Technology Development and Learning: Coal Gasification in China and the United States



Yüklə 116,85 Kb.
tarix30.07.2018
ölçüsü116,85 Kb.
#64103

Teknoloji Gelişimi ve Teknolojiyi Öğrenme: Çin ve ABD’de Kömür Gazlaştırma

Kömür yakmanın SOx, NOx, partüküler maddeler ve karbon dioksit de dahil olmak üzere emisyonlarının çevresel etkilerini azaltacak daha temiz kömür teknolojileri geliştirmek önemli bir görev olmayı sürdürmektedir. Her ne kadar ABD daha temiz kömür teknolojilerinde başı çekmiş olsa da Çin’in daha temiz kömür teknolojisi kullanan, geliştiren ve inşa eden bir ülke haline gelmesiyle bu durum değişmektedir. Bu makale bu teknolojilerin uygulanmasını ve gelecekte daha temiz kömür teknolojilerine doğru piyasadaki değişimi incelemektedir.

Doug Heguy ve Varun Rai

I. Giriş

Geçtiğimiz 40 yıl içinde kömür ABD ve Çin’deki başlıca yapı taşlarından biri olmuştur. Hem kimyasal hem de elektrik üretiminde kömür kullanımının Çin’de büyümeye devam edeceği öngörülse de düşük doğalgaz fiyatları ve kömür kullanımının CO2 emisyonu da dahil olmak üzere çevre üzerindeki etkileriyle ilgili yönetmeliklerdeki belirsizlik ABD’de kömür kullanımının geleceği hakkında belirsizliğe yol açmıştır (EIA, 2013a). Çok sayıda analist ABD’de kömür kaynaklı elektrik üretiminin hızla olmasa da ölmek üzere olduğunu söylemektedir (örneğin, bkz. Cusick ve ClimateWire, 2013; Darmstadter, 2013). Bununla birlikte, enerji sektöründen birçok yönetici de dahil olmak üzere birçok kişi başlıca iki nedenden ötürü “kömürü terk etme” trenine atlamamakta ısrar etmiştir (Enerji & Ticaret Komitesi, 2013; Gross, 2013). Bunlardan ilki geçtiğimiz yıllar içinde öğrenilen derslerden çıkarılan, çeşitliliği olan bir yakıt sepetine sahip olmanın değeridir: bütün bahisleri aynı ata (doğalgaz) oynamak, doğalgaz kaynaklarının beklendiği gibi gelişmemesi halinde ABD enerji sistemini ve ekonomiyi istenmeyen kesintilere uğratabilir (Enerji & Ticaret Komitesi, 2013; Gross, 2013). İkincisi ise kömürün son derece dinamik bir emtia olması ve doğalgaz fiyatlarının 2009-2012 yılları arasındaki düşük düzeyini koruyamaması halinde enerji pastasındaki payını geri kazanabileceğidir (Kebede, 2013; Plumer, 2013). Bu iki bakış açısı dikkate alındığı zaman kömür ABD’nin enerji üretim sepetinde hala önemli bir role sahip olabilir. Yeni düzenlemeler nedeniyle ABD’de kömür kullanımı dramatik bir şekilde azalmış olsa da özellikle Asya’da kullanımın artacağı öngörülmektedir (BP Enerjiye Bakış 2030; Scott et al., 2012). Gerçekten de artan sayıda ABD kömür ihracatçısı bu artan uluslararası talebi karşılamaktadır -2012 yılı ABD’nin 1981’den bu yana en fazla kömür ihraç ettiği yıl olmuştur (Yang, 2013). Bu nedenle, çeşitli senaryolar değerlendirildiğinde kömürün dünyada önemli bir enerji kaynağı olmaya devam edeceği ve ABD’nin global kömür tedarik zincirinde önemli bir rol oynamaya devam edeceği düşünülmektedir.

Yine de, kömür bazlı enerji üretiminden kaynaklanan karbon emisyonları, küresel ısınma ile bağlantılı olan global CO2 emisyonuna kömürün yaptığı katkı giderek artan bir endişedir ve bu nedenle karbonları ele almak kömürün önündeki başlıca zorluktur (IEA, 2008; U.S. EPA, 2012). Buna ek olarak, ABD’de Çevre Koruma Örgütünün (EPA) yakın zamanda enerji santrallerinin sera gazı emisyonları için teklif ettiği Yeni Kaynak Performans Standardı (NSPS) bu sorunu bir adım ileri götürmektedir (ABD EPA, 2012).







Kömürün ABD’deki mevcut durağan halinden çıkartacak koşulları öngörmek ve hazırlamakta endüstri ve hükümetin oynadığı rol nedir?
Bu makalede bu bakış açılarının gelecekteki daha temiz kömür teknolojileri üzerindeki rolünü inceliyoruz. Eğer doğalgaz endüstrisi ABD’de beklendiği gibi gelişmezse, artan katı çevresel sınırlamalar göz önünde bulundurularak ABD’nin yeni kömür kapasitesini inşa etmesi ne kadar hızlı ve verimli olacaktır? ABD’de ve dünyada ihtiyaç duyulan daha temiz kömür teknolojisi nerede geliştirilecek ve uygulanacak? ABD bu ileri teknolojiye sahip olacak mı yoksa Çin gibi devletler mi bu teknolojiyi tedarik edecek? Bunların yanı sıra kömürün ABD’deki mevcut durağan halinden çıkartacak koşulları öngörmek ve hazırlamakta endüstri ve hükümetin oynadığı rol nedir? sorusunu da soruyoruz.

II. Materyaller ve Yöntemler

Bu sorulara cevap bulabilmek için 40 yıllık geçmişi olan ABD hükümeti temiz kömür programını, endüstri güdümlü ticari temi kömür operasyonlarını ve ABD ve Çin’den alınan yakın geçmişe ait pazar ve yatırım veri ve politikalarını analiz ediyoruz. Başlıca iki nedenden ötürü analizimizi kömür gazlaştırma ve entegre gazlaştırma kombine döngüsü (IGCC) ile sınırlandırıyoruz. Bunlardan ilki amacımızın mevcut kömür santrallerini iyileştirmek değil yeni ve daha temiz kömürlü enerji projelerine odaklanmak olmasıdır. IGCC, karbon yakalanmasına odaklanmasıyla yeni ve daha temiz kömür gelişmeleri için öne çıkan bir seçenektir (GCCSI, 2012). İkincisi ise IGCC’nin karbon yakalanması için ticari olarak kanıtlanmış bir teknoloji olmasıdır: karbon yakalanması bakış açısıyla IGCC teknolojisinin bileşenleri diğer bütün temiz kömür teknolojilerinden daha ileri bir gelişme aşamasındadır. Örneğin, Beulah, ND’da bulunan Great Plains Sentetik Yakıtlar Fabrikası 2000 yılından beri geliştirilmiş petrol üretiminde depolanma için üretilen CO2‘nin %60’ını elde etmektedir (NETL, 2013a). Buna karşılık, karbon yakalanması için geliştirilen diğer temiz kömür seçenekleri pilot çalışma durumunda ve/veya tanıtım aşamalarındadır (GCCSI, 2012).

