Sanayide Enerji Dönüşümü: Dekarbonizasyon Stratejileri

Sanayi sektörü, küresel sera gazı emisyonlarının yaklaşık %30'undan sorumludur. Çimento, çelik, kimya ve alüminyum gibi "zor dekarbonize edilebilir" (hard-to-abate) sektörler bu payın büyük bölümünü oluşturmaktadır. Güç sektörünün aksine, bu sektörlerde yalnızca elektriğe geçişle dekarbonizasyon sağlamak teknik ve ekonomik açıdan mümkün değildir. Bu nedenle sanayi dekarbonizasyonu; enerji verimliliği, elektrikleşme, yeşil hidrojen, karbon yakalama ve döngüsel ekonomi gibi çoklu stratejilerin bir arada uygulanmasını gerektirmektedir. Bu rehber, sanayi sektörünün dekarbonizasyon yolculuğunu kapsamlı biçimde ele almaktadır.

Sanayi Sektörünün Emisyon Profili

Sanayi emisyonları iki ana kategoride değerlendirilir:

Enerji kaynaklı emisyonlar: Fosil yakıt yakımından (doğal gaz, kömür, petrol) kaynaklanan ve enerji verimliliği ile elektrikleşme yoluyla azaltılabilecek emisyonlar.

Proses emisyonları: Kimyasal reaksiyonlardan kaynaklanan ve enerji dönüşümüyle ortadan kalkmayan emisyonlar. Çimento üretimindeki kalsifikasyon (CaCO3 → CaO + CO2) ve çelik üretimindeki indirgeme prosesleri bu kategorinin başlıca örnekleridir.

Proses emisyonları, sanayi dekarbonizasyonunu özellikle zorlaştırmaktadır; bu nedenle karbon yakalama veya proses değişikliği gerektirmektedir.

Zor Dekarbonize Edilebilir Sektörler

Çelik

Dünya çelik üretiminin %70'i entegre yüksek fırın-oksijen konvertör (BF-BOF) yöntemiyle gerçekleştirilmektedir. Bu yöntemde kok kömürü hem enerji hem de indirgeyici olarak kullanılmaktadır. Alternatif düşük karbonlu yollar şunlardır:

Elektrikli ark fırını (EAF) + Yeşil elektrik: Hurda çeliği yeniden eritmeye dayanan bu yöntem halihazırda dünya üretiminin %30'unu oluşturmaktadır. Hurda bulunabilirliği artıkça bu payın yükselmesi beklenmektedir.

Doğrudan Demir İndirgeme (DRI) + Yeşil Hidrojen: Yüksek fırın yerine hidrojenle demir cevherinin indirgenmesi. "Yeşil çelik" üretiminin en umut vadeden yolu. SSAB, H2 Green Steel ve Thyssenkrupp öncü yatırımlar yapmaktadır.

Çimento

Çimento üretiminin %60'ı klinker üretimindeki kalsifikasyon prosesinden, %40'ı ise enerji tüketiminden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle yalnızca yenilenebilir enerji kullanımıyla çimento emisyonlarının yalnızca %40'ı azaltılabilmektedir.

Klinker emisyonları için çözümler:

• Klinker oranını düşüren blended çimento (katkı malzemeleri: uçucu kül, cüruf, kalsinlenmiş kil)
• Karbon yakalama ve depolama (CCS/CCUS)
• Alternatif bağlayıcılar (jeo-polimer çimento)

Kimya Sektörü

Kimya sektörü; yüksek ısı gereksinimleri, kimyasal hammadde ihtiyacı (petrokimya kaynaklı) ve çeşitli proses emisyonları nedeniyle zorlu bir dekarbonizasyon profili sergiler.

Temel stratejiler:

• Elektrikleşme (elektrokimyasal süreçler)
• Biyobazlı hammaddeler
• Yeşil hidrojen kaynaklı amonyak üretimi
• CCS entegrasyonu

Enerji Verimliliği: İlk Adım

Her dekarbonizasyon stratejisinin başlangıç noktası enerji verimliliğidir. IEA verilerine göre enerji verimliliği önlemleri, sanayi emisyonlarının 2030'a kadar yaklaşık %25 azaltılmasında belirleyici rol oynayabilmektedir.

