Net sıfır karbondiosit emisyonuna geçişin gerektirdiği enerji dönüşümünü farklı teknik, sosyo-ekonomik ve jeopolitik bağlamlarda inceleyen araştırmalardan biri birkaç ay önce Communications Earth & Environment dergisinde yayımlandı. Panos vd.’nin (2023) “An assessment of energy system transformation pathways to achieve net-zero carbon dioxide emissions in Switzerland” (İsviçre’de Net Sıfır Karbondioksit Emisyonuna Ulaşmak için Enerji Sistemi Dönüşüm Yollarının Değerlendirilmesi) başlıklı çalışması, iyi kurulmuş bir tekno-ekonomik enerji sistemleri modelini uygulayarak İsviçre’nin enerji dönüşümünün zorluklarını ele alıyor.
İsviçre’nin İklim Stratejisi
İsviçre, sanayileşmiş ülkeler arasında en düşük karbon yoğunluklarından birine sahiptir. Bununla birlikte, maliyetlerdeki artış, enerji güvenliği endişeleri ve yerel azaltım seçeneklerinin kısıtlı oluşu gibi nedenlerden ötürü net sıfır karbondioksit emisyonuna geçişi karmaşıktır.
Resmi iklim planını Paris Anlaşması’ndan önce sunan birkaç ülkeden biri olan İsviçre’nin uzun vadeli iklim stratejisi, 2050 yılında net sıfır sera gazı emisyonunu hedeflemektedir. Strateji kapsamında belirlenen 2030 yılı ara hedefi ise 1990 seviyelerine göre %50’lik azaltım öngörmektedir. Her iki hedefe de uluslararası olarak transfer edilen azaltım çıktıları (UTEAÇ’ler) kullanılarak ulaşılacaktır. 2030’da yurtiçi emisyon azaltım çabası 1990 seviyelerine göre en az %37,5 sera gazı emisyonu azaltımına ulaşmalıdır. Ancak Haziran 2021’de karbondioksit yasasının referandumda reddedilmesi enerji dönüşümünün fizibilitesi ve maliyetleri konusundaki toplumsal endişeleri görünür kıldı.
İsviçre’nin Enerji Dönüşüm Yollarının STEM Modeli ile Değerlendirilmesi
Araştırma, İsviçre’nin önde gelen üniversitelerinin ortak enerji araştırma programı olan İsviçre Enerji Araştırmaları Yetkinlik Merkezlerinin (The Swiss Competence Centres for Energy Research – SCCER’ler) Senaryolar ve Modelleme Ortak Faaliyeti kapsamında 2013-2020 yılları arasında gerçekleştirilmiştir. Her bir SCCER programı farklı disiplinler arasında işbirliğini teşvik etmiş ve İsviçre enerji dönüşümünün zorluklarını (binaların, sanayinin, ulaşımın karbonsuzlaştırılması; elektrik arzı ve şebeke altyapısı; elektrik ve ısı depolama; enerji kullanımları için biyokütle potansiyeli) ele almıştır. Senaryolar ve Modelleme Ortak Faaliyeti (The Joint Activity Scenarios and Modelling – JASM), İsviçre enerji sisteminin 2050 yılına kadar net sıfır emisyona geçişine yönelik bir dizi senaryo geliştirmek için tüm SCCER’lerin modelleme yeteneklerini birleştirmiştir.
Gerçekte, enerji dönüşümü için sağlam ve uygulanabilir çözümlere ihtiyaç vardır. Bu çözümlerin belirlenmesinde, aşırı soyut modeller yerine toplumsal, siyasi ve teknik gerçekleri yansıtan çerçeveler kullanılmalıdır. Çalışmada kullanılan İsviçre TIMES Enerji Sistemleri Modeli (The Swiss TIMES Energy Systems Model – STEM), zengin tekno-ekonomik detaylar ve en son teknoloji değerlendirmesiyle desteklenen sektörel karşılıklı bağımlılıklar içermektedir.
JASM’de, STEM çeşitli sektörel modeller (örneğin binalar, şebekeler ve sanayi) ile birleştirilmiştir. STEM ile yapılan analizler İsviçre için net sıfır emisyonları değerlendiren senaryolar alanındaki boşluğu doldurmaktadır. Daha önceki çalışmalara bakıldığında, birkaç çalışmada, 2050 yılına kadar net sıfır İsviçre enerji sistemini değerlendirildiği, ancak elektrik sektörüne odaklanılmış veya geçiş etkilerinin ihmal edilmiş olduğu görülmektedir. Bu çalışmalar teknolojinin yayılma oranlarını abartmakta ve maliyetleri düşük tahmin etmektedir.
