Bilim Ekonomi

Çelik Üretiminde Sera Gazı Emisyonlarına Dur Diyebilecek Proje

İsveç endüstri, enerji ve maden sektörlerinin dev oyuncuları Swedish Steel AB (SSAB), Luossavaara-Kiirunavaara AB (LKAB) ve Vattenfall çelik üretiminde sera gazı emisyonlarına dur diyebilecek ve sektörü dönüştürebilecek bir projeye fizibilite çalışmasının ardından onay verdi. Böylelikle yaklaşık 1000 yıldır üretim tekniklerinin dramatik ölçüde değişmediği emisyon yoğun çelik sektöründe karbon nötr üretime dair bir olasılık belirdi. Şirketler, teknolojiyi 2035’de çalışır hale getirmeyi ve 2045 yılında üretimi tamamen fosil yakıt bağımsız hale getirmeyi hedefliyor. İklim krizinin aciliyeti düşünüldüğündeyse bu takvim düşündürücü.

İsveç’in en önemli endüstri, enerji ve maden sektör oyuncuları SSAB, LKAB ve Vattenfall dünyada çelik üretiminin kaderini değiştirebilecek bir teknoloji üzerinde çalışmaya başladılar. Fizibilite çalışmalarının ardından HYBRIT adı verilen projeyi başlatma kararı alan şirketler, planlama ve dizayn aşamasının 20 milyon İsveç kronu (yaklaşık 2.5 milyon dolar) bulacak projeye bahar aylarında başlayacaklarını duyurdular. İsveç Enerji Ajansı tarafından da desteklenen proje kapsamında çelik üretim sürecinde ortaya çıkan CO2 emisyonlarını neredeyse sıfıra indirecek bir teknoloji üzerinde çalışılacak. Böylelikle İsveç’in sera gazı emisyonlarının yaklaşık %10, Finlandiya’nın sera gazı emisyonlarının ise %7 civarında azaltılabileceği öngörülüyor. İsveç Hükümeti tarafından, Paris Anlaşması kapsamındaki hedeflere ulaşılabilmesi açısından stratejik görülen proje kısa bir videoda özetleniyor:

Çelik endüstrisi küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık %7’sini, İsveç emisyonlarınınsa %10’unu oluşturuyor. İsveç, 2045 itibariyle ulusal düzeyde “net sıfır CO2” hedefi belirlemişti. Bu da İsveç demir-çelik sanayisinin bu hedefe riayet etmek durumunda olacağını gösteriyor. HYBRIT projesi bu bakımdan yasaların getirdiği sorumluluktan doğmakta. Küresel düzeyde çeliğe talebin artacak oluşu (Şekil 1) İsveç sanayi devlerinin bu konudaki girişiminin önemini artırıyor.


Şekil 1. Günümüzde ve 2050’de çelik talebi (Kaynak: HYBRIT projesi, Çeviri: A.C. Gündoğan)

“Ön fizibilite çalışmaları, bu hedeflerin yenilenebilir enerji maliyetlerindeki düşüş ve emisyon ticaretinde yükselecek karbon fiyatı ile beraber fosil bağımsız İsveç çeliğinin dünya ile rekabet edebilecek fiyatlarda olabileceğini gösteriyor.”

HYBRIT projesinin CEO’su olan Mårten Görnerup konu hakkında şöyle diyor: “İsveç Luleå’da fosil yakıtlardan bağımsız pilot bir çelik fabrikası kurma girişimimizi başlatmaktan dolayı gurur duyuyoruz. Yazdan önce dengeleri sarsacak müjdeli haberler verebileceğimizi umuyoruz. Ayrıca projeyi Finlandiya’da da başlatacağız.”