Bütün bunlar içinde öncelikle üzerinde duracağımız nokta, öğrenme eğrisi maliyetini aşağı çekmekte ve ticari kullanımın yaygınlaşmasını hızlandırmada tasarım ve kurulumun önemidir. IGCC’nin bu yanının değeri bir miktar anlaşılsa da yakın zamanda IGCC tesislerinde yaşanan deneyimlerin gelecekteki IGCC uygulamaları için önemli sonuçları olacak tasarım ve inşaat deneyimlerinin kritik önemini vurguladığına inanıyoruz. Bu bakımdan Edwardsport, Ind’daki Duke IGCC tesisi vaka çalışmasını irdeliyoruz. 1980 ve 1990larda ABD’de IGCC’yi destekleyen program ve politikalar ve bu yıllardaki ticari gelişmeler ve deneyimler üzerine daha fazla bilgi Destekleyici Materyaller çevrimiçi bulunabilmektedir. Bir sonraki bölümde, maliyet faktörleri ve proje geliştirmeye odaklanarak IGCC teknolojisi üzerine bir genel bakış sunacağız. Daha sonraki bölümlerde yer vereceğimiz sonuçlar ve tartışmalar için dayanak olması bakımından bu faktörleri anlamak önemlidir.

III. Arkaplan: IGCC Teknolojisi ve Proje Geliştirme

Daha temiz kömür teknolojileri, entegre gazlaştırma kombine dönüsüne (IGCC) dayalı karbon yakalanması, geleneksel yanma teknolojileri (yanma sonrası karbon yakalanması gibi) ve oksijenli yanmayı kapsamaktadır (IPCC, 2006). Ayrıca, ıslak tip baca gazı desülfürizasyonu (WFGD), seçici katalitik redaksiyon (SCR) ve tehlikeli hava kirleticiler (HAP) de dahil aktif karbon enjeksiyonu ile kriter emisyonları azaltan teknolojileri de dahil etmektedir. Bu teknolojilerin detaylı olarak açıklanması bu makalenin konusu dışındadır IPCC (2006) bunlar için harika bir kaynaktır



Düşük karbon emisyonlu IGCC üç farklı ürün ve süreç teknolojisini fonksiyonel bir enerji santralinde bir araya getirir.
Bölüm II’de bahsedildiği gibi bu makalenin ana konusu kömür gazlaştırma ve IGCC’dir.

Bu doğrultuda, bu bölümün geri kalanında IGCC ile ilgili teknolojiler, maliyet ve proje geliştirme unsurlarına kısaca yer verilecektir. Tamamlayıcı Materyal içerisinde gazlaştırma, enerji bloğu geliştirme ve IGCC ile bağlantılı kriter kirleticiler hakkında ilave bilgiler aktarılmıştır.



A. IGCC bileşenleri ve maliyeti

Düşük karbon emisyonlu IGCC üç farklı ürün ve süreç teknolojisini fonksiyonel bir enerji santralinde bir araya getirir. Bu teknolojiler arasında: gazlaştırma, kombine döngülü enerji üretimi ve karbon yakalanması, kullanımı ve/veya depolanması (CCS) yer almaktadır. Aşağıda açıkladığımız üzere enerji santralinin tasarımının, entegrasyonunun ve inşaatının IGCC’nin dördüncü teknoloji bileşeni olduğunu düşünüyoruz.

Bir IGCC tesisi sadece bir gazlaştırma tesisi değildir. Gazlaştırma, karbon bazlı katı yakıtlarda kısmi oksidasyon reaksiyonu üreten ve hidrojen, karbon monoksit ve buhar üreten köklü bir teknolojidir. Bu ürünler daha sonra rafinerilerde, petrokimya endüstrisinde ve enerji üretim uygulamalarında kullanılabilmektedir. Aynı zamanda gaz türbini yakıtı olarak da kullanılmaya uygundur. IGCC ise gazlaştırma ile elde edilen ürünlerin elektrik üretiminde kullanılmasını sağlayan uygulamadır. Bu nedenle, IGCC’nin tasarım ve inşaat süreci kömürden kimyasala gazlaştırma tesisleri ile aynı değildir. Bununla birlikte, gazlaştırmanın IGCC’nin yapı taşı olması nedeniyle kömürden kimyasala tesis tasarımı ve kurulumu kısmen de olsa IGCC tesislerinin inşaatında kullanılabilir.
CO2 kısıtlamaları olmayan IGCC tesisleri genellikle mütevazı fiyatlar üzerinden doğalgaz kullanan tesislerle karşılaştırıldığında daha maliyetlidir. Sıfıra yakın CO2 emisyonu üreten doğalgaz kullanan tesisler ve benzeri kömür kullanan tesis senaryolarında IGCC ile karbon yakalanması ve depolanması ve doğalgaz kombine döngüsü ile karbon yakalanması ve depolanmasının maliyetleri karşılaştırılabilmektedir.1,2 Rubin ve Zhai (2012) tarafından özetlendiği üzere yakın zamanda yapılan çalışmalarda ABD’de doğalgaz kullanan enerji santralinde elektriğin seviyelendirilmiş maliyetinin (ESM) doğalgazın fiyatı $6.5-$7/MBtu seviyesinde iken $63/MWh ile $85/ MWh arasında değiştiğini ortaya koymuştur. %90 karbon yakalama ve depolama ile doğalgaz kombine döngüsünde ise ESM $90 ve $120/MWh arasında değişmektedir (Rubin and Zhai, 2012). Bununla birlikte IGCC tesislerinin ESM $52 ile $92/MWh arasında değişmektedir (ortalama ESM: $75/MWh). 90-152 kg/ MWh emisyon oranına karşılık gelen karbon depolanmasına sahip IGCC için ESM $71 ile $126/MWh arasında değişmektedir (ortalama ESM: $104/MWh) (IEA, 2011).

Tasarım, entegrasyon ve inşaat: maliyetleri düşürme gerekliliği

1. Geliştirme aşamaları Bir gazlaştırma ya da IGCC projesi geliştirmek uzun vadeli bir çalışmadır. Geliştirme süreci dört aşamadan meydana gelir: (1) fizibilite, (2) başlangıç aşaması mühendislik ve tasarım (BAMT), (3) inşaat ve (4) çalıştırma ve görevlendirme.

Büyük bir yatırımcının sahibi olduğu bir tesis için dahi bu yatırımın zorlayıcı gerekçesi, bu maliyetlerin büyüklüğü şirket için hayati bir karardır.

Fizibilite aşamasının amacı toplam proje konseptinin geçerliliğini belirlemektir. Bunun içinde pazar çalışmaları, sahaya özel proje ve tasarım bilgisinin geliştirilmesi, tasarımın esası ve zamanlama, inşaat maliyeti, performans ve emisyon gereksinimleri için tahminler yer almaktadır. Fizibilite aşaması yıllar3 sürebilir ve $25 ile $50 milyon arasında maliyet oluşturabilir.

BAMT, gazlaştırma veya IGCC projesinin ikinci aşamasıdır. Bu aşamanın amacı, projeye devam etme kararını desteklemek için proje tasarımının ve ticari inşaat koşullarının geliştirilmesi ve iyileştirilmesidir. Bu aşama, süreç teknolojilerini, inşaat, performans/emisyonlar ve zaman çerçevesi için son teklifleri içerir. Fizibilite aşamasında tamamlanmadıysa, tesisin çıktısının satışı için sözleşmeler yapılmalıdır. BAMT aşaması 9 ile 15 ay arası bir zaman alabilir ve $50 ile $75 milyon arası maliyet yaratabilir.

BAMT’nin ardından inşaat aşamasını başlatacak bir ilerleme bildirimi (İB) şirket sahibi/proje geliştirici tarafından tebliğ edilebilir. Büyük kömür/petrol koku gazlaştırma/IGCC tesislerinin inşaatı ABD’de 3 il 4 yıl arası sürebilmekte ve $2 ile $4 milyar arası maliyet oluşturabilmektedir (EIA, 2013c; IEA, 2011; Rong ve Victor, 2012). Ticari operasyon öncesinde ve mekanik sistemlerin tamamlanmasını takiben proje çalıştırma ve görevlendirme aşamasına girecektir.

