20 sene önce iklim değişikliği ve buna bağlı olarak geleceğin gemi yakıtları konusunda bir makale yazacağımı aklımdan geçirmezdim.

Son 20 sene içinde oluşan anormal doğa olayları, seller, söndürülemeyen orman yangınları, her sene rekor kıran hava sıcaklıkları bir şeylerin normal gitmediğinin göstergesi idi.

Gezegenimizde yaşayan her insan küresel iklim değişikliğinin nedenidir, yani karbon ayak izi oluşturur. Küresel iklim değişikliği gibi tüm gezegenimizi etkileyen insan kaynaklı bir sorun bireysel eylemler ile farkındalık yaratabilir (burada bizlere Greta Thonberg’ in bireysel eylemlerini alkışlamak düşüyor) ya da tüm dünya ülkeleri ortak hareket ile sera gazlarının azaltılması (doğru yaklaşım sıfırlanması olmalı idi) ve sonucunda küresel sıcaklık artışının sınırlandırılması konusunda kurullar oluşturup kararlar alabilirler. Çok geç kalınsa da 2015 yılında Birleşmiş Milletler tarafından Paris’te düzenlenen iklim konferansı bu konuda atılan en önemli adımdı.

SERA GAZLARI NEDİR?

Sera gazları nedeniyle tüm ekosistem çöküyor ve küresel yok oluşun eşiğindeyiz.
Sera gazlarının küresel iklim değişikliğine etkisi anlaşılmadan gemi yakıtları emisyonlarının ele alınması doğru olmayacaktır. Burada öncelikle çok kısa ve herkesin anlayabileceği bir şekilde sera gazlarını açıklamak istiyorum.

Güneş ışınları kısa ve uzun dalga boylu ışıklar olarak atmosferimizi geçer ve dünyamıza ulaşır. Karalara ve okyanuslara çarpan güneş ışığı uzun dalga boyuna dönüşür ve kızılötesi ışık adını alır. Enerji ne kadar geldi ise o kadar çıkmalıdır. Güneş enerjisi yeryüzünde her bir metrekareye 342 watt enerji sağlar yani 342 watt enerji de çıkmalıdır. Sera gazları, dünyadan çıkmaya çalışan 342 W/m2 enerjinin önünü keserek sadece 340 W/m2 çıkmasına neden olur. Aradaki 2 W/m2 farka ‘’ karbondioksitin iklim zorlaması ‘’ adı verilir. Metanın iklim zorlaması 0.5 W/m2’dir.

Atmosferimiz yüzde 78 azot, yüzde 21 oksijen ve yüzde 1 diğer gazlardan oluşmaktadır. İki atomlu gazların (oksijen ve azot) dünyamızdan gelen ışınları tutma özelliği yoktur. Ancak kızılötesi ışınlar 3 ve üzeri atomu olan gazlara (CO2, CH4, N2O) (karbondioksit, metan ve diazot monoksit) çarpınca nasıl hareket edeceklerini bilemezler, yarısı atmosfer dışına kaçarken diğer yarısı dünyamıza geri döner.

İşte bu güneş ışınlarını tutma ve dünyamıza geri gönderme özelliğine sahip karbondioksit, metan ve diazot monoksit gazlarına sera gazları diyoruz.

Atmosferimizdeki sera gazları yüzde 81 karbon dioksit, yüzde 10 metan ve yüzde 7 diazot monoksit gazlarından oluşur. (2018 verileri)

GLOBAL KARBON DİOKSİT EMİSYONLARI

Global karbon emisyonlarında en fazla CO2 emisyonu yüzde 39 ile enerji üretiminde. Bunu yüzde 30 ile endüstri, yüzde 21 ile taşımacılık takip etmekte.

2009-2019 yılları arasında karayollarındaki araç sayısının 1 milyardan 1.6 milyara yükselmesi karayolu yolcu taşımacılığındaki CO2 emisyonunu %46 ile birinci sıraya taşırken, karayolu yük taşımacılığı yüzde 31 ile ikinci sırayı, denizyolu taşımacılığı ise %11 ile üçüncü sırayı almaktadır.