Projenin ana amacı çelik üretimi sürecinde ortaya çıkan sera gazı emisyonlarını 2035 itibariyle sıfıra indirebilmek ve fosil yakıtlardan bağımsız hale getirebilmek. Ön fizibilite çalışmaları, bu hedeflerin yenilenebilir enerji maliyetlerindeki düşüş ve emisyon ticaretinde yükselecek karbon fiyatı ile beraber fosil bağımsız İsveç çeliğinin dünya ile rekabet edebilecek fiyatlarda olabileceğini gösteriyor. Dört yıl süren ve yaklaşık 10 milyon dolara mal olan ön fizibilite çalışmasının İsveç Enerji Ajansı tarafından desteklenmesinin ardından, bu yaz planlanan ilk pilot fabrika kurulumu projede yeni bir sürece geçilmesini sağlayacak.

“Projenin başarısı elektrik üretiminin fosil yakıtlardan bağımsız hale gelmesine ve elektrik iletim şebekesinin uygun özelliklere kavuşmasına da yakından bağlı.”

İsveç Enerji Ajansı Direktörü Erik Brandsma, “HYBRIT projesine olan desteğimiz İsveç çelik sanayinin uzun vadeli rekabetçiliğini artıracak ve İsveç’in bu alanda dünya piyasalarına yeni teknolojiler sunmasına yarayacak” şeklinde konuştu. HYBRIT projesinin başarısı sadece geliştirilecek yeni teknolojiye bağlı değil. Projenin başarısı, elektrik üretiminin fosil yakıtlardan bağımsız hale gelmesine ve elektrik iletim şebekesinin uygun özelliklere kavuşmasına da yakından bağlı. HYBRIT projesi sorumlularına göre aşılması gerekecek engeller bunlarla sınırlı değil. Ticari açıdan karlı ve enerji verimli bir hidrojen üretimi hala sıkıntılı bir nokta. Ayrıca, sanayi ölçeğinde %100 hidrojen kullanılan etkili bir süreç daha önce geliştirilebilmiş değil. Denemeden bilinmez.

HYBRIT Projesi ile Planlanan Üretim Sürecinin Günümüzdeki Üretim Sürecinden Farkları Neler?

Günümüzde çelik üretiminde yaygın olan yüksek fırın sürecinde kömür ve kok birincil enerji kaynağı olarak öne çıkıyor. Üretim sürecindeki kimyasal reaksiyonların da etkisi ile açığa büyük miktarda CO2 emisyonu çıkıyor. HYBRIT projesi konseptinde ise hidrojen bazlı metalürjik bir işlem öngörülmekte. Demir peletleri (tanecikleri) hidrojen gazı ile doğrudan indirgenme sürecine tabi tutuluyor. Bu indirgenme, yüksek fırın gerektirmeyecek, daha düşük ısılarda meydana gelebiliyor. Sürecin yan ürünü ise su buharı ve bu buhar yeniden kullanım için tutuluyor. Hidrojen gazı suyun elektrolizinden üretiliyor. Elektrik ark ocakları sayesinde üretilen sünger demir ve geri dönüştürülmüş hurda birleştirilerek ham çelik üretimi tamamlanmış oluyor (Şekil 2).


Şekil 2. Günümüzde İsveç’te çelik üretim süreci ve HYBRIT konsept üretim süreci kıyaslaması (Kaynak: HYBRIT projesi, Çeviri: A.C. Gündoğan)

İsveç’te günümüzdeki çelik üretimi ve HYBRIT konsepti üzerinden meydana gelen CO2 emisyonlarına bakıldığında tablo daha da çarpıcı hale geliyor (Şekil 3 ve Şekil 4)


Şekil 3. İsveç üretim süreci referans rakamlar (Kaynak: HYBRIT projesi, Çeviri: A.C. Gündoğan)


Şekil 4. HYBRIT konsept üretim süreci referans rakamlar (Kaynak: HYBRIT projesi, Çeviri: A.C. Gündoğan)

“Gelişmeler cesaret verici olmasına karşın iklim değişikliği probleminin çözümü HYBRIT projesinde ortaya koyulacak takvimdekinden çok daha hızlı çözümlerin geliştirilmesini gerektiriyor.”