Özetle, sadece projenin uygulanabilir olup olmadığına karar verme ve inşaata başlama noktasına gelmek dahi yıllar alabilmekte ve $100 milyondan fazla maliyet oluşturmaktadır. Bu yatırım, inşaat kararı verilmeden önce ve bu kararı vermek için yapılması nedeniyle “riskli” bir yatırım olarak görülebilir. Büyük bir yatırımcının sahibi olduğu bir tesis için dahi bu yatırımın zorlayıcı gerekçesi, bu maliyetlerin büyüklüğü şirket için hayati bir karardır. Teknoloji riskine çok az tahammül edilir. Niteleyici teknolojinin, aynı ölçekte ticari uygulama başarısı yakalamış bir benzeri olmalıdır.

Sadece pilot ya da tanıtım aşamalarında olan teknolojilerin bu gibi projelerde kullanılması düşünülemez.



2. Tasarım, entegrasyon ve inşaatın önemi

Gazlaştırma ya da IGCC projelerinin ticari tanıtımı ve geliştirilmesi için proje icrası anahtardı. Bu, tesisin belirlenen sürede (BAMT sırasında) inşa edilmesi ve belirlenen tesis performansına ulaşması demektir. Deneyim, oluşacak maliyetleri tahmin etmekte ve nihayetinde de maliyetleri azaltma fırsatlarını görmekte ticari tanıtımın ötesinde önemli bir rol oynar.







Sermaye Maliyet Kategorisi

(000s) (Oct. 1, 2010$)

% of Total

İnşaat Materyalleri ve Kurulumu

114,650

4.3%

Mekanik Ekipman Tedariki ve Kurulumu

1,210,600

45.9%

Elektrik hattı/Jeneratör Temini ve Kurulumu

247,500

9.4%

Dolaylı Proje Maliyetleri

392,000

14.9%

Maaşlar ve Beklenmedik Maliyetler

235,000

8.9%

Mal sahibi maliyetleri

439,950

16.7%

Toplam

2,639,700




Toplam ($/kW)

4,400




Source: Table 10-1, EIA (2013c).
Tablo 1’de Karbon yakalanması olmayan 600 MW'lık IGCC santralinin maliyet dökümü verilmiştir (EIA, 2013c). Bu analiz ve maliyet tahminine göre süreç teknolojileriyle ilişkili ekipmanların maliyeti toplam maliyetin %46’sını oluşturmaktadır. Proje maliyetlerinin geri kalanı mühendislik, tedarik ve inşaat işlemlerinden (MTİ) kaynaklanmaktadır. Boru hattı, elektriksel materyaller ve kontroller gibi malzemeler toplam maliyetin %13.7’sini oluşturmaktadır (“İnşaat Materyalleri” ve “Elektrik hattı/ Jeneratör Temini”de dahil). İnşaat işleri ve hem inşaat firması hem de mal sahibinin proje yönetimi de dahil emek ve proje yönetimi maliyetleri toplam maliyetin %31.6’sını oluşturmaktadır (“Dolaylı Proje Maliyetleri” ve “Mal sahibi maliyetleri” de dahil). %9’luk bir paya sahip olan beklenmedik maliyetler daha tanımlanmamış maliyetlerin bir tahminidir ve maliyet belirsizliğinin bir ölçütüdür. Bu belirsizliğin başta gelen bileşeni, benzer tesisler inşa etme deneyimidir.
Detaylı mühendislik, enerji verimliliğini maksimize etmek için enerji entegrasyonu, ekipman seçimi ve işletilebilirlik ve fabrika planını iyileştirmek için yapılandırma da dahil olmak üzere bütün süreç teknolojilerini bir araya getirmelidir. Fabrika planı boru hattının uzunluğu, temeller ve yapılar üzerinde bir etki yaratabilmektedir. Mühendislik ve inşaat deneyimi süreç ve proje icrasının optimizasyonu için fırsatlar sağlamaktadır. Bunlar maliyetleri ve belirsizliği azaltmak için fırsatlardır.

IV. Sonuçlar ve Tartışma



Tablo 1 Nominal 600 MW'lık Kömür Kullanan Gazlaştırma ile Elektrik Üretimi IGCC Santralinin (Karbon yakalanması olmadan) Temel İnşaat Maliyetleri

A. Gazlaştırma ve IGCC’nin global gelişimi

1. Global enerji ve kömür tüketimi projeleri

Şek. 1’de gösterildiği üzere dünyanın çoğu bölgesinde doğalgaz fiyatları yüksektir ve uzun vadeli sözleşmelerde petrol fiyatına bağlı olmaya devam etmektedir.4 ABD, 2005-2006’dan bu yana petrol fiyatından bağımsız olan düşük doğalgaz fiyatlarıyla bir istisnadır (daha fazla detay için Bkz. Bölüm 4.A ve Tamamlayıcı Materyal). ABD ve global bazda doğalgazın göreli fiyatı göz önünde bulundurulduğu zaman kömür tüketiminin Kuzey Amerika’da azalacağı ama başta önümüzdeki 20 yıl içinde güçlü bir ekonomik büyüme beklenen Çin ve Hindistan gibi ülkelerde global olarak artacağı öngörülmektedir. Bir tahmine göre (BP, 2013) 2030 yılında Çin global kömür tüketiminin %52’sini ve Hindistan da %12’sini tüketiyor olacak ve 2013 ile 2030 yılları arasında kömür talebindeki büyümenin sırasıyla %63’ü ve %29’unu oluşturacaklardır. Çin, Hindistan ve Japonya tarafından çoğunlukla LNG halinde ithal edilen doğalgaz ise enerji üretimi amacıyla kullanım için göreli olarak pahalıdır (Şek. 1). Örneğin, Çin’de 2012’de ithal edilen LNG fiyatları ortalama $10/ MMBtu seviyesinde izlemiştir ve bu rakam ABD ortalamasının neredeyse üç katıdır (Bloomberg, 2012; FERC, 2012). Bu ülkelerde kömürün düşük maliyetli enerji kaynağı haline gelmesi şaşırtıcı değildir.


2. Enerji üretimi dışındaki kullanımda gazlaştırmadaki büyüme
Asya-Pasifik kömürden kimyasal üretimi endüstrisinde benzer bir maliyet teşviki bulunmaktadır. Bölgede tarıma olan talebin büyümesi kömürden kimyasal üretimi endüstrisindeki dramatik büyümenin en önemli itici gücü olmuştur. Nitrojenli gübrelerin başlıca bileşeni olan Amonyak dünyanın birçok bölgesinde doğalgazdan üretilmektedir. Kömürün göreli olarak düşük ve istikrarlı maliyeti, doğalgazın pahalı olduğu bölgelerde amonyağın doğalgaz yerine kömürden elde edilmesi için güçlü bir teşvik yaratmaktadır.

Şek. 2, uygulama alanına göre gazlaştırma kapasitesindeki büyümeyi göstermektedir. Güney Afrika’da kurulan gazlaştırma ile kömürden sıvı yakıt (“motor yakıtı”) üretimini ve 1970lerin sonunda kömürü sentetik doğalgaza (SNG) dönüştüren –bu vakada metan- ABD’deki Great Plains projesini vermektedir. Aynı zamanda 1990larda Avrupa ve ABD'deki eski IGCC santral projelerine de yer verilmiştir.



