Yazan: Mehmet Haşim Çevik
Düzenleyen: Ümit Sözbilir
Özet: İklim değişikliği baskısıyla fosil yakıtlardan düşük karbonlu enerji kaynaklarına geçişi öngören günümüz enerji dönüşümü henüz tamamlanmaktan uzaktır. Enerji sistemleri fosil yakıtlara bağımlı olmaya devam ederken yeni düşük karbonlu enerji santralleri artan enerji talebine cevap vermekten öteye tam olarak geçememektedirler.
Giriş
İklim krizi ve ekolojik yıkımın baskılarıyla fosil yakıtlara dayalı küresel enerji sisteminin düşük karbonlu enerji kaynakları ile dönüştürülmesi gerektiği politika yapıcıların, bilim insanlarının ve sanayi paydaşlarının büyük ölçüde fikir birliğine vardığı bir olgu hâline gelmiştir. Bütün bu sürecin genel olarak özdeşleştiği enerji dönüşümü kavramı son yıllarda küresel siyaseti, bilim ve teknoloji yatırımlarını büyük ölçüde meşgul etmektedir. Daha önceki yayınlarımızda değindiğimiz gibi enerji sektörleri küresel sera gazlarının yaklaşık %75’ini oluşturmaktadırlar [1]. Bilim insanlarının ve politika yapıcıların ortak paydada buluştukları ve dünyadaki neredeyse her ülkenin taraf olduğu 2015 Paris İklim Değişikliği Anlaşması’nda vücut bulan bir diğer olgu ise küresel ortalama sıcaklık artışının sanayi devrimi öncesine göre 1,5 °C ile sınırlandırılması ve bunun için sera gazı salımlarının (özellikle CO2) önemli ölçüde azaltılarak sıfır karbonlu ekonomilerin inşa edilmesi gerektiğidir [2]. Bunun gerçekleşmesi için de enerji sistemlerinin altyapısı, kullanılan kaynak ve teknolojilerin, sosyal davranışlar ve tüketici tercihlerine kadar bütün enerji siteminin değişmesi ve dönüştürülmesi gerekmektedir. Fakat enerji sistemleri günümüzde hâlâ çok büyük ölçüde fosil yakıtlara bağımlı [3], ekonomik büyümenin ve kalkınmanın ana kaynakları, dünyanın en büyük ekonomik gider ve gelirlerine neden olan ve en fazla yatırım alan sektörleridirler. Özellikle 20’nci yüzyılın başından itibaren bütün sosyoteknik altyapı (doğalgaz ısıtmalı konutlar, petrol ve gaz boru hatları, elektrik iletim hatları, yakıt istasyonları vb.) günümüzde büyük ölçüde kullandığımız fosil yakıtlara göre kurulmuştur. Bu etkenler göz önünde bulundurulunca her ne kadar iklim krizi gibi hayati, acil ve küresel bir sorunla karşı karşıya olsak da enerji dönüşümünü gerçekleştirmek devasa zorlukları aşmakla mümkün olabilecektir. Bunun yanı sıra ekonomik gelişmenin ana kaynağı olan enerji kullanımı dünyanın belli başlı bölgelerinde çok kısıtlı ve pahalı olabilmektedir [4]. Bu da enerji dönüşümünü gerçekleştirirken göz önünde bulundurulması gereken bir etken olacaktır.
Bu yazıda, enerji dönüşümünü kavramının tartışarak enerji dönüşümünün ne olduğu, küresel enerji dönüşümü görünümü ve tarihi örnekler ışığında enerji dönüşümünün nasıl gerçekleştiği ve karşı karşıya gelinebilecek zorluklara değinilmektedir.
Enerji Dönüşümü Nedir?
