Karanlık Depresyon: Elektrolizörler darboğazdır
Rüzgar ve güneş olmadan daha uzun süre hayatta kalabilmek için, gelecekte yalnızca Alman elektrik şebekesinin yaklaşık 40 terawatt saat depolamaya ihtiyacı olacak. MIT Technology Review dergisinin 2/2024 tarihli güncel sayısında (şu anda gazete bayilerinde veya burada mevcuttur) bildirdiği üzere, bu yoldaki en önemli darboğaz, gerekli elektrolizörlerin üretim kapasitesidir.
Duyuru
1 Aralık 2023 Cuma günü sabahın geç saatlerinde ağ, bu kış şimdiye kadarki en zorlu sınavını geçti. Bulutlu hava ve hafif rüzgarlar güçlü elektrik talebini karşıladı. Yenilenebilir enerjiler ağırlığın yalnızca %17'sinden biraz azını alabiliyordu. Fosil yakıtlı enerji santralleri ihlale adım attı. Gazla çalışan enerji santralleri yaklaşık 16 gigawatt katkıda bulunurken, diğer 28 gigawatt da kömürle çalışan enerji santrallerinden geldi.
2030 yılı için planlanan kömürden çıkış hâlâ sorunların en küçüğü. Tamamen matematiksel açıdan bakıldığında, kurulu gaz santrallerinin gücü başlangıçta açığı kapatmaya yeterli olacaktır. Eğer Almanya en geç 2045 yılına kadar tamamen fosil yakıtsız yaşamak istiyorsa işler zorlaşacak. Aşırı pik yükleri sınırlamak için, örneğin Avrupa elektrik şebekesini genişletmek, büyük tüketiciler için yükleri kaydırmak veya biyokütleyi daha spesifik olarak kullanmak gibi çeşitli seçenekler mevcuttur.
Daha fazla elektrik depolamaya ihtiyaç var
Ancak tüm bu seçenekleri tüketseniz bile yeterli olmayacaktır. Yani elektrik depolamaya ihtiyaç var. Gerekli kapasiteyi tahmin etmek için Berlin'deki Hertie Okulu'ndan Oliver Ruhnau ve İngiliz işletme danışmanı Staffan Qvist, 35 yıllık enerji ve hava durumu verilerini saatlik çözünürlükte analiz etti. En uzun karanlık dönemleri yaklaşık iki hafta sürdü. Ancak hepsi bu kadar değildi: Çoğu zaman hızlı bir şekilde art arda birkaç karanlık duraklama oluyordu. O zaman depolama cihazlarını şarj etmeye yetecek kadar yenilenebilir enerji bulunmuyor. Genel olarak, enerji açığı aşamaları (depolama kayıpları dahil) on iki haftaya kadar sürebilir. Başka bir bulgu: En ekstrem yıllarda depolama ihtiyaçları ortalama yılın iki katından fazlaydı. Bu tür aşırı durumlara hazırlıklı olmak için Ruhnau ve Qvist, depolama ihtiyaçlarının 36 TWh elektrik olduğunu tahmin ediyor. Diğer çalışmalar da benzer boyutlara ulaşıyor.
Alman pompalı depolama tesisleri şu anda neredeyse 40 GWh tedarik edebiliyor. Ve artık yeni pompajlı depolama gölleri inşa etmek pek mümkün olmayacak çünkü bunların tüm vadileri sular altında bırakması gerekecek. Şu anda çoğu evsel depolama için olmak üzere 11 GWh pil kurulu durumda. Frontier Economics'teki analistler, yüzyılın ortasına kadar yalnızca Almanya'da neredeyse 300 GWh'lik büyük pil depolama sistemlerinin mümkün olacağına inanıyor, ancak bu bile talebin yalnızca küçük bir kısmı olacaktır. VDE endüstri derneği şu sonuca varıyor: “Bugün bilinen teknolojilerle, bu kadar büyük miktarlarda enerjinin uzun süreli depolanması için yalnızca kimyasal akümülatörler (örn. hidrojen veya metan) mümkündür.”
Çağımızın krizleri bir araya geliyor: savaş, küresel ısınma, çevre sorunları ve teknolojik gelişmeler. Çıkış yolunun görünürde görünmediği bir labirent gibi görünüyor. Mevcut baskı en azından bir miktar düzen getirmeye çalışıyor. Derginin öne çıkanları:
Hidrojenin katkısı
Bu ülkede hidrojen üretmek için yaklaşık 100 megavatlık elektroliz kapasitesi kurulu. Ulusal hidrojen stratejisinin bir parçası olarak federal hükümet, üretimi 2030 yılına kadar 10 GW'a çıkarmak istiyor. Bu, yılda yaklaşık 28 TWh hidrojen için yeterli olacaktır. Elektrik üretimi sırasındaki dönüşüm kayıpları da eklenirse bu, varsayılan hidrojen ihtiyacının yalnızca dörtte birine veya üçte birine karşılık geliyor.
10 GW hedefi de zaten iddialı. Bilim ve Politika Vakfı tarafından yapılan bir araştırma, “Elektrolizörlerin kendileri küresel bir darboğaz oluşturabilir” diyor. Küresel üretim kapasitesinin üçte birinden fazlası zaten Çin'de bulunuyor ve bu eğilim artıyor. Dolayısıyla daha fazla jeopolitik bağımlılık riski var. AB içinde gerekli fabrikaların yaratılması, üretim ve kurulumda “benzeri görülmemiş ilerlemeler” gerektirecektir ve bu da “muhtemelen yalnızca kaynakların savaş tarzı merkezi kontrolü ile mümkün olabilir.” Her halükarda hidrojen ithal etmek kaynak sorununu çözmeyecektir çünkü potansiyel ihracatçı ülkeler aynı kapasiteler için elektrolizör üreticileri arasında da rekabet etmektedir.
Başka bir sorun: Dönüşüm kayıpları nedeniyle, elektrik şebekesi daha sonra depodan çekebileceği enerjinin katlarını üretmek zorunda kalıyor. Yenilenebilir enerji üretimi bu amaç için yeterli olur mu? Federal hükümetin planları, 2030 yılına kadar 145 GW rüzgar enerjisi ve 215 GW güneş enerjisi sisteminin genişletilmesini öngörüyor. Karşılaştırma için: Daha önce elektrik şebekesindeki maksimum yük 80 GW civarındaydı. Dolayısıyla, eğer genişleme gerçekten planlandığı gibi giderse, düzenli bir yeşil elektrik fazlası olması gerekir. Örneğin açık deniz rüzgar enerjisi için gerekli kurulum gemileri ve uygun limanlar eksiktir. Hiçbiri sadece kanunla uygulanamaz.
Regensburg'daki OTH'de enerji depolama profesörü Michael Sterner, “İklimi bu şekilde kurtarıyoruz” adlı kitabında “Geleceğe dair tüm bu beklentiler, tüm kararların her zaman rasyonel olarak alındığını varsayıyor” diye yazıyor. “Ve dönüşümün ideal koşullar altında gerçekleştiğini, yani her zaman yeterli sayıda işçi ve malzemenin mevcut olduğunu. Durumun böyle olmadığını deneyimlerimizden biliyoruz.” Sterner, bu nedenle bir zaman tamponunun yararlı olabileceğini söylüyor. “Ama buna sahip değiliz. Ne yazık ki. Artık yok.”
MIT'in teknoloji incelemesini buradan okuyun:
(gr)
Haberin Sonu