Havayolu emisyon verileri daha da büyük bir artışı işaret etmektedir. Aynı dönemde yıllık yolcu sayısı 2.5 milyardan 4.6 milyara yükselmiş ve %9 ile denizyolunu takip etmektedir.

NET SIFIR EMİSYON YARIŞI

Tüm dünya ülkeleri kendilerini Paris 2016 iklim taahhüdüne uyumlu hale getirmek, küresel ortalama sıcaklık artışını 2 derece, mümkünse 1.5 derece ile sınırlamak için çalışıyor. Burada yarım derece fark o kadar önemlidir ki sel ve kuraklık riskini iki katına çıkarır.

Ülkelerin çoğu 2050 itibarıyla karbon nötr olma sözü verdi. Çin ve Hindistan gibi büyük ülkeler sırasıyla 2060 ve 2070 itibarıyla net sıfır olma sözü verdiler.

Net sıfır taahhüdüne şu ana kadar iki ülke ulaştı. 600 bin nüfuslu Surinam ve 800 bin nüfuslu Bhutan. Bu iki ülkenin sera gazı emisyonları, ülkelerin karbon emilimini sağlayan ormanlık alanları ve karbon yakalama ile üretilmiş karbonun yakalanan miktarına eşittir.

ENERJİ GEÇİŞİ YOLUNDA

Son beş yılda Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) fosil yakıtların kullanımı konusunda giderek kötümser hale geldi. Bunun nedeni yenilenebilir enerji kaynaklarına yapılan yatırımların artmasıdır.

Dünya çapındaki bankacılık varlıklarının dörtte birini temsil eden, 37 trilyon USD varlığa sahip, 27 ülkede 53 üyeli, sektör liderliğinde, BM tarafından toplanan bir Net Sıfır Bankacılık İttifakı kuruldu.

Net Sıfır için Glasgow Finansal Birliği (GFANZ), 32 ülkeden 250’den fazla finansal kuruluşa sahiptir ve 88 trilyon USD’ nin üzerinde varlığı temsil etmektedir.

DENİZCİLİK VE KARBON EMİSYONU

Ekte görülen tablo, denizcilerin global CO2 emisyonlarının düşürülmesinde sağladığı başarının tablosudur. Neden mi? 2008 yılında 8 milyar ton denizyolu ile taşıma yapılırken üretilen 1.020 milyar ton CO2 emisyonuna karşın 2022 yılında denizyolu ile taşıma 12 milyar tona çıkmış (yaklaşık yüzde 50 fazla) buna karşın CO2 emisyonları 851 milyon tona, başka bir deyişle 2008 yılına kıyasla yüzde 17 (170 milyon ton) düşürülmüştür. Bunun ana nedeni gemi süratlerinin bu dönemde yaklaşık yüzde 15 azaltılmasıdır.

2050 yılı hedefi ise 500 milyon tondur.

IMO (DÜNYA DENİZCİLİK ÖRGÜTÜ) SERA GAZLARI GELECEK PLANLARI

Dünya Denizcilik Örgütü 2008 senesini esas alarak 2023, 2030, 2050 ve 2100 stratejileri (planları) geliştirmiş, kısa orta ve uzun vadeli izlenecek yol ve karbon yoğunluğu hedefleri oluşturmuştur.

MEVCUT SENARYO

IMO’nun; 1 ton yükün 1 mil taşınmasında oluşturacağı CO2 emisyonunun 5 gram ile sınırlandırılması hedefine 2030 yılına kadar ulaşılabilmesi için en uygun yöntem gemilerin makine güçlerinin sınırlandırılması ve buna bağlı olarak hızlarının azaltılması görülmektedir.

Elbette bu süreçte enerji verimliliği, alternatif yakıtlar, tahrik sistemlerinin (propulsion) iyileştirilmesi de hedefe ulaşmakta önemli rol üstlenecektir.

