden sınırlı?

Jeotermal enerji söz konusu olduğunda, onlarca yıldır projelerin istediğimiz ölçüde gerçekleşmediğini gördük. Biyoenerjinin en büyük dezavantajı, enerji bitkileri için yer olmamasıdır, çünkü hayvan yemi için buna ihtiyacımız var, bu yemi hayvanlara veriyoruz ve biz de onları yiyoruz. Bunun akıllıca bir fikir olup olmadığı ayrı bir soru.

PV ve rüzgar, kendilerini kanıtladıkları, işe yaradıkları ve ucuz oldukları için mi en üst sıralarda yer alıyor?

Elbette öyleler. Nihayetinde enerji dönüşümü ekonomik bir meseledir. Diğer teknolojiler için de potansiyel var, ancak farklı bir maliyet seviyesinde. Özellikle güneş enerjisi inanılmaz derecede ucuz ve hatta şu anda dünyadaki en ucuz elektrik türü. Bir düşünün: 2021 yılında dünya çapında eklenen elektrik kapasitesinin yarısı zaten PV idi. 2050 yılına kadar dünyada yaklaşık 10 milyar insan yaşayacak ve bunların yaklaşık dörtte üçü güneşin tüm yıl boyunca parladığı güneş kuşağında yaşayacak. Bu, her yerde bulunabilen ucuz bir enerjidir. İşte bu yüzden bataryalar çok önemli.

İlk güneş parkları artık su üzerine inşa ediliyor. Altyapı için çok fazla alan olduğu için mi?

Bu, "yüzen PV" adı verilen ve son on yılda çoğunlukla şebeke bağlantısının nispeten basit olduğu göller, rezervuarlar veya göletler üzerinde gerçekleştirilen harika bir teknolojidir. Soru her zaman şu olmuştur: denizde de işe yarar mı? Dünyanın giderek daha fazla yerinde, doğal olarak yüksek dalgaların olmadığı sakin sularda bu deneniyor. Bu konuda ustalaşılabilir. Bunu Karayipler'i örnek alarak araştırdık, çünkü birçok adada enerji tedariki için alanın nispeten az olduğu iyi biliniyor.

Ya da Singapur'da.

Burası yüzer PV konusunda en çok araştırma yapılan ülkelerden biri. Ancak bu muhtemelen sadece enerji karışımına bir ek olacaktır, çünkü coğrafi konuma yakından bakarsanız, Sumatra'ya bir elektrik hattı döşemek lehine birçok argüman vardır. Endonezya'nın bu devasa adası hemen yanı başınızda. Singapur gibi küçük bir ülkeye elektrik sağlamak için orada çok fazla alana ihtiyacınız olmaz. Bu vizyonu 20 ila 30 yıl daha ileri götürürseniz, uluslararası sularda sentetik yakıtlar için devasa fabrikalar mümkün olacaktır: büyük, yüzen bir PV enerji santrali elektroliz yoluyla elektrik ve yeşil hidrojen üretir. Bununla fazla bir şey yapamazsınız, bu yüzden onu amonyak, metanol veya parafine dönüştürürsünüz. Bu maddeler de tankerlerle düzenli aralıklarla bu açık deniz fabrikalarından toplanabilir ve dünya pazarlarına dağıtılabilir.

PV, rüzgar ve bataryaların faydaları ortada. Peki yeşil hidrojen neden tekrar dönüştürülmek zorunda?

Prensipte hidrojenle çok şey yapabilirsiniz, ancak hidrojen evrendeki en küçük moleküldür ve bu nedenle işlenmesi zordur. Maddeler arasında kolayca yayılır, oldukça yanıcıdır ve taşınması karmaşıktır. Teknik olarak işlenebilir ama maliyeti yüksektir. Ve günün sonunda, elektrik ve batarya ile nakliye ve hava taşımacılığı sadece kısa mesafelerde işe yarıyor. Bataryayı Ren Nehri üzerinde kolayca şarj edebilirim ama büyük okyanuslarda edemem. Orada yoğun, kimyasal enerji kaynaklarına ihtiyacınız var. Ve parafinin ham petrolden üretilmesi gerekmediğini zaten biliyoruz: Hidrojen ve bir karbona, genellikle CO2'ye ihtiyacımız var. Daha sonra parafin gibi sentetik yakıtlar üretmek için Fischer-Tropsch sürecini kullanabiliriz.

Bu süreç için elektrolizörlere ihtiyacınız var mı?