Panos ve meslektaşlarının çalışması esas olarak karar vericilere ve genel kamuoyuna yöneliktir ve gelecekteki enerji sistemi konfigürasyonları hakkında bilgi sağlamaktadır. Makale yenilenebilir enerjinin kullanımı, enerji güvenliği seviyesi, piyasa entegrasyonunun derecesi ve enerji teknolojilerindeki teknik ilerlemenin hızına dayalı alternatif yolların sonuçlarını ortaya koymaktadır. Teknik olarak uygulanabilir çözümler önerilmekle birlikte yazarlar, bunların uygulanmasına ilişkin olarak çalışmada ele alınmayan siyasi ve toplumsal zorlukların olabileceğini kabul etmektedir.
STEM, Uluslararası Enerji Ajansı’nın Enerji Sistemi Teknolojileri Analiz Programı tarafından geliştirilen, TIMES modeline (The Integrated MARKAL-EFOM System – TIMES) dayanmaktadır. STEM aşağıdan yukarıya teknoloji açısından zengin bir model olduğundan, enerji sistemi ve enerji geçişine ilişkin daha geniş sosyo-teknik veya siyasi perspektifleri açıkça içermemektedir. Model, enerji sisteminin aşağıdaki sektörlerinden oluşmaktadır:
- Kaynakların üretimi ve çıkarılması, enerji ithalatı ve ihracatı dahil olmak üzere üretim sektörü,
- Elektrik ve ısı üretimi, hidrojen üretimi, biyoyakıt ve e-yakıt üretimini içeren dönüşüm sektörü,
- Sanayi, hizmetler, konut, ulaşım ve tarım dahil olmak üzere nihai enerji tüketim sektörleri,
- CO2 yakalama, ayırma ve kullanma sektörleri
Analiz Sonuçları
Çalışmada, ithalat bağımsızlığının ve 2050 yılına kadar net sıfır emisyonun, mevcut durumun sürdürülmesi senaryosuna kıyasla enerji verimliliği, negatif emisyon ve yenilenebilir teknolojilere 300 milyar CHF2019 ilave kümülatif iskonto edilmiş yatırım gerektirdiği hesaplanmıştır. Net sıfır emisyonun kişi başına ortalama maliyeti, kullanılan yerel azaltım seçeneklerine, uluslararası enerji piyasalarına entegrasyona ve enerji güvenliği hedefine bağlı olarak 2020’den 2050’ye kadar 320-1390 CHF2019/yıl’dır. Diğer dikkat çeken sonuçlar aşağıdadır:
- 2050’ye kadar net sıfır CO2 emisyonuna ulaşmak için yenilenebilir enerji teknolojilerinin ölçeklendirilmesi gerekmektedir. Örneğin güneş enerjisi kurulu kapasitesi bugünden 2050’ye kadar neredeyse her 10 yılda bir ikiye katlanmalıdır.
- Kış mevsimi elektrik arzına katkıda bulunmak için rüzgâr enerjisi kullanımının daha önce görülmemiş oranlarda hızlanması gerekmektedir. Yerli yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılmaması enerji güvenliğini riske atmaktadır.
- Nihai enerji tüketiminde elektriğin payının 2050’de %50’ye ulaşması gerekmektedir. Enerji tasarrufu uygulamaları kullanılarak kişi başına elektrik tüketimi bugünden biraz daha azaltılabilir.
- Hidrojen, sanayi ve ulaşım sektörlerine etki eder ve 2050 yılında doğrudan veya sentetik yakıtlar aracılığıyla dolaylı olarak kullanılır.
- Karbon yakalama ve biyoenerji, karbonsuzlaşmaya ulaşmada önemli bir rol oynamaktadır. Yarısı negatif emisyon teknolojilerinden olmak üzere 2050 yılında yaklaşık 9 milyon ton CO2 yakalanacaktır.
Karbonsuz bir enerji sistemine ulaşmak için enerji sistemi maliyetindeki artış, kaynak mevcudiyetine ve kullanımına, yeni teknolojilerin sosyal kabulüne, teknolojik ilerlemeye ve yeniliğe ve yerel, ulusal ve küresel enerji piyasalarının entegrasyonuna bağlıdır.
Not: Öne çıkan görsel, Wolfgang Vogt — Pixabay