İklim Krizi Aciliyeti Açısından HYBRIT Takvimi ve Sorumluluklar

Bu gelişmeler cesaret verici olmasına karşın iklim değişikliği probleminin çözümü HYBRIT projesinde ortaya koyulacak takvimdekinden çok daha hızlı çözümlerin geliştirilmesini gerektiriyor. Bu noktada, teknolojik gelişmeleri bekleyebilecek lüksümüzün olmadığını Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) raporlarından biliyoruz. Sera gazı emisyon azaltımında teknolojik gelişmeler sadece problemin bir kısmını çözebilecek dolayısı ile mutlak azaltım tedbirlerinin (tüketimin azalması, enerji ve kaynak verimliliğinin sağlanması, tüm süreçlerde elektrifikasyon ve elektrik üretiminin tamamen fosil yakıtlardan bağımsız hale getirilmesi) aciliyetle uygulanması şart. İsveç veya herhangi başka bir ülke için aynı olan bu ufku gözden kaçırmamak gerekmekte. Bunun yanında şirketlerin ve ülkelerin iklim krizindeki sorumluluklarını adalet perspektifinden de değerlendirmeye devam etmemiz elzem. Örneğin, HYBRIT projesi sahiplerinden Vattenfall’in neredeyse tamamı (%99,5) İsveç dışında bir ülkede olan fosil yakıt temelli elektrik üretim santrallerinin 2015 yılında yaklaşık 95 milyon ton CO2 emisyonuna (Türkiye’nin aynı yıl için toplam CO2 emisyonlarının yaklaşık 1/4’ü) sebep olduğunu biliyoruz. Bu bağlamda HYBRIT dünya çapında sektörü değiştirebilecek bir uygulama olmakla beraber “eski” üretim biçimlerinin her sektörde dönüşmesi gerektiği ve ülkelerin/şirketlerin/kurumların “dışsallaştırdıkları” sera gazı emisyonlarından da sorumlu olmakla yükümlü olduklarını hatırlatmak gerekiyor.

Türkiye Açısından Ne İfade Edebilir?

Türkiye Çelik İhracatçıları Birliği verilerine göre 2016 yılı Türkiye toplam ihracatında %7.6 pay sahibi olan ve yaklaşık 9.1 milyar dolar ihracat değeri taşıyan çelik üretiminin önemi Türkiye için kritik. Dünyanın en büyük 8. çelik üreticisi ve 9. büyük çelik ihracatçısı ülke konumunda olan Türkiye’nin en fazla ticaret yaptığı Avrupa Birliği ülkeleri arasında da en büyük 2. büyük çelik üreticisi.

İklim değişikliği açısından, Türkiye’de çelik üretiminin bir ton ham çelik başına diğer ülkelere kıyasla ortalamanın (yaklaşık 1.5 ton) altında CO2 emisyonuna sebep olduğu belirtiliyor (0.69 ton CO2). Bu büyük ölçüde üretimde daha çok elektrikli ark ocaklarının baskın olmasından kaynaklanmakta (2014 yılında fabrikaların %69.8’i elektrikli ark ocaklı). Bunun yanında Erdemir gibi büyük üreticiler, çok taraflı kalkınma bankalarının da destekleri ile enerji ve kaynak verimliliği üzerine projeler geliştiriyorlar. Bunlar takdir edilesi gelişmeler. Ancak, iklim değişikliği ile mücadelede Türkiye çelik sektörünün önde gittiğini söylemek yanıltıcı olacaktır. Henüz farkındalık ve kapasite geliştirme aşamasında olan sektör oyuncuları için alınacak yol uzun.

“HYBRIT projesi, bu açılardan, pazarının yarısını ilerleyen yıllarda yalnızca sıfır karbonlu çelik üretecek ve bu nitelikte çelik satın almak isteyebilecek AB ve ABD’nin oluşturduğu Türk Çelik Sanayicisinin de yakından izlemesi gereken bir proje.”