İlk adım için, yeşil hidrojen ürettiğimizde. O zaman ihtiyacımız olan tek şey CO2 olacak ve bu da artık bir egzoz gazı olmaktan çıkıp emisyona neden olan bir hammadde haline gelecek. O zaman havacılık için mevcut uçak filosunda büyük değişiklikler gerektirmeyen bir çözüme sahip oluruz. Bir başka avantaj da, parafinin yanı sıra hidrojenin de ihtiyacımız olan neredeyse tüm diğer önemli ürünlere dönüştürülebilmesidir: Kimya endüstrisi ya da gemicilik için metanol ya da tarım için gübre olarak amonyak gibi. Hidrojenin kendisine öncelikle çelik üretiminde ihtiyaç duyulmaktadır.

Peki CO2'yi nereden alacağız? Bu beşinci anahtar teknoloji, CO2 süpürgesi mi?

CO2 her türlü kaynaktan gelebilir, ancak sonuçta Doğrudan Hava Yakalama (DAC) muhtemelen en ölçeklenebilir çözümdür. Çünkü iklim değişikliğini ve enerji dönüşümünü ciddiye alırsak, yakında gaz yakıtlı enerji santrallerini, kömür yakıtlı enerji santrallerini ve kömür bazlı çelik üretimini ve dolayısıyla büyük CO2 emisyonları üreten tüm büyük süreçleri azaltacağız. Atık yakma tesisleri, kağıt fabrikaları ve çimento fabrikaları kalacaktır, ancak bunlar kimya endüstrisi için metanol, havacılık için parafin ve tarım için amonyak üretmek için hacim açısından oldukça küçük kaynaklar olacaktır. Bu kapsama açığını nasıl kapatacağız? CO2'yi zaten çok fazla olan rezervuardan, yani atmosferden alıyoruz. Bunun maliyeti kabul edilebilir bir aralıkta olmalıdır.

O zaman tüm sorunlar çözülür - en azından teoride. Ama zaten çok geç kalmadık mı? Evet, dünya çapında pek çok güneş parkı inşa ediliyor, ancak güneş enerjisinden günün her saati yararlanabilmek için her yerde depolama kapasitesi eksikliği var. Ve DAC şimdiye kadar sadece küçük ölçekte kullanıldı.

Tüm sorunlar henüz çözülmemiş olsa da rüzgar enerjisi işe yarıyor. Ancak hala üzerinde çalışılan tek şey ayrıntılar. Aynı şey fotovoltaikler için de geçerli. PV modülleri her yıl ortalama yüzde 0,5 puan daha verimli hale geliyor. Bu eğilim 20 yıldır devam ediyor ve daha uzun yıllar devam edecek, aynı zamanda daha da ucuzlayacak.

O zaman rüzgar ve PV için kutuya bir tik koyacağız. Peki ya bataryalar?

Dönüm noktasını görüyoruz. Son yıllarda kobalt ve nikel kıtlığı ile ilgili sorunlar yaşandı, ancak lityum iyon piller artık esas olarak elektrikli arabalarda ve ev depolama sistemlerinde kullanılıyor ve bunlar giderek daha fazla kobalt ve nikel olmadan üretiliyor. Yeterince lityumumuz var mı? Bu konudaki görüşler farklı. Prensipte yeterince var, dünya okyanusları onunla dolu, sadece verimli bir şekilde çıkaramıyoruz. Asıl sorun da bu. Bu yıl, iki dünya pazar lideri de sodyum-iyon pilleri tanıttı. Artık bunlarda herhangi bir malzeme sıkıntısı yok.

Bataryalar için de her şey yolunda mı?

Bunun lehinde söylenecek çok şey var. Bu şirketlerin kaybedecek bir itibarı var ve işe yarayacağını bilmeselerdi bunu yapmazlardı. Ve büyüme oranları muazzam: PV modüllerinin üretimi yılda yüzde 30 artıyorsa, batarya üretimi yılda yüzde 50 ila 100 artıyor.

Peki ya elektrolizörler?

Orada durum daha kritik çünkü pazar çok daha küçük. Ancak 100 yıldır bu teknolojide ustalaşmış durumdayız ve dünyanın dört bir yanından yaklaşık iki düzine üretici ve tedarikçi var. Sonunda kimin en iyi ürünleri en iyi fiyatlarla sunabileceğini görmek heyecan verici bir yarış olacak. Ben endişeli değilim. DAC ile ilgili tek sorun ölçeklendirme, çünkü teknoloji bu durumda da işe yarıyor: 1960'lardan beri nükleer denizaltılarda ve uzay istasyonlarında kullanılıyor. Eksik olan tek şey büyük ölçekli ticarileştirme ve bu üreticiler de artık yatırımcılar tarafından iyi finanse ediliyor.

Clara Pfeffer ve Christian Herrmann, Christian Breyer ile konuştu. Röportaj kısaltılmış ve anlaşılır olması için düzenlenmiştir.

Ayrıca okuyun:

Kaynak: www.ntv.de

Enerji dönüşümü için beş teknoloji yeterli