Güncel akademik ve siyasi tartışmalara konu olan enerji dönüşümü günümüzde genellikle fosil yakıtların düşük karbonlu enerji kaynakları ile değiştirilmesi olarak anlaşılmaktadır. Fakat bir enerji dönüşümünden bahsetmek veya enerji dönüşümünün gerçekleşmiş olduğunu belirtmek için tarihte çok daha farklı tanımlamalar da kullanılmıştır. Günümüzde bilinen tanımında bile insanların, devletlerin, kurum, kuruluş ve şirketlerin bakış açılarına göre değişkenlikler bulunabilmektedir. Örneğin, nükleer enerji karbon salımına neden olmayan bir kaynak olmasına rağmen kimi paydaşlar fosil yakıtların tamamen ve sadece yenilenebilir enerji kaynakları (güneş, rüzgâr, gelgit vb.) ile değiştirilmesini talep ederken Avrupa Birliği Yeşil Mutabakatı çerçevesinde nükleer enerjinin yanı sıra fosil bir yakıt olan doğal gazın bile enerji dönüşümü için kabul edilebilir bir kaynak olduğu konusunda anlaşmaya varılmıştır [5].
Enerji dönüşümü çeşitli seviyelerde olabilir ve çok sayıda etkene bağlı olarak gerçekleşmektedir [3]. Enerji dönüşümü öncelikle bir enerji teknolojisinden ya da bir kaynağından vazgeçerek yeni bir teknoloji veya kaynak kullanımı olarak gerçekleşebilir. Tarihte iklim krizi ve çevre endişelerinin olmadığı dönemlerde gerçekleşen enerji dönüşümleri genel olarak bu yöndedir. Örneğin, 17’nci yüzyıldan itibaren kullanılmaya başlanan kömür, her ne kadar varlığını uzun süre devam ettirerek günümüzde bile hâlâ çok yaygın bir şekilde kullanılsa da 20’nci yüzyılda petrolün keşfedilmesi ve ticari olarak kullanılmasıyla dünyanın ana enerji kaynağı olan kömür yerini yavaş yavaş petrole bırakmıştır. 1970’lerde petrol krizi çıkana kadar dünyanın her yerinde petrol ulaşımın ana enerji kaynağıydı ve elektrik üretiminde de çok büyük bir paya sahipti. Fakat bu yakıt krizi ve tetiklediği ekonomik sıkıntılar nedeniyle bazı ülkeler petrolün enerji kaynağı olarak rolünün de azaltılması yoluna gittiler. Örneğin Brezilya’da araçlar hem petrol hem de etanolü yakıt olarak kullanılması için tasarlandı, benzin istasyonlarında etanol satıldı ve kısa süre etanol Brezilya’nın karayolu taşımacılığının hâkim oldu. 2009 yılında yeni otomobil satışlarının neredeyse tamamı hem etanol hem dizel yakıt kullanılan araçlar oluşturdu [2]. Bir başka örnek oluşturan Danimarka, ülkenin elektrik ihtiyacını giderebilmek için büyük çaplı bir enerji dönüşümüne giderek 1970’ler için epey pahalı olan rüzgâr türbinleri kurarak elektrik üretiminde petrolün kullanımını oldukça sınırladı. Rüzgâr enerjisi günümüzde Danimarka’nın elektrik üretiminin yarısından fazlasını karşılamaktadır [6].
Tarihte çeşitli düzeylerde enerji dönüşüm örnekleri bulunmaktadır. Bunları tetikleyen sebepler genellikle ekonomik, güvenlik ve teknolojik olmuşlardır. Günümüzde enerji dönüşümünün birkaç ayırt edici özelliği vardır. İlk olarak, günümüzde enerji dönüşümü küresel bir dönüşümdür. Bütün ülkelerin kabul ettiği ve yapmayı planladıkları uzun vadeli bir çabadan söz etmekteyiz. Ayrıca bugünkü enerji dönüşümünün ana tetikleyicisi küresel bir sorun olan iklim krizidir. Elbette fosil yakıt kaynaklarının uzun vadede tükenme olasılıkları, dünyanın farklı jeopolitik bölgelerinin kaynakların dağılması bakımından oldukça oransız olması, fosil yakıtların fiyatlarının küresel siyasetten oldukça etkilenmeleri ve siyasi sorunlara neden olmaları da tetikleyici unsurlar arasında sayılabilir. Fakat bu sorunlara rağmen bugünkü ölçülerde ve bu kadar ortağın mutabık kalarak enerji dönüşümünü gerçekleştirmesi pek olası değildir. Son olarak, güncel enerji dönüşümü tarihi örneklerden farklı olarak bir teknoloji veya yakıttan diğerine geçmek değil, çeşitli kaynakların bir arada kullanılarak uzun vadede fosil yakıt kullanımını sonlandırmayı amaçlamaktadır. Örneğin, RES, GES, hidroelektrik, gelgit vb. yenilenebilir enerji kaynakları, nükleer ve hidrojen kaynakları gibi CO2 salımına neden olmayan diğer kaynakların yanı sıra büyük ölçekli batarya sistemlerinin beraber kullanılarak bütün kurulu enerji sisteminin (teknoloji, altyapı, enerji hizmetler vs.) dönüştürülmesi öngörülmektedir.
