2040’LI YILLARDA KAPASİTE AÇIĞI KAPATILACAK

Açıklanan yeni yol haritasına göre, 2040’lı yıllarda toplam 2.200 ila 5.500 megavat (MW) kapasiteli 2 ila 5 nükleer reaktörün “yerine koyma” (replace) yöntemiyle yeniden inşa edilmesi planlanıyor. 2050’li yıllara gelindiğinde ise bu strateji genişletilerek, yaşlanan ve 60 yıllık işletme ömrünü dolduran nükleer reaktörlerin yerine 12,7 ila 16 gigavat (GW) kapasiteli toplam 11 ila 14 adet yeni nesil reaktör inşa edilecek. Japon elektrik endüstrisi, 2040’lı yıllara kadar mevcut reaktörlerin aşamalı olarak devre dışı kalmasıyla ülkede yaklaşık 5,5 milyon kilovatlık bir güç açığı oluşacağını hesaplıyor. METI, bu somut sayısal hedeflerle nükleer enerji operatörlerinin yatırımlarını hızlandırmayı ve sektörde kritik bir ihtiyaç haline gelen nitelikli insan kaynağını güvence altına almayı amaçlıyor.

YAPAY ZEKÂ VE VERİ MERKEZLERİNİN ARTAN ENERJİ TALEBİ

Japonya’nın nükleer enerjide “geri dönüş” (turnaround) stratejisinin arkasındaki en büyük itici güçlerden birini, yapay zekâ (AI) teknolojilerinin hızla yayılması, veri merkezlerinin çoğalması ve ileri teknolojiye dayalı üretim tesislerinin elektrifikasyon süreçleri oluşturuyor. Enerji ithalatına olan bağımlılığı azaltmak ve fosil yakıtlara karşı stratejik bir kalkan oluşturmak isteyen Tokyo yönetimi, Şubat 2025’te kabul edilen 7. Temel Enerji Planı kapsamında nükleer enerjiden maksimum düzeyde yararlanma kararı almıştı. Bu plan doğrultusunda Japonya, nükleer enerjinin toplam elektrik üretimindeki payını 2023 mali yılındaki yüzde 8,5 seviyesinden 2040 yılına kadar yüzde 20 bandına çıkarmayı hedefliyor. Aynı dönemde yenilenebilir enerjinin payının yüzde 40 ila 50’ye yükseltilmesi, fosil yakıtların payının ise yüzde 69’dan yüzde 30-40 seviyelerine düşürülmesi öngörülüyor.

YAŞLANAN REAKTÖRLERİN YERİNE SAHA ENTEGRASYONU

Fukushima kazası öncesinde ülkede bulunan 54 nükleer reaktör, Japonya’nın elektrik ihtiyacının yaklaşık yüzde 30’unu karşılıyordu. Kazanın ardından tüm reaktörlerin kapatıldığı ülkede, şu an işletilebilir durumdaki 33 reaktörden sadece 15’i sıkı güvenlik denetimlerini geçerek yeniden devreye alınabildi. Halen devrede olan 15 reaktörün toplam kurulu gücü 14,6 GW seviyesinde bulunuyor. Ancak, mevcut santrallerin 60 yıllık yasal işletme sınırına yaklaşması, yalnızca reaktörleri yeniden çalıştırmanın 2040 hedeflerine ulaşmak için yeterli olmayacağını gösteriyor. Bu nedenle hükümet, Kansai Electric’e ait Takahama 1 ve 2, Mihama 3 ve Tokai İkinci nükleer santralleri gibi 60 yılı aşacak tesisleri tamamen devreden çıkarıp, aynı sahalarda daha güvenli ve ileri teknolojiye sahip yeni nesil reaktörler kurarak bu açığı kapatacak. Japonya’da büyük ölçekli tek bir reaktörın inşa maliyetinin yaklaşık 7 milyar doları bulması, bu süreci ülkenin en büyük enerji yatırım taahhütlerinden biri haline getiriyor.

