Doğalgaz Dergisi 242. Sayı |Enerji ve Çevre 185. Sayı (Kasım 2023)

23 DOĞALGAZ VE ENERJİ • Kasım / 2023 MAKALE GIRIŞ U laştırma ve iletişim sistemleri, tarihsel süreç içerisinde birden fazla defa birbirlerinin ağlarını izlemişler hatta kullanmışlar, bazen yerlerini almışlardır. Bunlara tipik bir örnek, biri uzamı diğeri ise zamanı ‘taşıyan’ demiryolu ve telgraf ağlarının yarı-örtüşmesidir. 19. yüzyılın ikinci yarısında, demiryolu sisteminin uzamsal olarak organizasyonu, tüm demiryolu ağı boyunca geçerli olan ‘homojen’ bir zamana ihtiyaç duydu- ğundan, demiryolu ve telgraf sistemleri birbirlerinin vazge- çilmeziydiler (Gökalp, 1988). Bu iki ağ birbirinden tamamen farklı teknik özelliklere sahip ve farklı türde ‘yükler’ taşıyan, fiziksel olarak da birbirinden farklı ama birbirlerini izleyen ve tamamlayan ‘büyük ölçekli toplumsal-teknik sistemler’ olarak kuruldular (Hughes, 1987; Gökalp, 1992). Demiryolu yolcuları ve çeşitli malları mekânda taşırken, telgraf da çeşitli türde bilgi ve haberlerin zamansal iletimini sağlıyordu. Bu ilk ağ örtüşmesi örneğinden iki yüzyıla yaklaşan bir süreden sonra, bugünkü iletişim sistemleri, önce ayrılmış olarak gelişen telefon, televizyon ve veri ağlarını tek bir ağda birleştirdikleri için, toplumsal-teknik sistem ağlarının tam olarak örtüşmesinin güzel örneklerini oluşturmaktadır. Bu bütünleşik ağ, ses, görüntü, yazılı ve sayısal veriler gibi farklı türde yükler iletmekte olsa da, aynı elektromanyetik-optik sinyal vektörünü ve tek bir dijital iletişim ağı kullanmakta- dır (Gökalp, 1988). Enerji sistemleri de ‘büyük ölçekli toplumsal-teknik sistemlerin’ başka bir örneğini oluşturmaktadır. Bunlar da çeşitli ağlar kurmuşlardır: elektrik iletimi için güç ağları, sıvı petrol için petrol boru hatları, doğal gaz için gaz boru hatları vb. Bu örneklerde görüldüğü gibi, üretim, iletim, dağıtım ve kullanım özellikleri göz önüne alındığında, her enerji taşıyıcısının kendisine has ağ sistemi vardır. Uyumlu bir şekilde kullanılabilirler, benzer amaçlara hizmet edebi- lirler, fiziksel anlamda yan yana konumlanabilirler, ancak tamamen bağımsız olarak düzenlenmeleri söz konusu ol- duğundan birbirlerine ihtiyaçları yoktur. Elbette petrol ve doğal gaz ağlarının, mesela basınçlandırıcı pompalarının, elektriğe ihtiyacı vardır ama bu yapısal bir bağımlılık do- ğurmaz. Son tahlilde, elektronlar veya elektrik, sıvı ve gaz gibi farklı yükleri taşır ve iletirler. Enerji sistemlerinin ve ağlarının önemi ve (yeniden) ya- pılanması, enerji dönüşümünün küresel ölçekteki rolünün artmasıyla giderek daha fazla gündeme gelmektedir. Enerji dönüşümüne, özellikle küresel ısınma ile mücadele ve sür- dürülebilirlik hedeflerinin gerçekleştirilmesine ve enerji arz güvenliğine yapabileceği katkılardan dolayı önemli bir rol atfedilmektedir. Enerji alanındaki bu küresel dönüşüm daha çok geleneksel birincil enerji kaynaklarından yenile- nebilir enerji kaynaklarına geçiş sürecini akla getirse de, enerji-yoğun sektörlerin yakıt ve ham madde ihtiyacının karşılanması sorunu karbon salımının azaltılması hedefle- rinin gerçekleştirilmesinin önündeki en büyük engellerden birisidir. Bu bağlamda, sürdürülebilir yakıtlara veya enerji taşıyı- cılarına geçiş sürecinde, hidrojen alternatif bir ikincil enerji kaynağı veya enerji taşıyıcısı olarak ilgi uyandırmaktadır. İkincil enerji kaynağı olarak çeşitli avantajları arasında üre- tim yöntemleri çeşitliliği, depolanabilme ve enerji yoğun sektörleri karbondan arındırma potansiyeli hidrojeni çekici bir çözüm haline getirmektedir. Söz konusu enerji dönü- şümünde, gaz halindeki yakıtlara veya enerji taşıyıcılarına önemli görevler düşecektir. Bu çalışmanın amacı, ikisi de gaz halinde olan doğal gaz (veya metan gazı) ve hidroje- nin birlikteliğinin, enerji sistemleri ve ağlarının örtüşmesi açısından analizini başlatmaktır. Bunu yaparken var olan doğal gaz sistemi ve ağına, hidrojenin sahneye girmesinin etkilerinin neler olabileceğinin araştırılması gerekmektedir. Anlaşılacağı gibi, bu çalışma büyük boyutlu toplumsal-tek- nik sistemler kapsamında yapılan önceki çalışmalar (Hug- hes, 1987; Gökalp. 1988, 1992) üzerine inşa edilmiştir ve okuyucular tarafından da bu geniş literatürün bilindiğini varsaymaktadır. DOĞAL GAZ VE HIDROJEN Hidrojenin üretimi, depolanması, iletimi ve dağıtımı, büyük ölçekli sosyo-teknik sistemler olan enerji sistemle- rinin ve ağlarının planlanması, inşası ve analizine yeni bo- yutlar getirmektedir. Hidrojen bir gazdır; bu nedenle, ilke olarak, mevcut doğal gaz şebekeleri ile taşınabilir. Ancak hidrojenin fiziksel özellikleri, mesela yoğunluk, yayılma hızı, birim hacim başına enerji yoğunluğu ve boru hattı malzemeleriyle etkileşimleri açılarından, doğal gazın özel- liklerinden çok farklıdır. Bu iki yanıcı gazın oluşturduğu çeşitli teknik riskler de çok farklıdır. Hidrojen, boru hattına yapısal hasar, sızıntı, istenmeyen tutuşma ve patlama açısın- dan daha yüksek riskler oluşturur. Günümüzde tartışılan önemli bir konu, hidrojenin mev- cut doğal gaz şebekesi kullanılarak taşınıp taşınamayacağı- dır ve “Hidrojen tek başına veya doğal gazla karıştırılarak ve hangi güvenli oranlarda taşınabilir?” sorusu ile gündeme gelmektedir (Gökalp, 2019). “Yoksa, maliyet ve uygulama koşulları da göz önünde bulundurularak, özel hidrojen ile- tim ve dağıtım ağları kurmak daha mı anlamlıdır?” Bunlar, bugün iddialı hidrojen ekonomisi stratejilerine sahip birçok ülkede ve Avrupa Birliği veya Uluslararası Enerji Ajansı gibi çeşitli kurumlarda hararetle tartışılan konulardır.