Kömürden kimyasal üretim endüstrisi 1980lerde Kingsport, TN’de asetik asit fabrikasının ve Japonya’da kömürden amonyak üretim tesisinin kurulması ile başlayan sürüklemeli akış ile gazlaştırmaya dayanmaktadır. Çin, ilk sürüklemeli akış ile gazlaştırma yöntemini kullanan kömürden amonyak üretimi tesisini 1987’de ikincisini ise 1993’te kurmuştur. Sürüklemeli akış ile gazlaştırma teknolojisi daha önce olduğundan çok daha fazla kömür bazlı amonyak üretimine imkan tanımıştır (UN, 1998). Çin’de kömürden amonyak üretimi fabrikalarının başarılı operasyonu 2000lerin ortalarında gazlaştırma kapasitesinde dramatik bir büyümeye neden olmuştur (Şek. 2). Çok geçmeden Çin’de kömürden metanol üretimine başlanmıştır. Şek. 3, Şek. 2’nin coğrafi bölgelere göre yeniden ifade edilmiş versiyonudur. Çin’deki kömürden kimyasal üretim endüstrisinin etkisi belirgindir.



B. IGCC’nin geleceği ile ilgili çıkarımlar

1. Teknoloji difüzyonu Teknoloji yaşam çevrimi çoğunlukla bir S eğrisi ile temsil edilebilir (Bistline ve Rai, 2010; Grubler et al., 1999; Rai et al., 2010; Riahi et al., 2004; Rubin et al., 2004). Sermaye teşvikli enerji teknolojileri bağlamında Rai et al. (2010) teknoloji yaşam çevrimi eğrisini şu şekilde tanımlamıştır (Şek. 4):




Figure 3: Bölgeye göre global gazlaştırma kapasitesi

Data source: Gasification Technologies Council (GTC) gasification database.

Öncelikle yeni teknolojinin uygulandığı ve potansiyel pazara bunun sınırlı bir ölçekte işe yaradığının gösterildiği teknoloji tanıtım süreci gelir. İkinci olarak, kullanılan yöntemlerin büyük ölçekte ticari riskleri yeterince azalttığının kanıtlandığı, ticari uygulamaların en azından belirli bir sayıda projenin sürdürülmesini sağladığı difüzyon aşaması gelir. Difüzyon aşaması çoğunlukla finansal riskleri azaltmakla ilgilidir: difüzyonun önündeki engel teknolojinin farkındalığının az olmasından ziyade bu yeni teknolojiyi kullanan şirketlerin bunu güvenli bir şekilde kar elde ederek yaptıklarının yeterince gösterilmemesidir.


Geleneksel teknoloji yaşam çevrimi S-eğrisi (Şek. 4) ve Şek. 2 ve 3’te verilen kümülatif gazlaştırma kapasitesi göz önünde bulunursa gazlaştırmanın difüzyon aşamasında ilerlemiş olduğu görülmektedir. Bu durum, artan düzeylerde standartlaştırma ve olası maliyet düşüşü anlamına gelmektedir.

Diğer yandan, kümülatif IGCC kapasitesinin dünyadaki durumu (Şek. 2’deki "güç” bandı) ve devletin IGCC tanıtım programlarındaki devam eden rolü teknolojinin hala teknoloji difüzyon eğrisinde yenilik tanıtım aşamasında olması ile bağdaşmaktadır. Bunun başlıca sebebi deneyim eksikliği veya bölüm III’te tanımlandığı üzere IGCC’nin dördüncü bileşenidir –inşaat ve entegrasyon. 1980ler (Cool Water) ve1990larda (Wabash and Polk) IGCC’nin erken dönem tanıtım birimleri ABD Enerji Bakanlığının (EB) desteği ile inşa edilmişti. “Referans fabrikayı” tasarlamak için GE ve Bechtel bir ittifak kurmuş ve fabrika tasarımı standartlaştırılmaya, maliyetler düşürülmeye ve teknolojinin yaşam çevrimi eğrisinin difüzyon aşaması başlatılmaya çalışılmıştır. Geçtiğimiz yıllarda ABD’de birkaç tane IGCC enerji santrali kurulmuştur ya da kurulma aşamasındadır (GCCSI, 2012). Ancak IGCC’nin eğrinin difüzyon aşamasındaki ilerleyişi karbon sınırlamaları, düşük doğalgaz fiyatları ve zorlu ekonomik koşulların daha fazla IGCC fabrikası kurulmasını zorlaştırması nedeniyle gecikmiştir.



2. Gazlaştırma teknolojisi geliştirmekte Çin’in büyüyen rolü

Şek. 5, Şek. 2 ve 3’te verilen gazlaştırma kapasitesi şemasının bu sefer de gazlaştırma teknolojisi sağlayıcılara göre yeniden ifade edilmiş versiyonudur.


Başta Doğu Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (ECUST) olmak üzere Çin firmaları tarafından geliştirilen gazlaştırma teknolojisi 2005 yılı civarında fabrikalarda görülmeye başlanmıştır. Çin firmalarının gazlaştırmadaki deneyimleri büyüdükçe ve dünyanın diğer köşelerinde kazanılan deneyimleri geride bıraktıkça Çin kendisini deneyimli bir gazlaştırma teknolojisi sağlayıcı olarak geliştirecek ve uluslararası alanda genişleyecektir. Bu sadece ECUSt gibi teknoloji sağlayıcılar için değil aynı zamanda detaylı mühendislik ve inşaat çalışmaları yürüten mühendislik firmaları için de geçerli olacaktır. Bu mühendislik firmaları Çin firmalarının yanı sıra Çin’de operasyonları olan uluslararası teknoloji sağlayıcılar için de projeler tasarlamakta ve geliştirmektedir. Bunun sonucunda tasarım, mühendislik ve inşaat deneyiminin neredeyse hepsi bu Çinli mühendislik firmalarında toplanmaktadır.




Şekil 5 Global Gasification Capacity, by Technology Provider

Data source: Gasification Technologies Council (GTC) gasification database.
Şekil 3 ve 5’in gazlaştırma endüstrisi hakkında ortaya koyduğu sonuçlar oldukça açıktır. Öncelikle, hızla artan enerji talebi karşısında Çinli firmalar enerji santrali tasarımını standartlaştırmakta ve dolayısıyla da maliyetleri düşürmekte büyük bir beceri göstermiştir. Tasarımın standartlaştırılması ve maliyetlerin düşürülmesindeki bu motivasyonun gazlaştırma endüstrisinde de görülmesi beklenebilir. İkinci olarak, Çin’in dünyanın en deneyimli gazlaştırma fabrikası operatörü haline gelmekte olması nedeniyle Çin’in aynı zamanda gazlaştırma teknolojisinde önde gelen yenilikçilerden biri olmasını beklemek makul olacaktır. Şek. 5’te gösterildiği üzere bu süreç şimdiden başlamış olabilir.

3. Çin’de IGCC ve gazlaştırmanın geleceği hakkında çıkarımlar

Çin’deki kömürden kimyasal üretimi fabrikalarının hızla büyümesi güçlü bir kaynak tabanı, açık ve istikrarlı bir politika ve kömür-petrol-doğalgaz fiyatları arasındaki uçurumun gazlaştırma ve IGCC teknolojilerinin daha geniş çapta uygulanması için doğru koşulları sağlayabileceğini göstermektedir. Kömür-petrol-doğalgaz fiyatları arasındaki uçurum başta Asya Pasifik bölgesi olmak üzere dünyanın diğer bölgelerinde de yeni fırsatlar yaratacaktır. Kömür bazlı gazlaştırma projelerinin doğalgaz ya da geleneksel olarak doğalgazdan elde edilen kimyasalları üretmek için düşük maliyet fırsatı yaratması nedeniyle bu tür projelerin yeterli ölçekte ve sayıda kurulduğu zaman doğalgaz ve petrol fiyatı arasındaki bağlantıyı sarsabileceği unutulmamalıdır.