Woodside tarafından yapılan açıklamada, anlaşmanın sıvı hidrojenin üretim, taşınması ve ticari tedarik zincirine ilişkin kapsamlı bir işbirliğini kapsadığı belirtildi. Taraflar, özellikle Avustralya’dan Japonya’ya yönelik hidrojen ihracatını mümkün kılacak altyapı ve lojistik çalışmalarına odaklanacak

ENERJİ DÖNÜŞÜMÜNDE HİDROJEN
Şirketler, hidrojenin karbon emisyonlarını azaltmada ve enerji dönüşümünde oynayacağı rolü vurguladı. Ortaklık, Japonya’nın hidrojen temelli enerji stratejisi ile Avustralya’nın ihracat hedeflerini desteklemeyi amaçlıyor.

İşbirliği kapsamında hayata geçirilecek projelerin zamanlamasına ve kapasitesine ilişkin ayrıntılar açıklanmadı. Tarafların, teknik fizibilite çalışmalarını sürdürdüğü ve ilerleyen dönemde somut adımların paylaşılacağı ifade edildi.

Orijinal plan, vadideki kömürden hidrojen üretmek için uluslararası bir tedarik zinciri kurmak ve Bass Boğazı’nda karbonu ayrıştırmak için ticari olarak kanıtlanmamış CO2 yakalama ve depolama teknolojisini kullanmaktı. Vadideki linyit kömür çıkarılıp hidrojene dönüştürülecek ve bu daha sonra Japonya’ya gönderilmeden önce Gippsland’dan Hastings Limanı’na 150 kilometreden fazla borularla taşınacaktı.

ONAY GECİKMELERİ VE TEDARİK ZORLUKLARI

Şirket sözcüsü, bu hamlenin, inşaat onaylarındaki gecikmeler nedeniyle son tarih olan 2030 mali yılına kadar Avustralya’dan hidrojen tedarikinde yaşanan zorluklardan kaynaklandığını söyledi.

Sözcü, projeyi yürüten şirketin bunun yerine Japonya’da üretilen hidrojeni kullanmaya karar verdiğini ancak ayrıntılara henüz karar vermediğini söyledi. Sözcü gelecekte Avustralya’dan kömürden elde edilen hidrojenin tedarik edilmesi ihtimalinin de göz ardı edilmediğini de sözlerine ekledi. Diğer potansiyel kaynaklar Orta Doğu’yu içeriyor.

DAHA KÜÇÜK GEMİLER

Sözcü, Kawasaki’nin ayrıca orijinal planlarından 160.000 metreküp taşıyabilen gemilere kıyasla 40.000 metreküp kapasiteli daha küçük sıvılaştırılmış hidrojen taşıyıcılarını kullanmayı planladığını söyledi.

Şirket, daha küçük gemilerin, hidrojen tedarik zincirinin ilk aşamalarındaki pazar ihtiyaçlarına daha uygun olacağına inanıyor. 1.250 metreküp kapasiteli dünyanın ilk sıvılaştırılmış hidrojen taşıyıcısı, Avustralya‘da linyit kömüründen üretilen hidrojeni taşıyarak ilk seferini 2022 yılında Japonya’ya gerçekleştirdi.

Livermore Hidrojen Merkezi’ndeki test sırasında pompa, kriyojenik sıcaklıklarda kullanılan ana parçaların herhangi bir aksama veya değişimi olmadan 1.500 yakıt ikmal döngüsünü tamamladı. Mitsubishi‘nin geliştirdiği pompa, 900 bar deşarj basıncında saatte 160 kg’lık yüksek akış hızına olanak tanıyor.

Pompa, Japonya’da temiz ticari mobiliteye yönelik büyük ölçekli bir hidrojen istasyonuna kurulacak. İstasyonun 2025 yılı Nisan ayında ticari faaliyete geçmesi planlanıyor.

Japonya‘nın Shinshu Üniversitesi‘nden Prof. Kazunari Domen imzasıyla ‘Frontiers in Science’ dergisinde yayımlanan makalede güneş ışığıyla çalışan yeni yöntemin, geleceğin enerjisi olarak görülen hidrojenin kolayca üretilmesini sağlayabileceği ileri sürüldü. Yöntemin geliştirilmesi için aşılması gereken bazı sorunlar bulunduğu ifade edilen makalede “Fotokatalizörler kullanılarak güneş ışığıyla çalışan elektroliz yöntemi, güneşten kimyasala enerji dönüşümü ve depolama için ideal bir teknoloji olarak görülüyor. Fotokatalitik malzemeler ve sistemlerdeki son gelişmeler bunun gerçekleşmesi için umutları artırıyor denildi.