TÜİK 2015 yılı verilerine göre Türkiye’nin toplam sera gazı emisyonlarının yaklaşık %80.7’sini CO2 oluşturuyor. Metal üretimi ise toplam CO2 emisyonlarının %3.04’ünü oluşturmakta (Tablo 1). Türkiye’de çelik sektörünün doğrudan CO2 emisyonları yanı sıra elektrik kullanımının fosil yakıtlara bağlı olmasından dolayı 2. ve 3. kapsam emisyonları buz dağının ilk bakışta görünmeyen tarafını oluşturmakta. EPDK 2016 yılı verilerine göre demir-çelik üretiminin toplam doğalgaz tüketiminin %2.77’sinden sorumlu olduğu görülüyor. Enerji Bakanlığı 2016 yılı ulusal enerji denge tablosunda ise ana metal sanayi, sanayide kullanılan toplam elektriğin %24’ünü, doğalgazın %19’unu, kok kömürünün %98’ini ve taş kömürünün %21’ini kullanıyor. HYBRIT projesi, bu açılardan, pazarının yarısını ilerleyen yıllarda yalnızca sıfır karbonlu çelik üretecek ve bu nitelikte çelik satın almak isteyebilecek AB ve ABD’nin oluşturduğu Türk Çelik Sanayicisinin de yakından izlemesi gereken bir proje.

CO2 Emisyon Kaynakları199019952000200520102015
Toplam 148 194,8 181 418,6 227 718,6 263 940,6 322 056,8 383 426,7
A. Enerji 125 800,9 155 299,2 201 534,1 230 775,8 276 856,4 330 279,9
A.1. Yakıt yanması 125 580,6 155 089,9 201 366,1 230 634,1 276 700,1 330 125,0
a.1.1. Çevrim ve enerji sektörü 37 861,0 52 348,4 78 324,6 91 625,4 113 633,7 135 766,8
a.1.2. Sanayi sektörü 32 224,9 36 279,8 53 390,9 58 747,0 54 216,8 57 410,8
a.1.3. Ulaştırma 26 250,8 33 180,0 35 490,2 41 043,8 44 382,6 74 262,9
a.1.4. Diğer sektörler 29 243,8 33 281,7 34 160,4 39 217,9 64 467,0 62 684,5
A.2. Kaçak emisyonlar  220,2  209,1  167,8  141,6  156,2  154,8
A.3. Karbondioksit taşıma ve depolama 0,10,10,10,10,10,1
B. Endüstriyel işlemler ve ürün kullanımı 21 906,5 25 666,7 25 544,2 32 543,6 44 549,5 52 335,7
B.1. Mineral ürünleri 13 311,1 17 457,3 18 333,0 23 184,3 33 194,5 37 707,9
B.2. Kimya sanayi 1 841,3 1 741,9 1 091,1 1 644,0 1 375,6 2 716,7
B.3. Metal üretimi 6 577,4 6 267,0 5 847,7 7 311,5 9 556,8 11 654,0
B.4. Enerji dışı yakıt ve solvent kullanımı  176,8  200,5  272,4  403,8  422,6  257,1
C. Tarım  459,9  425,9  617,5  613,2  645,0  810,6
C.1. Üre uygulaması  459,9  425,9  617,5  613,2  645,0  810,6
D. Atık  27,4  26,8  22,9  8,1  6,00,5
D.1. Atıkların açıkta yakılması   27,4  26,8  22,9  8,1  6,00,5

Tablo 1. 1990-2015 süreci kaynaklarına göre Türkiye’de CO2 emisyonları, kilo ton veya 1000 ton (Kaynak: TÜİK)

Arif Cem Gündoğan

İklim Haber'e Kıdemli Analist olarak katkı sunan Arif Cem Gündoğan iklim değişikliği, iklim finansmanı ve düşük karbon ekonomisi üzerine özel sektörde danışmanlık yapmaktadır (yazıları/analizleri kişisel görüşleridir, çalıştığı kurumları bağlamamaktadır). Yaklaşık 10 yıl profesyonel çalışma tecrübesi bulunan Arif Cem, Çevre ve Kalkınma yüksek lisansını Jean Monnet bursiyeri olarak King’s College London’da tamamlamıştır ve ODTÜ Yer Sistem Bilimleri doktora programına devam etmektedir.

Bir Cevap Yazın

Yorum yazmak için tıklayınız.