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

24 DOĞALGAZ VE ENERJİ • Kasım / 2023 MAKALE “Doğal gaz ve hidrojen karışımları belli bir oranda mev- cut doğal gaz ağ yapısı kullanılarak güvenli bir şekilde ile- tilebilir” demek gibi net ve bilimsel temelli önermeler yap- mak ve kararlar vermek için bugün güvenilir teknik bilgiler oldukça sınırlıdır. Sebebi ise oldukça basittir: Hidrojen, do- ğal gazın iletimini sorunsuz sağlayan çelik borular ile etki- leşime girer. Hidrojenin gaz boru hatlarını kırılganlaştıran, potansiyel olarak çatlaklara ve sızıntı risklerine de sebep olan gevrekleşme sorununun temel nedeni bu etkileşimdir. Bu risk orta ila uzun vadeli bir risktir ve gerçek uzun vadeli koşullar altında izlenmesi, ölçülmesi gerekmektedir; teorik olarak veya sayısal modelleme ve hesaplamalarla öngörül- mesi hemen hemen imkansızdır, çünkü bu risk esas olarak etkileşim süresine bağlıdır. Ayrıca doğal gaz boru hatlarının farklı dönemlerde inşa edilen bölümlerinde kolaylıkla ön- görebileceğimiz homojen bir risk de değildir ve mevcut ağın yaşına bağlı olarak değişebilmektedir. Çizdiğimiz bu çerçeveden hareketle, ‘hidrojenin mevcut doğal gaz ağlarıyla taşınması, yeni tür bir ağ örtüşmesinin ilginç bir örneği olarak kabul edilebilir mi, yoksa bu or- taklık beraberinde var olan gaz ağları sisteminin yıkımını ve yeniden yapılanmasını mı gerektirecektir?’ sorusu cevap aradığımız sorudur. Görünen o ki, yeni bir enerji vektö- rü (hidrojen), yeni bir sosyo-teknik büyük ölçekli sistem oluşturmak için mevcut iletim / dağıtım ağı altyapısını kullanmak veya paylaşmak için yerleşik olanla (yani doğal gaz ağı ile) mücadele edecektir. Bu çalışma, doğal gazın ana bileşeni olan metan gazı ve hidrojen molekülleri arasındaki bu bilimsel-teknik-toplumsal mücadelenin çeşitli unsurla- rını ortaya koymanın ilk adımını oluşturmayı hedeflemek- tedir. Bu amaçla, aşağıdaki bölümlerde, (i) mevcut doğal gaz iletim ve dağıtım ağı hakkında tarihsel bağlamı ile bilgi verilmiş, (ii) hidrojen gazının mevcut doğal gazdan farkları anlatılarak bir tür sosyo-teknik dönüşüm olarak niteleyebi- leceğimiz bu geçişin olasılığı değerlendirilmiş, ve (iii) sonuç bölümünde, mevcut doğal gaz iletim ve dağıtım ağı yapısı ve bununla bütünleşebilecek veya yerine geçebilecek yeni gaz ağı yapısı ile yeniden şekillenebilecek sistemin olası so- nuçları değerlendirilmiştir. DOĞAL GAZ BORU HATLARININ GELIŞIMI İklim krizi fosil yakıtlara dayalı mevcut altyapıyı sorgu- lamamıza neden olurken, enerji güvenliği endişelerini te- tikleyen krizler sürecin beklenenden daha hızlı ilerlemesine zemin hazırlamaktadır. COP26 zirvesinde ortaya konan ve küresel ısınmayı sanayi devrimi öncesi ortalamanın 1,5 de- rece üzerinde sınırlama kararlılığı, tepeden aşağı bir yakla- şımla tüm alt sektörleri etkileme potansiyeline sahiptir (BM İklim Değişikliği Konferansı, UK, 2021). Çok yönlü teknik ve sosyo-ekonomik bağımlılıklardan dolayı, enerji altyapıla- rındaki dönüşümün şekli, zamanı ve ekonomik boyutlarını anlayabilmek için bu sistemlerin tarihsel gelişim evrelerini incelemek gerekmektedir. DOĞAL GAZ AĞININ ÖNCÜLÜ HAVA GAZI KULLANIMI Doğal gazın varlığı eski çağlardan beri bilinse de ticari bir meta olarak kullanımı ve yaygınlaşması oldukça yenidir. Doğal gaz sistemi ve ağlarının büyük ölçekli sosyo-teknik sistemler olarak yaygınlaşmasının temelleri 18. Yüzyılda İngiltere’de atılmıştır. Boru hattı ağı ile taşınarak dağıtımı yapılan ilk gaz ise doğal gaz değil ’town gas‘ veya Türkiye`- de bilinen adıyla hava gazıdır (American Public Gas Asso- ciation, n.d). Kömürden elde edilen ve ‘hava gazı’ olarak bilinen yanıcı gaz karışımının sokakların aydınlatılmasında kullanılması, şehirlere döşenen gaz ağının başlangıç adım- larını oluşturmaktadır. Kömürün oksijensiz ortamda ısıtıl- ması ile elde edilen hava gazı, ağır petrol ve naftadan da elde edilebilmektedir (Towngas, n.d). Hava gazının üretilmesi, temizlenmesi ve dağıtımı, dağıtık üretim sistemlerinden ve ağlarından oluşmaktaydı (Everett vd., 2012). 19. Yüzyılda kentlerde asayişi sağlamak ve yolcu trafiğini düzenlemek amacıyla aydınlatma ihtiyacını gidermeye yönelik olarak ortaya çıkan hava gazı fabrikaları ve buna bağlı dağıtım ağları şehirlere yayılmıştı (Tarr, 2019). Kömürden üretilen havagazı İngiltere`de 1877 ile 1914 yılları arasında, önce aydınlatma daha sonra da evsel tüketimde pişirme amacıyla yaygınlaşmıştı (Arapostathis vd. 2013). Buna rağmen hava gazı ağları hiç bir zaman bugünkü doğal gaz ağları kadar yaygın ve bütünleşik bir sistem yapısına ulaşamamıştır. Bu- nun nedenleri arasında sınırlı arz ve gazın içerdiği hidrojen nedeniyle yüksek taşıma basınçlarına çıkılmasından kaçınıl- ması durumu söz konusudur. Doğal gaz öncesi gazlar, üretim sürecine bağlı olarak farklı adlarla anılmıştır. Örneğin ’retort gas‘ kömür yatay izabe ara prosesi ile karbonlaştırma tekniğidir. Bu teknik za- manla dikey izabe prosesi veya buhar enjeksiyonu yöntem- leriyle geliştirilerek kömürden karbonmonoksit ve hidrojen gazlarının eldesini arttırmıştır. Sürece eklenen karbürasyon fazıyla birlikte elde edilen daha yüksek kalorifik değere sa- hip bu gaza ‘su gazı’ (water gas) denir (Liebs, 1985). Sü- reçteki bu gelişme ihtiyacının arkasında, şehirlerdeki hava kirliliğini azaltma, sülfür gazları ve hidratlaşmanın önüne geçerek süreç güvenliğini arttırma gibi amaçlar yatmaktadır. Amerika`da 19. Yüzyıl başlarında kullanılmaya başla- nan gaz ağı kısa bir süre sonra doğal gaz için de kullanılma- ya başlanmıştır (American Public Gas Association). 1936 yılında doğal gaz kullanmaya başlayan Filadelfiya şehri do-