Halen kullanılan serbest hidrojenin çoğu doğalgazdan elde edilen enerjiyle üretiliyor. Yeni sürecin ardındaki temel prensip, elektrolizle suyu oksijene ve hidrojene ayırmaya dayanıyor. Enerji yoğun bir işlem olan elektrolizde fotokatalizör adı verilen özel katalizörlere ihtiyaç duyuluyor.

Süreç ışığa maruz kaldığında, bu katalizörler suyu bileşen parçalarına ayıran kimyasal reaksiyonları kolaylaştırıyor. Mevcut ‘tek adımlı’ reaksiyonlar düşük verimleri nedeniyle enerji problemini çözemiyor. Japon ekibin tercih ettiği iki adımlı daha karmaşık sistemlerde ise, bir fotokatalizör sudan hidrojen üretirken, diğeri oksijen üretebiliyor. Sistem, güneş ışığının enerjisini yakıt malzemelerinin kimyasal enerjisi olarak depolayarak her zaman ve her yerde kullanmayı mümkün kılıyor.

Prof. Domen’in ekibi, üç yıl boyunca 100 metrekarelik bir reaktörü çalıştırarak başarılı bir deney gerçekleştirdi. Ekip üyelerinden Dr. Hisatomi, “Ultraviyole duyarlı bir fotokatalizör kullanan sistemimizde, güneş enerjisi dönüşüm verimliliği doğal güneş ışığı altında yaklaşık bir buçuk kat daha yüksekti” dedi.

Hidrojen gibi amonyak da enerji üretim sürecinde yan ürün olarak su ortaya çıkardığı için ‘ üretir ve bu da onu ‘yeşil enerji kaynağı’ olarak tanımlanıyor. Üretiminin ve taşınmasının hidrojene göre daha kolay olması amonyağı hidrojen karşısında önemli bir alternatif haline getiriyor.

Hidrojen -253 santigrat dereceye soğutulduktan sonra sıvı hale getirilip taşınabiliyor. Öte yandan sıvılaştırılması çok daha kolay olan amonyak, başta tarım olmak üzere pek çok sektörde halen kullanılıyor.

Amonyağın üretimi ve nakliyesi hidrojenden daha kolay olsa da, içten yanmalı motor teknolojisiyle kullanılması gerektiğinde iş önemli ölçüde zorlaşıyor. Yakılması zor olan amonyak etki kazanması için petrol gazıyla yakılıyor, bu da amonyağın ‘yeşil enerji kaynağı’ olarak tanımlanmasını engelliyor.

Sophia Üniversitesi‘nin dizel teknolojisi üzerinde devam eden araştırmaları, amonyağı yakma sürecinde ihtiyaç duyulan petrol miktarını azaltmanın yollarını arıyor. Araştırma, yanma sırasında motor silindiri içindeki havanın amonyağa karışmasını iyileştirmek için emme sistemi etrafında yoğunlaşıyor.

Araştırma ekibi, amonyağı boric asit içinde hapsolarak, bu zehirli gazın güvenli bir şekilde taşınmasını ve saklanmasını sağlayan bir yöntem geliştirdi. Bu yöntem, amonyağın düşük buhar basıncı sayesinde, oda sıcaklığında bile katı halde kalmasını sağlıyor. Bu, amonyağın, hidrojen depolama için “mucizevi” bir malzeme haline gelmesine yol açabilir.

Hidrojen, su elektrolizi yoluyla üretildiğinde amonyak olarak depolanabilir ve ihtiyaç duyulduğunda yakıt hücreleri veya doğrudan yanma yoluyla elektriğe dönüştürülebilir.