Enerji Verimliliği Fırsatları

Atık ısı geri kazanımı: Endüstriyel süreçlerde açığa çıkan atık ısının geri kazanılması. Isı değiştiriciler, absorpsiyonlu ısı pompaları ve ORC (Organic Rankine Cycle) sistemleri bu amaçla kullanılmaktadır.

Motor sistemleri optimizasyonu: Endüstriyel tesislerdeki elektrik tüketiminin %60-70'ini oluşturan motor sistemleri için hız kontrollü sürücüler (VFD) kritik verimlilik sağlamaktadır.

Proses optimizasyonu: Dijital ikiz teknolojileri ve yapay zeka tabanlı süreç optimizasyonu, enerji tüketiminde %5-20 tasarruf potansiyeli sunmaktadır.

Bina zarfı iyileştirmeleri: Endüstriyel tesislerin ısıtma ve soğutma yüklerini azaltacak yalıtım yatırımları.

Yenilenebilir Enerji Tedariki

Doğrudan Güç Alım Anlaşmaları (PPA)

Büyük sanayi tesisleri için uzun vadeli yenilenebilir enerji alım sözleşmeleri (Power Purchase Agreement - PPA), hem fiyat istikrarı hem de Scope 2 emisyon azaltımı sağlamaktadır. Türkiye'de PPA piyasası hızla gelişmektedir.

Kurulum Sahası Yenilenebilir Enerji

Tesis üzerinde veya yakınında güneş paneli kurulumu, hem enerji bağımsızlığını artırmakta hem de düşük maliyetli yenilenebilir elektrik sağlamaktadır.

I-REC Sertifikaları

Uluslararası Yenilenebilir Enerji Sertifikaları (I-REC), Scope 2 pazar bazlı emisyon hesaplaması için kullanılabilmektedir. Ancak bu sertifikaların gerçek ek katkı ve coğrafi uyum kriterleri dikkatle değerlendirilmelidir.

Yeşil Hidrojen: Sanayi Dekarbonizasyonunun Kritik Bileşeni

Yeşil hidrojen, yenilenebilir elektrikle elektroliz yoluyla üretilen hidrojeni ifade etmektedir. Sanayi dekarbonizasyonunda kritik rol oynamaktadır:

• Çelik üretiminde indirgeyici ajan
• Amonyak ve kimya üretiminde hammadde
• Yüksek ısı gerektiren süreçlerde yakıt
• Enerji depolama çözümü

2025 yılı itibarıyla yeşil hidrojen maliyeti 4-8 Dolar/kg civarındadır. 2030 yılına kadar ölçek ekonomisi ve teknoloji gelişimiyle 2 Dolar/kg altına inmesi beklenmektedir; bu eşik altında mavi hidrojenle (doğal gaz + CCS) rekabet edebilir hale gelecektir.

Türkiye, güneş enerjisi potansiyeli ve stratejik konumuyla yeşil hidrojen üretim ve ihracatı için önemli bir fırsat taşımaktadır.

Karbon Yakalama, Kullanma ve Depolama (CCUS)

CCS/CCUS, atmosfere salınmadan önce karbon emisyonlarını yakalamayı ve depolamayı ya da kullanmayı hedefler. Proses emisyonları ortadan kaldırılamayan çimento ve demir-çelik sektörlerinde zorunlu bir çözüm olarak öne çıkmaktadır.

CCS teknoloji maliyetleri: Endüstriyel CCS maliyeti 60-150 Dolar/ton CO2 arasındadır. Bu maliyet; depolama coğrafyasına, enerji maliyetine ve proses türüne göre önemli ölçüde farklılaşmaktadır.

Türkiye'de CCS potansiyeli: Türkiye'de uygun jeolojik formasyonların haritalandırılması ve CO2 depolama kapasitesinin belirlenmesi çalışmaları devam etmektedir.

CBAM ve Sanayi Dekarbonizasyonu

CBAM, çelik, alüminyum ve çimento gibi sektörlerdeki Türk ihracatçılar için karbon maliyetini somutlaştırmıştır. Bu durum, enerji dönüşümü ve emisyon azaltım yatırımlarının finansal cazibesini artırmaktadır.