Küresel Enerji Dönüşümünün Görünümü
Geleneksel olarak dünyanın en önemli ve en zengin fosil yakıtlarına sahip ülkeleri de dâhil olmak üzere iklim değişikliği ile mücadele kapsamında ve küresel ortalama sıcaklığı 1,5 °C’de tutabilmek için enerji dönüşümü politikalarının hazırlanıp uygulanması gerektiği herkesin mutabık kaldığı bir olgu hâline gelmiştir. Son yıllarda yenilenebilir enerji kaynaklarına yapılan yatırımlar artarak devam etmiş, fosil yakıtların yatırımlarının hızı düşmüş, yeni kurulan güç santrallerinde (özellikle elektrik üretim santralleri) güneş ve rüzgâr başta olmak üzere yenilenebilir kaynakların payları artmış ve enerji dönüşümü için önem arz eden teknolojilere (elektrikli araçlar, enerji verimliliği, elektrikli pişirme, ısı ve soğutma teknolojiler vb.) yatırım artmıştır [7].
Örneğin 2009-2019 arasında güneş panellerinden elektrik üretmenin maliyeti yaklaşık %89 düşerek en ucuz enerji üretim kaynaklarından biri olmuştur [8]. Azalan maliyetler ve artan fosil yakıt fiyatlarının da katkılarıyla yenilenebilir enerji kaynaklarının kurulu güç kapasitesi son 10 yılda %130 artmıştır. Yenilenebilir olmayan kaynaklarda ise bu oran %24’te kalmıştır [7]. Öte yandan elektrikli taşıtlar 2021 yılında 6,6 milyon [9] satılarak küresel satışların %10’unu oluşturmuştur [9]. 2035 yılında Avrupa Birliğinin yürürlüğe koyacağı dizel ve benzinli taşıt satışlarının yasaklanması ile elektrikli araç satışlarının artarak devam etmesi ve yakın gelecekte otomobil pazarını domine etmesi beklenmektedir. Nihai enerji kullanım teknolojilerinin de (pişirme ocakları, soğutma ve ısı sistemleri vb.) hızla elektrifikasyonu1 gerçekleştirilmektedir. Fakat bu gelişmelere ve gösterişli istatistiklere rağmen küresel sera gazı salımlarının 2030 yılında en yüksek seviyelere ulaşması beklenirken küresel enerji arzının %80’i hâlâ fosil yakıtlar (kömür, petrol ve doğal gaz) tarafından sağlanmaktadır [1]. Enerji dönüşümü hâlâ büyük ölçüde bir elektrifikasyon süreci gibi ilerlemekte veya daha çok elektik sisteminin karbon salımından arındırılmasına odaklanılmaktadır. Isınma, taşımacılık, ulaşım ve sanayi (çimento üretimi vb.) gibi çeşitli sektörlerde enerji dönüşümü çok yavaş ilerlemektedir. Elektrikli taşıtların satışı yükselse de bu taşıtları şarj edecek elektriğin üretiminin sıfır karbonlu bir kaynaktan sağlanmaması hâlinde büyük bir değişime neden olmayacaktırlar. Bir başka değişle, eğer elektrikli araçların bataryalarını doldurmak ve batarya istasyonlarına verilen elektrik, fosil yakıtlar kullanılarak üretilmeye devam edip bu fosil yakıt santrallerinin yerine güneş ve rüzgâr enerji santralleri gibi karbon salımına neden olmayan santraller kurulmazsa küresel sera gazı salımlarına bir etkide bulunmayacaktır. Ancak egzoz gazlarının şehirlerde azalması ve merkezlerde hava kirliliğinin görece azalmasına yol açabilir. Ayrıca yeni kurulan yenilenebilir enerji santralleri var olan fosil yakıt santrallerinin yerine geçmekten çok artan enerji talebini karşılamaya yaramaktadır [10]. Örneğin, neredeyse her yıl rekor seviyelerde yeni güneş enerjisi santralleri kuran Çin, 2060 yılında net sıfır karbonlu bir ekonomi olmayı amaçlasa da ülkenin karbon salımının 2030 yılında en yüksek seviyesini bulacağı ve daha sonra düşüşe geçeceğini tasarlamaktadır [11]. Bu durum Çin’in giderek büyüyen bir ekonomiye sahip olması ve nüfusun refahının artmasıyla daha fazla enerji tüketmelerinin neticesidir.