Hükümetinin proje planlama ve uygulamada oynadığı role bağlı olarak Çin gazlaştırmanın geleceğinin açık bir resmini çizmektedir (Morse et al., 2009; Rong ve Victor, 2012). Gazlaştırma değerlendirmesi (2011-2015), kömürden kimyasal üretiminin başta gelen uygulamaları olan amonyak ve metanol projelerinin Çin’de geliştirilmeye devam ettiğini (Xia, 2011) göstermektedir (Tablo 2). Bununla birlikte, kentleşme hareketlerini desteklemek ve evsel enerji kullanımı nedeniyle büyük topluluklarda oluşan emisyonları azaltmak için SNG geliştirilmesine odaklanılacaktır (Asiachem, 2012a). Çin’in ithal petrole bağımlılığını azaltmaya yardımcı olması beklenen kömürden likit (KL) üretimi uygulamaları Çin’de diğer bir ana odak noktasıdır-çok sayıda KL fabrikası işlevsel durumdadır ve birçok yenisi de planlama aşamasındadır (Dai, 2013). Operasyonel olanlar arasında Shenhua Ordos KL projesi dikkate değer bir projedir: 1.08 milyon ton/yıl kapasitesiyle bu proje 2012 yılında 5.73 milyar RMB ciro etmiş ve yaklaşık 500 milyon RMB kar etmiştir (Asiachem, 2012a). Diğer bir dikkate değer KL fabrikası ise 4 milyon ton/yıl kapasiteyle yapım aşamasında olan Ningdong, Ningxia’da bulunan Shenhua Ningxia Coal Chemical’dır (Asiachem, 2012b).


Table 2: China Gasification Outlook for 2011-2015.

Products

Capacity (Mt/a)

Syngas Demands (Nm3/h)

Gasifiers

CTL

12

9,710,000.00

50

CTO

6

3,660,000.00

19

SNG

25 (bn Nm3)

8,710,000.00

45

Ammonia

12

4,471,000.00

23

Methanol (Ex-CTO)

10

2,290,000.00

12

MEG

3

1,500,000.00

8

Sum




30,341,000.00

157

Data source: Xia (2011).

Geleneksek kömür kullanan elektrik üretim santrallerine göre IGCC’de verimlilik ve çevresel faydalar bakımından bazı gelişmeler olacaktır. Huaneng Group tarafından sürdürülen Tianjin’deki 400 MW GreenGen IGCC projesi belki de Çin’in bu cephedeki çabalarının en büyük örneğidir (Morse et al., 2009). Bununla birlikte IGCC’nin geleneksel kömür ve doğalgaza göre maliyeti bu teknolojinin yakın zamandaki geniş çaplı kullanımını sınırlayacaktır. Çin’de IGCC’nin geliştirilmesi ve kullanılmasına ilişkin olarak ülkenin enerji politikası yakıt tedarikinin güvence altında olmasına, ucuz ve güvenilir elektriğin mevcudiyetine ve başlıca enerji teknolojilerine dayanmaktadır (Morse et al., 2009; Wilson et al., 2011; Peng, 2010) IGCC’nin bu politikadaki rolü elektrik üretiminin daha verimli ve temiz bir yolunu sunmaktır (Dai, 2013; Liu ve Gallagher, 2009; Morse et al., 2009; Senior et al., 2011). Çin’in yabancı teknolojilere bağımlı olmayı stratejik bir zaaf olarak görmesi nedeniyle ülke içinde üretilen fikri mülkiyeti kullanarak IGCC teknolojisini oluşturmak enerji güvenliğinin başka bir unsurudur (Dai, 2013; Morse et al., 2009; Rai et al., 2013). Böylelikle, IGCC kullanımı ardındaki ekonomik itici güçler arasında; geleneksel üretim yöntemlerine göre kömür yakıtının düşük maliyetleri (yüksek verimlilik nedeniyle), enerji yeğinliğindeki düşüş (Çin için milli bir hedef), yerel kirliliğin etkilerinin azalması ve IGCC’nin yüksek verimliliği sayesinde kömür ve su tedariki lojistiği üzerindeki baskının azalması sayılabilir.


C. Kömürün ABD’deki gerilemesi sırasında IGCC’deki gelişmeler

Şek. 1’de görüldüğü gibi kömürün durumu ABD’de oldukça farklıdır. Aslında ABD, büyük oranda milli kaynaklarıyla beslenen bir doğalgaz piyasasına sahip olmasıyla bir istisnadır.

Şeyl gazı ile güç alan doğalgaz üretimindeki oyunun kurallarını değiştiren artış sırasında kömür projeleri geliştiren taraglar son derece zor ve belirsiz bir ekonomik ve yasal iklim ile karşı karşıya kalmıştır. Enerji üretimi planlayan kişiler emisyonu düşürme doğrultusundaki çevre gereklilikleri, yeni düzenleme önerileri, düşük maliyetli üretim gerektiren menfaat sahipleri, teknoloji takibi ve çalışanlar için güvenlik ve hissedarlar için getiri sağlama gibi gerekliliklerle yüzleşmiştir (Enerji Politikası Forumu, 2012; EIA, 2013a; Rong ve Victor, 2012). Göreli olarak temiz bir hammadde olan doğalgazın 2009’dan bu yana düşen maliyeti kömür için durumu daha da zorlaştırmıştır. Bunun sonucu kömür projesi geliştirmekte artan belirsizlik ve maliyetler olmuştur (ABD’deki kömür bazlı enerji üzerindeki yasal belirsizlik ve ülke içi yakıt rekabetinin etkileri hakkında daha fazla bilgi için bkz. Tamamlayıcı Materyal).

İnşaat maliyetlerinin yakın zamanda artması ve hammadde fiyatlarındaki değişkenlik de inşaat maliyeti yönetimini ve tahminini zorlaştırmıştır (daha fazla bilgi için bkz. Tamamlayıcı Materyal). Bu durum 2008’den bu yana inşaat firmalarının toplu ödemeyle inşaat sözleşmeleri imzalamaktan çekinmelerine neden olmuştur.7 Sabit bir maliyetle inşaat sözleşmesi yapmanın zorluğu ya da alternatif olarak sabit maliyetle inşaat sözleşmesi yapmanın yüksek maliyeti bir IGCC ya da kömürden kimyasal üretimi fabrikası inşaatı için finansman sağlamayı ABD’de büyük bir sorun haline getirmektedir.

2000li yılların sonlarına doğru 2000lerin ortalarındaki kömüre hücumun durduğu kesinliğe kavuşmuştu. 2007’de Ulusal Enerji Teknoloji Laboratuvarı (NETL) tarafından takip edilen 151 kömür projesinden 102’si 2011 yılına kadar iptal edilmiştir, 41’i operasyonel ya da yapım aşamasındaydı ve sekizi geliştirme aşamasındaydı (Sourcewatch, 2013). Geliştirme aşamasında olan sekiz tesis yıllardır bu konumdaydı ve bu tesislerin kaç tanesinin gerçekten inşa edileceğini söylemek zordur.

Operasyonel ya da yapım aşamasında olarak listelenen 41 kömür fabrikasından Duke Edwardsport fabrikası bir IGCC fabrikasıdır.