EEXI VE CII

Bu yıl EEXI ve CII uygulamaya başlanması, gemilerin tasarım ve operasyonel karbon yoğunluğunun değerlendirilmesini gerektirecektir. Uyumluluk gereklilikleri, yıllar içinde artan azaltma faktörleriyle beraber bağlayıcıdır.

(burada verilen yüzde oranları karbon yoğunluk azaltılmasıdır, sürat azaltması değildir)

YEŞİL KORİDORLARIN OLUŞMASI

Alternatif yakıtlara geçiş yapmaya başladığımızda, yakıtların mevcudiyeti, kabul edilebilirliği ve benzeri konularda zorlayıcı olması bekleniyor. Bu nedenle, büyük paydaşlar seçilmiş bazı ticaret yollarında yeşil koridorlar oluşturmak için güçlerini birleştirdiler. Bu yeşil koridorlarda alternatif yakıt mevcut olacak ve böylece gemi sahipleri alternatif yakıtla çalışan gemileri konuşlandırmaya teşvik edilecektir.

ALTERNATİF YEŞİL YAKITLAR

Yeşil yakıt nedir? Yenilenebilir kaynaklardan (çokluk güneş ya da rüzgâr) elde edilen hidrojenin (e- hidrojen) diğer gazlarla dönüşümünden üretilen yakıtlara yeşil yakıt denir. Çokluk ‘’green’’ ya da eco-friendly’nin ‘’e ‘’ harfini alarak e-yakıt olarak isimlendirilirler.

Burada, geleceğin gemi yakıtları olarak gündemde olan yeşil yakıtlar; e-hidrojen, e-metanol ve e-amonyak ele alınacaktır.

1 milyar insanın açlık sınırında olduğu gezegenimizde, ekilebilir topraklar üzerinde bitkisel yağlardan üretilen bio yakıtlar bu yazıda bilinçli olarak incelenmeyecektir.

Yeşil yakıtların (e-hidrojen, e-metanol, e-amonyak) nasıl elde edildiğini ekteki tabloda görmekteyiz. Bu tablo bize şunu anlatmaktadır; yenilenebilir kaynaklardan (güneş ya da rüzgâr) önce elektroliz yoluyla yeşil hidrojen üretilir. Yeşil Amonyak; üretilen yeşil hidrojenin nitrojen ile, Yeşil Metanol ise; üretilen yeşil hidrojenin sürdürülebilir yakalanmış CO2 ile dönüşümünden üretilir.

Özetle, yenilenebilir kaynaklardan elde edilen yeşil hidrojen üretilmeden geleceğin gemi yakıtları olarak gösterilen amonyak ve metanol karbon emisyonunu azaltıcı yakıt olarak kullanılmaz.

Bu konudaki yanılgıları diğer tablolarda anlatmaya çalışacağım.

ALTERNATİF YAKIT OLGUNLUK HARİTASI

Amonyağı uygulanabilir alternatif yakıt haline getirmede büyük zorluklar var. Hidrojen yalnızca kısa mesafeli deniz taşımacılığı için kullanılacağından buraya dahil edilmemiştir.

EMİSYONLARI ANLAMAK

Pusan Üniversitesi tarafından hazırlanan bu tablonun, bir sonraki çok önemli tabloyu anlayabilmek için çok iyi incelenmesi gerekmektedir.

FARKLI YAKITLARIN FARKINDALIK YARATAN EMİSYONLARI

WWT; WELL-TO-TANK (Ham petrolün çıkarılmasından ve üretiminden gemi tankına olan süreçte oluşan emisyon)

TTW; TANK TO WAKE (Gemi yakıt tankına girmiş yakıtın yanması ile oluşan emisyon)

Tablo; Marine Gas Oil’in (motorin) karbon emisyonu esas alınarak hazırlanmış (654 gram CO2 equivalent per kWh) olup tabloda tüm e-yakıtların doğa dostu ve minimum karbondioksit emisyonuna sahip olduğu görülecektir.

