HidrojenHaber – Nature Communications Sustainability dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, uluslararası yeşil hidrojen tedarik zincirlerinin çevresel sürdürülebilirliğinin büyük ölçüde ülkelerin enerji karmasına ve tedarik zinciri tasarımına bağlı olduğunu ortaya koydu. Sheffield Üniversitesi araştırmacıları Moein Shamoushaki ve S. C. Lenny Koh tarafından yürütülen çalışma, 14 ülkeyi kapsayan 20 uluslararası tedarik zinciri senaryosunu 2023’ten 2050’ye uzanan zaman diliminde inceledi.
ARAŞTIRMANIN KAPSAMI VE YÖNTEMİ
Çalışma; üç elektroliz sistemi (alkali elektroliz, proton değişim membranlı elektroliz ve katı oksit elektrolizi) ile iki biyokütle teknolojisini (biyokütle gazlaştırma ve karanlık fermantasyon) kapsayan beş yeşil hidrojen üretim teknolojisini karşılaştırdı. Tedarik zinciri aşamaları; ham madde çıkarımı, üretim, depolama, taşıma ve son kullanımı içeriyor. Araştırmada prospektif yaşam döngüsü değerlendirmesi (LCA) ile TOPSIS-bulanık çok kriterli karar analizi yöntemi bir arada kullanıldı. İngiltere, Japonya, Çin, Fransa, Norveç, Kanada, Almanya, Güney Kore, ABD, Avusturya, İrlanda, Polonya, İtalya ve Hollanda incelemeye dahil edildi.
2023 BULGULARI: ELEKTROLİZ SİSTEMLERİ DAHA YÜKSEK KARBON ETKİSİ ÜRETIYOR
2023 yılı baz senaryosuna göre elektroliz tabanlı tedarik zincirleri, biyokütle sistemlerine kıyasla daha yüksek küresel ısınma etkisi sergiledi. Bu farkın temel nedeni, elektroliz teknolojilerinin işletme ve bakım aşamasında yüksek enerji tüketimidir. PEM elektroliz senaryoları, diğer iki elektroliz teknolojisine göre daha yüksek küresel ısınma etkisi gösterdi; PEM3 senaryosu ise tüm senaryolar içinde en yüksek değeri kaydetti. Bu durum söz konusu senaryolarda elektrik üretiminin büyük ölçüde petrol, doğal gaz ve kömürden karşılanmasından kaynaklanıyor. Öte yandan karanlık fermantasyon teknolojisinin DF4 senaryosu, 2023’te tüm senaryo ve teknolojiler arasında en düşük küresel ısınma etkisini sergiledi.
2050 HEDEFİ: PEM EN SÜRDÜRÜLEBİLİR TEDARİK ZİNCİRİ KONUMUNA YÜKSELİYOR
Net sıfır hedeflerine bağlı olarak yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji karmasındaki payının artmasıyla birlikte tüm senaryolarda küresel ısınma değerlerinde önemli düşüşler öngörülüyor. PEM4 senaryosu, 2023’teki 18,21 kg CO₂eq/kg H₂ değerinden 2050’de 0,38 kg CO₂eq/kg H₂ seviyesine inerek yüzde 97’lik azalım ve en yüksek iyileşmeyi sağlıyor. Buna karşın biyokütle tabanlı sistemlerde azalım daha sınırlı kalıyor; en düşük oran ise yüzde 69 ile DF3 senaryosunda gözlemleniyor. Çok kriterli sürdürülebilirlik analizi, 2050 yılı için en sürdürülebilir uluslararası tedarik zinciri olarak İngiltere’de üretim yapılıp kapasitesinin yüzde 50’sinin ABD’ye ihraç edildiği PEM4 senaryosunu belirledi.
ÇİN’İN NET SIFIR TAKVİMİ SONUÇLARI ETKİLİYOR
Araştırma, Çin’in üretim veya işletme-bakım aşamalarında yer aldığı senaryoların (AE3, PEM3, DF3) 2050’de bile birden fazla kategoride düşük performans gösterdiğini ortaya koydu. Bu durumun temel nedeni, Çin’in 2060 hedefli daha yavaş karbonsuzlaşma süreciyle kömür ve petrol ağırlıklı elektrik üretimi. Çin’in dahil olduğu senaryolarda 2050 yılı küresel ısınma potansiyeli, eşdeğer Avrupa konfigürasyonlarının yüzde 40-50 üzerinde seyrederken insan toksisitesi ve metal tüketimi göstergeleri yüzde 30’a kadar daha yüksek çıkıyor.
POLİTİKA ÇIKARIMLARI VE KARAR VERİCİLERE ÖNERİLER
Araştırma bulguları, uluslararası hidrojen ticaret anlaşmaları ve teknoloji ortaklıklarının ekonomik maliyetin ötesinde sürdürülebilirlik boyutunu da gözetmesi gerektiğini vurguluyor. Tedarik zinciri yapılandırmasının optimize edilmesi, baz uluslararası senaryolara kıyasla yaşam döngüsü küresel ısınma etkisini yüzde 45, insan toksisitesini ise yüzde 35 oranında azaltabiliyor. Güçlü net sıfır politika çerçevelerine sahip, temiz enerjiye yatırım yapan ülkeler özellikle elektroliz teknolojileri için üretim veya imalat merkezi konumuna gelmek açısından avantajlı durumda. Araştırmacılar, hidrojen stratejilerinin uzun vadeli belirsizlikleri hesaba katacak esnek yönetişim yapılarıyla desteklenmesi gerektiğine dikkat çekiyor.