1. Duke Edwardsport IGCC fabrikası, Indiana

Enerji üreticilerinin artan doğalgaz fiyatlarına tepki olarak kömür fabrikalarına geçiş yaptıkları 2000lerin başında IGCC kullanışlı bir opsiyon olarak görüldü. Enerji üretim şirketleri teknoloji sağlayıcılara maliyetlerde daha az belirsizlik, daha fazla performans beklediklerini ve IGCC yatırımı yapılmasını istediklerini söylüyorlardı. Elektrik enerjisi endüstrisinin daha az belirsizlik ve risk olması ihtiyacı doğrultusunda gazlaştırma teknolojisi firmaları mühendislik firmalarıyla işbirliği yaptılar. Teknoloji sağlayıcılar pazarın gelişmesine hazırlanırken IGCC teknolojisini ticarileştirme süreci ve momentumu 2008’de hammadde maliyetlerinin yükselmesi, düzenleyici yasalardaki belirsizlik ve düşmekte olan doğalgaz fiyatlarıyla birlikte hız kesti. Bununla birlikte, bir IGCC projesi ticari sözleşmelerini tamamladı ve 2008’de inşaata başlandı.

2008’de Duke Energy, GE Energy ve Bechtel ile 618 MW IGCC fabrikasının Duke’un Edwardsport, Indiana’daki sahasına inşa edilmesi üzerinde anlaşma sağladı. 160 MW’lık kömür kullanan enerji santrali bu sahada işletilmekteydi. Duke, daha eski ve küçük kömür fabrikasının mevcut izinleriyle yeni bir IGCC fabrikası inşa etme iznini almıştı. Daha büyük olmasına rağmen IGCC fabrikasından çevreye yayılan toplam kriter kirletici emisyonları orijinal 160 MW’lık fabrikadan daha az olacaktı (Duke, 2014).
Bununla birlikte bu fabrika sahadaki inşaat maliyetlerinin artacak olması nedeniyle tartışmalara yol açtı. 2006’da fabrikanın $1.985 milyara mal olması öngörülmüştü; 2009 yılında ise Indiana Tesis Düzenleme Komisyonu (IURC) bu meblağın $2.35 milyara çıkarılmasını onayladı (Duke, 2009). Günümüzde tahmin edilen maliyet $3.5 milyara kadar yükselmiştir (IURC, 2012). 9 Ocak 2012’de IURC toplantısında Duke Energy CEO’su Jim Rogers, bu tahminlerin tamamen yanlış olduğunu, asıl problemin zamanın ötesinde olmaları ve öncü olmaya çalışmaları olduğunu söylemiştir (Smith, 2012). Çelik, beton ve diğer materyaller için yapılan tahminlerde Tampa Elektrik santralinin (önceki bir IGCC projesi) ölçeğinin alınmasının projeyi hafife almak olduğuna değinilmiştir (Smith, 2012).

IURC dosyaları aynı zamanda sözleşme yapma stratejisi hakkında da tartışmalar olduğunu ortaya koymuştur. 17 Şubat 2010’da Bechtel Yönetim Kurulu Başkanı Bill Dudley Jr.’ın Duke Energy’ye gönderdiği mektupta Mr. Dudley, Bechtel'ın performansını savunmuş ve projenin en başta “toplu ödeme anahtar teslim bir proje” olarak yapılandırıldığını belirtmiştir. Duke bu mektuba hiçbir zaman toplu ödemeli bir anahtar teslim teklifi yapılmadığını söyleyerek karşılık verdi. Şirket, “günün şartları altında en makul ve sağduyulu yaklaşım olması nedeniyle” Bechtel ile maliyet artı sözleşmesi imzaladı (Russell, 2011).

Edwardsport fabrikasının inşaatı bitmiştir. Kapsamlı çalıştırma testleri sonrasında fabrika ticari operasyonlarına Haziran 2013’te başladı (Duke, 2014).

Fazla maliyetler ABD’nin günümüzdeki koşulları altında IGCC’yi daha da zor bir teklif haline getirmiştir. Duke maliyet artışları gelecekteki projeler için daha da yüksek maliyet tahminlerine neden olmaktadır (EIA, 2013c). Duke IGCC deneyimi, tasarım, inşaat ve entegrasyon deneyiminin öneminin bu gibi projelerin ekonomik başarısının anahtarı olduğunu bir kere daha vurgulamaktadır. Çin’deki gazlaştırma deneyiminin boyutu ise Çinli firmalara gelecekteki IGCC gelişmeleri için bir inşaat avantajı sağlayacaktır.



D. ABD’de IGCC: geleceğe bakış

1. Gazlaştırma ve IGCC’nin ABD’deki geleceği hakkında çıkarımlar

Enerji şirketleri ve bağımsız enerji üreticileri (IPP) için proje geliştirenler 2000 yılında doğalgaz fiyatlarının artmasını takiben rotayı kömüre çevirdiler. Proje geliştiren kişiler öncelikle doğalgaz kombine çevriminde son derece başarılı olan IPP modelini IGCC geliştirmede kullanmayı denediler. Bununla birlikte, doğalgaz kombine çevrimine ait IGCC sermaye gereksinimlerinin artık düşük kömür maliyetleriyle dengelenmediğini kısa sürede fark ettiler. Gazlaştırma kullanılarak yüksek değerli kimyasallar (başta amonyak, metanol veya SNG) üretmek enerji üretiminden daha karlıydı. Günümüzde ABD’deki bütün gazlaştırma projeleri kömür/petrol kokundan kimyasal üretimi projeleridir.

Bu kömür/petrol kokundan kimyasal üretimi projeleri yüksek sermaye maliyetleri ve mevcut düşük doğalgaz fiyatlarına rağmen başarılı olabilir. Bu projelerin hepsinin temiz kömür teknolojisi kullanmaları nedeniyle ileri kömür teknolojileri için kredi garantisi (EPACT, 2005a), endüstriyel gazlaştırma projeleri için yatırım vergisi kredileri (EPACT, 2005b) ve karbon yakalanması ve depolanması için vergi kredileri (EISA, 2007) de dahil olmak üzere devlet teşviki alma olasılıkları yüksektir. Bu projeleri geliştirmek için önemli yatırımlar yapılmıştır ve yatırımın karşılığının alınabilmesi için projelerin inşaat aşamasına geçmesi gerekmektedir. Bu fabrikaların karbon depolamasının gelişmiş petrol kurtarımında karbondioksit enjeksiyonu (CO2-EOR) olması planlanmaktadır. Bu projelerin her biri, CO2‘nin alım fiyatı ve/veya projeye doğrudan yatırım ile CO2-EOR yoluyla üretilen değerin bir kısmını kömürden kimyasal üretim tesisine transfer etme mekanizmasına sahiptir. Genel olarak, makro düzeyde kömür bazlı projeler geliştirmeye devam edilmesinin enerji kaynağı çeşitliliği açısından mantıklı olduğu söylenebilecek olsa da ABD federal bütçesinin durumu nedeniyle artan belirsizlik ve hükümet teşvikinin olmaması halinde projeye özel, mikroekonomik bazda bir şey söylemek zordur.

2. Doğalgaz yeni gelişmeler üzerinde hakimiyet kuruyor: kömüre yer var mı?

Her bakımdan ABD’deki şeyl gazının oyunun kurallarını değiştirdiği kanıtlanmıştır. Şeyl gazı gelişmesi kimya ve enerji endüstrilerinde hızlı ve uzun vadeli bir etkiye sahip. Kimyasal ihracatı dramatik bir şekilde büyüdü. New Orleans limanından rapor edildiğine göre kimyasal ihracatı 2010 yılında 2009 ile kıyaslandığında %34 arttı ve ABD kimyasal ihracatı on senedir ilk defa 2010’da kimyasal ithalatını geçti (Kaskey, 2011). Bu büyüme, limanın ard arda rekor seviyeler rapor etmesiyle 2011 ve 2012’de de devam etti (Burnson, 2012).