Karbondioksit emisyon sorunu ham petrol ürünleri ve doğal gazın kullanımı ile başlamaktadır ve VLSFO de 663 gram CO2 eq.per kWh’a ulaşmaktadır.

Şimdi bu uzun çalışmanın can alıcı bölümüne gelindiğindeki görünüm insanın canını acıtacak boyuttadır.

Şöyle ki; bu çalışmada geleceğin gemi yakıtları olarak e-hidrojen, e-metanol ve e-amonyak’ın ele alınacağını üst paragraflarda belirtmiştik.

Bu üç e-yakıt yenilenebilir enerjiden elektroliz yoluyla hidrojenin üretilmesi ve kimyasal olarak metanol ve amonyak’a dönüştürülmesi ile elde edildiği gibi günümüzde doğal gazdan ve kömürden elde edilmektedir. Başka bir deyişle günümüzde yakıt pazarında gördüğümüz metanolün, e-metanol ile hiçbir ilgisi yoktur.

Üretim doğal gazdan yapıldığında hidrojen Marine Gas Oil’in yüzde 66, Amonyak ile yüzde 40 daha fazla karbon salınımı yapmaktadır.

2030/2050 İTİBARIYLA HAGİ ALTERNATİF YAKITIN KULLANIMI FAZLA OLACAK?

2022 yılı Gemicilik ve Gemi İnşa Tahmin Forumu araştırmaları incelendiğinde armatörlerin ve yeni gemi yatırımcılarının özellikle 2030/2050 tahminleri, 6 aylık sürede bile kafalarının ne kadar karışık olduğu ekli tabloda görülecektir.

Bu araştırma bugün yapılsa çok daha farklı tablolar önümüze çıkacaktır.

GEMİ TEKNOLOJİLERİNDE GELİŞMELER

SONUÇLAR

Sonuç bölümü, bu çalışmayı sürdüren ve kaleme alan kişinin kendi çıkarsamalarıdır ve hiçbir yakıt türüne güzelleme yapılmamıştır.

Yapılan kişisel araştırmada üç farklı armatör gurubu gözlemlenmiştir, birinci gurup; konuyu bilimsel ve market odaklı araştıran, çözüm arayan armatörler, ikinci gurup; birinci gurubun izini süren armatörler, üçüncü gurup ise; “viya böyle (steady as she goes)”, yani bekle ve olacakları izle ruh halindeki armatörler.

Yeşil yakıt öncelikle yenilenebilir enerjiden (çokluk güneş ve rüzgâr enerjileri) elektroliz yoluyla elde edilen yakıtlardır. Bu da sadece hidrojendir.

Uzayın 1.5 milyon kilometre ötesine James Webb teleskobunu gönderebilen insanoğlu, günümüzde enerjinin depolanması konusunu hala çözememiştir. Konumuz gemiler olunca tek çözüm sadece e-hidrojenin kimyasal dönüşümü ile e-metanol ve e-amonyak elde edilmesi ve gemilerde yakıt olarak kullanılmasıdır.

Eğer aklınıza batarya geliyorsa; Tokyo’ya üç gün boyunca elektrik vermek için kaç bataryaya ihtiyaç vardır? Cevap; 14 milyondan fazla batarya. Bu dünyanın on yıl içinde ürettiğinden daha fazla depolama kapasitesi demek. Satın alma fiyatı; 400 milyar dolar.

Hidrojen sadece kısa mesafelerde kullanılabilecek bir yakıt türüdür. Geniş depolama alanına ihtiyaç duyar ve okyanuslar arası seyirlerde doğrudan yakıt olarak kullanılması beklenemez. Ayrıca, hidrojeni sıvı halde tutmak için -253 C dereceyi muhafaza edecek özel tanklar gerekir. Son derece yanıcı ve sızıntı yapmaya eğilimli bir gazdır.