Hemen hemen her ülkenin artık ikna olduğu ve geleceği yakalamak ve kurtarmak için enerji dönüşümüne ağırlık vermesine rağmen enerji dönüşümünün hızının yeterli olmadığı ve 2030 ile 2050 hedeflerinin tehlikeye girdiğine dair artan bir endişe ortaya çıkmıştır. Uluslararası Enerji Ajansının CO2 2022 raporuna göre 2022 yılında yeni kurulan elektrik üretim santrallerinin %10’nu fosil yakıt santralleri olurken yenilenebilir kaynakların artan enerji talebine cevap olarak daha çok kurulduğu gözlemlenebilmektedir [12]. Yani yenilenebilir kaynak her sene yeni rekorlar kırmalarına rağmen hâlâ büyük ölçüde fosil yakıt santrallerinin yerine geçememektedirler. Daha çok azalan maliyetleri sayesinde ve devletlerin koydukları yasalar (örneğin bazı ülkeler yeni fosil yakıt santrallerinin inşa edilmesini engelleyen yasalar koymuşlardır) nedeniyle fosil yakıtların yanı sıra kullanılmaktadırlar. Bu durumda bir başka yazımızda işleyeceğimiz enerji verimliliği ve enerji adaleti kavramlarının da enerji dönüşümünün bir parçası olarak düşünülmesi gerektiğini göstermektedir.
Sonuç
Enerji dönüşümü tarihte belli bağlamlarda ve farklı coğrafyalarda bir enerji teknolojisinden ya da sisteminden diğerine geçiş olarak algılansa da günümüzde fosil yakıtlara dayalı bütün enerji sistemlerinin ve altyapısının düşük karbonlu enerji kaynakları ile yer değiştirmesi ve yeniden inşa edilmesi olarak kabul edilmektedir. Bu enerji dönüşümü tarihteki diğer dönüşümlerden farklı olarak çok büyük çaplı yatırımlarla sistemik bir dönüşümü öngörmektedir. Fakat dünya enerji sistemleri ve altyapısı bütün yenilenebilir enerji kaynak yatırımlarına rağmen hâlâ büyük ölçüde fosil yakıtlara bağımlıdır ve yeni kurulan düşük karbonlu enerji santraller daha çok ekonomik büyüme ile orantılı olarak artan enerji talebini karşılamaya yaramaktadır.
1 İng. Electrification. Isınmadan pişirmeye, ulaşımdan soğutmaya kadar bir enerji sitemindeki tüm hizmetlerin elektrik kullanılarak sağlanmasıdır. Örneğin enerji dönüşümünün önemli bir ayağı olan benzinli araçların elektrikli araçlar ile değiştirilmesi, evlerde tüplü veya odun pişiricilerin elektrikli pişirme aletleri ile değiştirilmesi elektrifikasyonun örnekleri arasındandır.