CBAM kapsamındaki bir çelik üreticisi için tipik maliyet analizi şu şekilde yapılabilir:

• AB ETS fiyatı 70 Euro/ton varsayımı
• Ton başına gömülü emisyon: 2,5 tCO2e
• Ton başına CBAM maliyeti: ~175 Euro
• Yıllık ihracat hacmi: 100.000 ton → 17,5 milyon Euro CBAM yükümlülüğü

Bu rakamlar, yeşil çelik yatırımlarının geri dönüş hesabını değiştirmektedir.

Sektörel Dekarbonizasyon Yol Haritası

Başarılı bir sanayi dekarbonizasyonu için şu kademeli yaklaşım önerilmektedir:

Kısa vade (2025-2030):

• Sera gazı envanteri ve karbon haritalama
• Enerji verimliliği yatırımları
• Yenilenebilir enerji PPA anlaşmaları
• Düşük/sıfır karbon alternatifleri için pilot çalışmalar

Orta vade (2030-2040):

• Proses elektrikleşmesi
• Yeşil hidrojen entegrasyonu (pilot ölçekten tam ölçeğe geçiş)
• Tedarik zinciri düşük karbon dönüşümü

Uzun vade (2040-2050):

• Tam proses dönüşümü
• Kalan emisyonlar için CCS entegrasyonu
• Net sıfır hedefine ulaşma

Sıkça Sorulan Sorular

Sanayi sektörü 2050 yılına kadar net sıfıra ulaşabilir mi? IEA analizlerine göre mevcut teknolojilerle bile 2050 net sıfır ulaşılabilir; ancak bu senaryo yoğun yatırım, politika desteği ve teknoloji dağıtımını gerektirmektedir. Yeşil hidrojen ve CCS'nin ölçeklenmesi kritik belirleyicilerdir.

Yeşil hidrojen Türkiye'de ne zaman ekonomik olur? Türkiye'nin güneş enerjisi maliyetlerinin ve elektroliz teknolojisinin gelişim hızıyla 2028-2030 yıllarına kadar yeşil hidrojende belirli endüstriyel uygulamalar için ekonomik fizibilitenin gerçekleşmesi beklenmektedir.

CBAM hangi sanayi sektörlerini kapsıyor? Başlangıç aşamasında çelik, demir, alüminyum, çimento, gübre ve elektrik CBAM kapsamındadır. 2026'dan itibaren tam uygulama, 2030'da kimya ve plastik sektörlerinin eklenmesi gündemdedir.

Sanayi tesisleri için enerji dönüşüm yatırım geri dönüşü ne kadardır? Enerji verimliliği projeleri genellikle 2-5 yıl geri dönüş süresi sunarken yenilenebilir enerji PPA projeleri 5-10 yıl; yeşil hidrojen ve CCS projeleri ise mevcut durumda daha uzun süreler gerektirmektedir. Karbon fiyatı arttıkça bu hesaplamalar değişmektedir.

Sonuç

Sanayi dekarbonizasyonu, tek bir teknoloji veya yaklaşımla çözülemeyecek kadar karmaşık bir dönüşüm sürecidir. Enerji verimliliğinden yenilenebilir enerji geçişine, yeşil hidrojenden CCS'e kadar uzanan geniş bir araç setinin stratejik kombinasyonu gerekmektedir. CBAM ve CSRD gibi regülasyonlar bu dönüşümü tetiklerken yeşil finansman araçları maliyetleri finanse etmeye yardım etmektedir.

CarbonEmit, sanayi tesisleri için sera gazı envanter hazırlama, dekarbonizasyon strateji geliştirme ve CBAM uyum süreçlerinde kapsamlı danışmanlık hizmetleri sunmaktadır. carbonemit.com üzerinden iletişime geçin.

---

İlgili Makaleler:

• CBAM Nedir ve Türk Şirketleri Nasıl Etkiler?
• ISO 14064 Kurumsal Karbon Yönetimi
• Karbon Azaltım Hedefleri ve SBTi
• AB ETS Emisyon Ticaret Sistemi