Geleceğin yakıtı konusunda en iddialı iki yakıt türü olan metanol ve amonyak günümüzde kömür ve doğalgazdan üretilmekte olup GWP (küresel ısınma potansiyeli) marine gas oilin yüzde 40-yüzde 66 üzerindedir.

Deniz sektörünün yeşil yakıt gereksinimi için 971 nükleer reaktör veya 139.000 rüzgâr türbinine ya da 2.2 milyar güneş enerji paneline ihtiyaç vardır.

Yeşil gemi yakıtı, en iyimser hesaplama ile mevcut fosil yakıtların 4 katı fiyatta olacaktır.

2030 yılına kadar tüm limanlardaki rıhtımlara shore connection bağlanmalıdır.

Ülkemizde Devlet ve sivil-kamu denizcilik kuruluşları en kısa sürede yenilenebilir kaynaklardan e-hidrojen üretimi için görüşmelere başlamalıdır.

Üniversiteler bir an önce ‘’ Gemide Karbon Yakalama ‘’ (carbon capture) (yazarın notu; görebildiğim yegane çözüm) konusunda çalışmalara başlamalıdır çünkü gemilerde artık güverte ve makine zabitleri yanında ‘’ Karbon Zabitleri ‘’ de olacaktır.

Dünyada yeşil metanol ve amonyak üretimi henüz emekleme safhasındadır ancak Avrupa’nın bu konuda çok ciddi çalışmalar yaptığı bilinmektedir.

Günümüzde yakıt emisyonları tanktan pervaneye (Tank to Wake) ölçülüyor. Yakıtın pervaneye gelene kadar tüm üretim süreçlerinin hesaba katıldığı ‘’ well to propeller ‘’ ölçüm metoduna kademeli olarak geçilmektedir. Bu durumda doğal gaz ve kömürden elde edilen amonyak ve metanolün denizde kullanılması imkânsız hale gelecektir.

Yaşlı gemilerin emisyonu daha yüksek olduğundan, kiracılar daha yüksek puanlı gemileri tercih edecek ve bu da yaşlı gemilerin istihdamında zorluk oluşturacaktır.

Alternatif yakıtla çalışan gemilerin sipariş edilmeye başlanacağı 2025 yılından sonra önemli bir sermaye yatırımı ihtiyacı olacaktır. Bazı tahminler deniz taşımacılığında dekarbonizasyonu başarmak için 3 trilyon Amerikan Dolarının üzerinde bir bütçeye ihtiyaç duyulduğunu gösteriyor. Finansmanlar, yalnızca bazı finansörlerden iklimsel olarak uyumlu projeler için mevcut olacaktır.

Mevcut küresel tonajın yüzde 1’i alternatif yakıt kullanıyor. Yeni inşa siparişlerinde ise bu oran yüzde 22 ye çıkmakta ancak bu oranın yarısını fosil yakıt olan LNG oluşturmaktadır.

Armatör ve gemi yatırımcılarının önünde hayli zorlu bir yol olacaktır. Gezegenimizi kurtarmak için alternatif yakıt üreticileri, limanlar ve terminaller, armatörler ve operatörler, yönetmelik ve politika oluşturan kurum ve kuruluşlar, finansman sağlayıcılar, yük sahipleri ve müşterilere kadar herkesin el ele çalışması ve değişimin gerçekleşmesi için adım atması gerekecektir.

Böylesine zorlu bir süreçte tüm armatörlere, Allah selamet versin.

Levent Akson

Doğançay Haziran 2023

Kaynaklar:

Son iki sene içinde yayınlanan geleceğin gemi yakıtları konulu yabancı makaleler,

İklim analistleri ile çalışmalar,

Clarksons Research

Son Buzul Erimeden – Prof.Dr. Levent Kurnaz

2035 sonun başlangıcı – Prof.Dr. Ali Demirsoy

İklim Felaketini Nasıl Önleriz – Bill Gates