Bu buluş, aynı zamanda, hidrojeni amonyaktan geri kazanmak için gereken yüksek sıcaklıkları düşürme potansiyeline sahip. Araştırmacılar, amonyak moleküllerinin, boric asit cam matrisi içinde sublimleşirken, hidrojen ve azot gazlarına ayrışabileceğini keşfettiler. Bu, hidrojen üretimi için gerekli olan sıcaklıkları önemli ölçüde azaltabilir.

Bu gelişme, hidrojen enerjisinin kullanımını daha ekonomik ve verimli hale getiren potansiyeline sahip..

DENİZCİLİK HİDROJEN EKONOMİSİNE KATKIDA BULUNABİLİR

ICS Genel Sekreteri Guy Platten, küresel hidrojen talebinin 2050 yılına kadar net sıfır senaryosunu yakalayabilmesi için, mevcut seviyelerden beş kat artarak yaklaşık 500 milyon tonluk bir hacme ulaşması gerektiğini belirtiyor. Raporda, potansiyel talepte yüksek değişkenlik olduğu ve endüstrinin hidrojen talebini domine edeceği vurgulanıyor. Ancak denizcilik, hidrojen ekonomisine katkıda bulunarak önemli bir rol oynayabilir.

GÜNEY KORE, JAPONYA VE AVRUPA ÖNE ÇIKIYOR

Rapora göre, ilk hidrojen talebini sürükleyecek üç ekonomi Güney Kore, Japonya ve Avrupa Birliği (AB) olarak öne çıkıyor. AB, 2030 yılına kadar yıllık 20 milyon ton hidrojen hedefliyor ve bu miktarın yarısının ithal kaynaklardan gelmesi bekleniyor. AB’nin bu beklenen talebini karşılamak için, filonun 2030 hedefi için 300 gemiye kadar artırılması gerekecek. 

Rapor, düzenleyici belirsizliğin önemli olduğunu ve hükümetlerin, erken benimseyenler için fırsatı kilitlemek adına, arz desteğinden ziyade talep teşviklerini önceliklendirmesi gerektiğini vurguluyor.

Japonya’nın Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı (METI), düşük karbonlu ve fosil bazlı hidrojen arasındaki maliyet farkını azaltmak için sübvansiyon programını tanıtmayı planladığını geçen Aralık ayında açıklamıştı. Hükümet, düşük karbonlu hidrojeni 3.4kg/CO2 hidrojen veya daha düşük bir karbon yoğunluğuna sahip olarak tanımlıyor ve düşük karbonlu hidrojen ve türevi üreticilerine ve ithalatçılara sübvansiyon sunmayı amaçlıyor.

Science (Bilim) dergisinde bugün (9 Mayıs) yayınlanan çalışmaya göre, Japonya’daki RIKEN Sürdürülebilir Kaynak Bilimi Merkezi’nden (CSRS) Ryuhei Nakamura liderliğindeki araştırmacılar, reaksiyon için gereken iridyum miktarını %95 oranında azaltan yeni bir yöntem geliştirmeyi başardı.

Buluşla ilgili bilgi veren Nakamura şu ifadeleri kullandı:

“Nadir metal ve yaygın metal bazlı elektrolizörler arasındaki boşluğu doldurmanın bir yoluna ihtiyacımız var. Böylece yıllar içinde tamamen sürdürülebilir yeşil hidrojene kademeli bir geçiş yapabiliriz. Çalışma manganezi iridyumla birleştirerek tam da bunu yapıyor. Tek tek iridyum atomları bir manganez oksit parçası üzerine birbirlerine değmeyecek veya topaklanmayacak şekilde yayıldığında proton değişim membranı (PEM) elektrolizöründeki hidrojen üretimi, iridyum kullanılan elektrolizörler aynı oranda gerçekleşiyor. Bu elektrolizörde %95 daha az iridyum kullanılıyor.

Enerjide hidrojen kaynağına geçişin önündeki en büyük engel yüksek maliyetler. Elektrolizörün maliyetindeki en büyük harcama kalemi ise nadir bulunan bir element olan iridyum. Daha az iridyum kullanarak aynı miktarda hidrojen üretimi, karbon nötr bir hidrojen ekonomisinin başlamasına yardımcı olabilir.