Bu doğalgazı hammadde olarak kullanan yeni kimyasal üretim tesislerinin inşa edilmesi ABD’nin bol miktarda doğalgaz tedarikçisine sahip olacağı yeni bir döneme girdiğinin kanıtıdır. Uzun vadeli etkisi yeni etilen üretim tesislerinin açılışının duyurulmasıyla görülebilmektedir -2001’den bu yana ABD’de kurulan ilk. Dow Chemical, 2017 senesinde Körfez kıyısında yeni bir etilen fabrikası açacağını, Louisiana’da kullanılmayan bir fabrikayı yeniden açacağını ve iki propilen fabrikası kuracağını duyurdu. Chevron Phillips Chemical, Formosa Plastics ve LyondellBasell Industries gibi şirketlerin hepsi ABD’nin Körfez kıyılarında yeni fabrikalar açmayı düşündüklerini açıkladılar. Royal Dutch Shell, Appalachia’da bir etilen fabrikası açacağını duyurdu –bölgede 50 senedir ilk (Kaskey, 2011).

3. ABD’de ne değişebilir?


Uzun vadeli düşünecek olursak, daha önce de çok sayıda gaz tedarikçisi olduğu zamanlar oldu ve bunları doğalgaz sıkıntısı ve doğalgaz fiyatlarının arttığı dönemler izledi. Bu sıkıntıların sebebi pazarların ve gaz tüketen fabrikaların agresif bir şekilde büyümesi veya doğalgaz üretiminin beklendiği gibi gelişmemesi olabilir. 1970lerin sonuna doğalgaz tedariki hakkındaki endişeler damgasını vurmuş ve bunu fiyat kontrolleri rahatladığı zaman bol miktarda arzın olduğu bir dönem izlemiştir. 1990larda Meksika Körfezinden doğalgaz arzı ile ilgili olumlu havayı 21. yüzyıla girerken yaşanan gaz krizi izlemiştir. Bugün yine hakim görüş doğalgaz arzının öngörülebilir bir süre ile bol olacağı şeklindedir (EIA, 2013a).

EIA’nın Yıllık Enerji Değerlendirmesi (2013) şeyl gazının yüksek oranlarda üretiminin ve düşük doğalgaz fiyatlarının devam edeceğini öngörüyor. Bununla birlikte, doğalgazın şeylden ucuz maliyetlerle çıkarılabilirliği değişebilir. Belki de büyük çevresel talihsizliklerin bir araya gelmesi sonucu yasal düzenlemelerdeki ya da su kaynakları üzerindeki kümülatif bir değişiklik bu gidişatı değiştirebilir. Şeyl gazının hem çevresel hem de su kullanımıyla ilgili mevcut endişeler olsa da (Enerji Politikası Forumu, 2012; Olsmstead et al., 2013; Spence, 2013; Vidic, 2013) açıkçası bu spesifik sorunların gelecekte şeyl gazının gelişimini engelleyeceğini düşünmüyoruz. Şimdiden oyunun kurallarını değiştiren şeyl gazının gelişiminin ilk aşamalarında olduğunu düşünüyoruz. Gelecekte şeyl gazının hızını ve ölçeğini etkileyebilecek birçok pazar, yasal, çevresel ve kamuoyu belirsizliği bulunmaktadır. Bu belirsizliklerin ne zaman ve nasıl etkisini göstereceğini ve ABD enerji sistemini nasıl etkileyeceklerini bilemiyoruz ama bunların sadece var olduğunu ve etkilerinin enerji sistemi ve ekonomi için son derece yıkıcı olabileceğini biliyoruz.

Bol miktarda doğalgaz arzı olacağı görüşü devam mı edecek yoksa mevcut tahminlerin fazlasıyla iyimser olması nedeniyle bunlar değişecek mi?9 Belki de uzun vadeli doğalgaz fiyat istikrarı görüşü çok fazla proje geliştirilmesine neden olacak ve yeni bir krize yol açacak? ABD’nin şeyl gazı döneminin başlangıcında, kaynakların ve altyapının yeniden rekabet düzeyine gelme sürecinde ne olacağını söylemek için hala çok erken. Bununla birlikte, geçmiş deneyimler ve potansiyel gelecek senaryoları, yenilenebilir teknolojiler ve temiz kömür gibi diğer teknolojilerin gelişiminin devam etmesini güvence altına almaktadır.

V. Sonuç

Kömür ile enerji üretiminin çevresel etkileri çerçevesindeki düzenleyici yasalardaki belirsizlik ABD’de kömür yatırımlarını zaten frenlemişti. Şeyl gazı ile gelen düşük doğalgaz fiyatları da kömür projelerinin gelişimini yavaşlattı. Genel olarak, doğalgaz fiyatlarının önümüzdeki on sene boyunca ~$4-6/MMBtu (EIA, 2013a) seviyesinde olacağı beklentisi ve gittikçe daha sıkı çevresel yasal düzenlemeler yapılması ihtimali nedeniyle ABD’de temi kömür için ticari bir tablo çizmek neredeyse imkansızdır.

Daha temiz kömürün ABD enerji üretim sepetine geri dönmesi için iki senaryo görüyoruz: (1) IGCC maliyetinin hızlı teknolojik değişimler ile büyük ölçüde azalması ve (2) şeyl gazı tedarik zincirinde arz hızında kesintiler olması ya da yanlış tahminler.

Maliyet ele alınacak olursa, yüksek maliyetler 40 senedir gazlaştırma için bir sorun olmuştur. Bu konuda bir ilerleme kaydedilecekse bunun en yüksek teknik ve ticari aktivitenin olduğu Çin ile bağlantılı olması beklenmektedir. Bu gelişmeler Çin dışında olsa dahi Çin’in gazlaştırma pazarının en azından yakın geleceğe kadar en yüksek ticari faaliyete sahip olacağı düşünülecek olursa ticari ölçekte teknolojik öğrenme süreci çoğunlukla Çin’de meydana gelecektir. Diğer bir deyişle, temiz kömür teknolojisinde teknoloji liderliğinin ABD’den (ve Avrupa) Çin’e kayması beklenmektedir ki bu kayma günümüzde meydana gelmektedir.

Şeyl gaz arzındaki kesintiler, eğer olursa, ABD’de IGCC gelişimi için en güçlü nedeni ortaya koyabilir. Bu kesintilerin nedenleri arasında kabul edilemez düzeylerde çevresel, sismik veya su kullanımı etkileri yer alabilir (Enerji Politikası Forumu, 2012; Olsmstead et al., 2013; Spence, 2013; Vidic, 2013). Dünyada LNG ticaretinin hızlanması ile global gaz pazarlarının tam entegrasyonu da, domestik gaz arzı yeterince esnek olamazsa ABD gaz fiyatlarını yükseltebilir. Nedeni her ne olursa olsun gaz arzında böylesi büyük bir kesinti olması halinde IGCC ABD’de bu boşluğu doldurabilecek kullanışlı bir teknolojik seçenek olarak görülebilir. Bu seçeneği koruyabilmek için ABD’nin modern IGCC geliştirilmesinde aktif rol alması gerekmektedir. Yine de ABD’nin IGCC teknoloji gelişiminde oynayacağı rolün boyutu ve doğasına karar vermek için daha fazla analiz yapılmalıdır.

Gelişmekte olan ülkelerde kömür bazlı enerji sistemlerinin kurulmaya devam etmesi (Scott et al., 2012) ABD’ye CO2 emisyonlarını hem doğrudan hem de dolaylı olarak azaltmakta yardımcı olma çalışmalarının bir parçası olarak aktif bir şekilde IGCC araştırmaları yapması için neden vermektedir. IGCC'ye (ve çoğunlukla CCS) yapılan ABD yatırımları IGCC maliyet eğrisinde kolektif global deneyime katkıda bulunmakta ve bu teknolojiyi kullanacak özellikle gelişmekte olan ülkeler için düşük karbon emisyonlu teknolojilere yatırım yapmayı daha kolay ve ucuz hale getirecektir (Markusson et al., 2011).

Yukarıda da belirtildiği gibi Çin gazlaştırma sürecinde rekabet avantajı oluşturmaktadır ve Çinli firmalar yakın zamanda gazlaştırma/IGCC teknolojisi tedarik zincirinde odak noktası haline gelebilir. Bu olduğu zaman ABD (veya Avrupa) firmaları artık daha temiz kömür için teknoloji geliştirmede lider olmayacaktır. ABD şirketlerinin çalışma stratejilerinin bir parçası olarak en son teknolojiye erişebilmeleri için tedbir amaçlı ön yatırım yapmaları gerekecektir. Bu durum, ABD firmalarının, ortak yatırımlar ve diğer mekanizmalar yoluyla Çin’in gelişmiş fikri mülkiyetine erişim sağlayabilmek için Çin enerji sisteminde rol almaları gerektiğinin altını çizmektedir (Rai et al., 2013).

Son olarak, ABD DOE daha temiz, düşük maliyetli kömür uygulamalarını teşvik etmek için gazlaştırma/IGCC teknolojisine sponsor olmuştur (NETL, 2013b). DOE sponsorluğundaki Ar-Ge, düşük sermaye maliyetleri ve esnek yakıt kullanım seçeneği sunan daha yüksek hidrojen içeriğine sahip yakıtları yakabilme kapasitesine sahip türbinler –karbon yakalanması olan IGCC uygulamasında kullanılan türbinlerin istenen bir özelliği- gibi önemli teknolojik zorlukları ele almaya devam etmelidir.

Bu iki strateji –Çinli ve ABD’li firmalar arasında ortaklıklar ve ortak fikri mülkiyet geliştirme (Belki de Çin Yasalarının gelişimine de bağlıdır) ve hükümet sponsorluğunda Ar-Ge’nin devamı- ABD’nin temiz kömür teknolojilerinde minimum yatırım opsiyonunu korumasına yardımcı olacaktır.

Ek A. Tamamlayıcı bilgi

Bu makale ile ilişkili tamamlayıcı veriye çevrimiçi versiyondan erişilebilir: http:// dx.doi.org/10.1016/j.tej.2014. 06.003.



Son notlar:

1. Bu gibi senaryoların örnekleri arasında karbon yakalanması sistemlerinin rolünü değerlendiren ACT ve BLUE IEA senaryoları da yer almaktadır (IEA, 2008).

  1. Fosil yakıt ile elde edilen enerjinin karbon yakalanması gerektireceği ve belki de fazlasıyla basit olduğunu varsayan senaryolar. Yüksek değişkenliğe sahip enerji üretimi olan yenilenebilir teknolojilerin gittikçe artan kullanımı, enerjinin bulunurluğunun devam ettirilmesi için yeterince hızlı ve esnek yedek kaynakların mevcut olmasını gerektirmektedir. Doğalgaz fabrikaları günümüzde bu istikrarı sağlamak için tercih edilen teknolojidir. Doğalgaz fabrikalarına karbon yakalanması sistemlerinin eklenmesi bu fabrikaların değişken talebe cevap verebilme hızından ödün verilmesine neden olacaktır. Bunun aksine, tasarım ve ekonomik faktörleri gereği kömür kullanan enerji santrallerinin başlıca amacı talebe cevap verebilme özelliklerinin daha mütevazi olmasıyla temel yük kapasitesidir.

  2. fizibilite çalışmasının 2 ile 3 sene içinde tamamlanması oldukça makul bir durumdur. Sorunlar, karşıt görüşlerin gücü ve şirket sahibi/geliştiricinin kaynakları ve azmine bağlı olarak bu süreç daha uzun sürebilir.

  3. ABD dışındaki çoğu pazarda doğalgaz fiyatı sözleşmeyle petrol fiyatına bağlanmaktadır. Bu, gazı piyasaya sürmek için gerekli altyapı yatırımının yapılabilmesi için gereken bir koşuldu. LNG tesislerine ve gemilerine yapılan yatırım bunun bir örneği, Avrupa kıtasına gaz dağıtımı için Kuzey Denizi boru hattı ağına yapılan yatırım ise başka bir örneğidir.

  4. Önümüzdeki birkaç yıl içinde ABD’den büyük miktarlarda LNg ihraç edilirse pazar payı için rekabet varsa, diğer bölgelerdeki ithalat üzerindeki baskıyı da azaltabilir. Bununla birlikte, ABD’den LNG ihracatının politik ekonomisi daha ilk günlerini yaşamaktadır ve uluslararası pazarlar üzerindeki etkisini öngörmek zordur.

  5. Her ne kadar karbon yakalanması ve depolanmasının kolaylıkla IGCC ile entegre edilmesi olasılığı bu teknolojinin cazibesini artırsa da karbon yakalanması ve depolanmasındaki gelişme IGCC’nin ardındaki itici güç değildir.

  6. 2005 ile 2008 arasında hızla yükselen sermaye maliyeti tahminlerinin başlıca nedeni çelik, bakır ve nikel de dahil hammadde maliyetlerindeki artıştır. Özellikle Çin’deki ekonomik gelişme bu maliyet artışlarının başlıca nedenlerinden biriydi.

  7. Kömürden kimyasal ve kömürden likit üretimi konseptleri proje geliştiricinin yeni bir endüstriyi öğrenmesini gerektirdi. Kömürden SNG üretimi, kömürden boru hattı kalitesinde gaz üretimini düşündürmesiyle ilginç bir konsepttir. Bu gaz, yazın en çok elektrik kullanılan günlerinde doğalgaz kombine çevrim tesislerinde kullanılabilir ve kışın en soğuk günlerinde doğalgaz ısıtıcı yakıt olarak kullanılabilir. Bu durumda IGCC entegrasyonunun değeri yoğunluğa göre doğalgaz ısıtma pazarına ve elektrik üretim pazarına feda edilmiş olur. Bağımsız proje geliştiriciler IGCC için gerekli ekonomiyi sağlayamazdı. IGCC’yi ticari olarak kullanışlı hale getirmek için gazlaştırma/mühendislik işbirliği 2005 ve 2006’da görüldü. Geliştiriciler IGCC geliştirmek için organize oldu, değerlendirmeyi tamamladı ve daha sonra kullanışlı bir proje geliştirmek için yeni bir iş öğrenmeleri gerekti.

9. Uzun vadede doğalgaz arzını ve fiyatlarını öngörmekteki performans şüphelere neden olmaktadır (örneğin bkz. EIA, 2013b).








July 2014, Vol. 27, Issue 6 1040-6190/© 2014 Elsevier Inc. All rights reserved., http://dx.doi.Org/10.1016/j.tej.2014.06.003



Yüklə 116,85 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©muhaz.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin