Türkiye’de Boru Hatları Hidrojen Taşınmasına Uygun mu?

Hidrojen, enerji geçişinde temiz bir seçenek olarak görülse de, mevcut doğal gaz boru hatlarında taşınması teknik ve ekonomik zorluklar yaratmaktadır. Bu makalede, hidrojenin mevcut boru hatlarıyla taşınmasındaki temel zorlukları, teknik gereksinimleri ve Türkiye’nin mevcut altyapısının bu bağlamda nasıl değerlendirilebileceğini ele alıyoruz.

1. Hidrojenin Boru Hattı Altyapısına Entegrasyonu: Teknik ve Yapısal Zorluklar

Malzeme Uyumluluğu:
Hidrojen, bazı metalik boru malzemelerinde kırılganlık (hidrojen embrittlement) yaratır; bu durum, çatlak oluşumunu ve boru kırılmasını hızlandırabilir. API X70 gibi modern çelikler kırılganlaşma riskine karşı daha dayanıklı olsa da, Türkiye’deki daha eski boru hatlarında bu risk daha yüksektir. Örneğin, Amerika’da yapılan çalışmalar, yüksek basınç altında çalışan çelik borularda %10’dan fazla hidrojen harmanlanmasının çatlak riskini %30 artırabileceğini göstermektedir.

Basınç ve Sızdırmazlık Gereksinimleri:
Hidrojenin küçük molekül yapısı, boru hatlarında doğal gazdan daha fazla sızma eğilimi gösterir. Bu durum özellikle eski çelik borularda ve ekleme noktalarında sızdırmazlık sorunlarına yol açabilir. Düşük basınçlı şehir içi dağıtım hatlarında hidrojen sızıntı riski %15-20 oranında azalırken, yüksek basınçlı iletim hatlarında bu oran %25’in üzerine çıkabilir. Bu da, sızdırmazlık açısından yeni çözümler ve yüksek güvenlik önlemleri gerektirir.

Hidrojenin Karbon Emisyonunu Azaltmadaki Verimliliği Tartışmalı:
Hidrojenin fosil gaz ile harmanlanarak karbon emisyonunu azaltma potansiyeli sınırlıdır. Hidrojen, enerji taşıma kapasitesi bakımından metanın yalnızca üçte biri kadar enerji taşıyabilir. Bu, %20 oranında bir hidrojen karışımının bile emisyon azaltma etkisinin %6-7 seviyelerinde kalmasına yol açabilir. Türkiye gibi enerji ihtiyacı yüksek ülkelerde bu etkinin oldukça sınırlı olduğu ve etkin karbon azaltma hedeflerine ulaşmada yetersiz kalabileceği düşünülmektedir.

2. Türkiye’de Mevcut Boru Hatlarının Hidrojen Harmanlaması İçin Uygunluğu

Türkiye’nin mevcut doğal gaz altyapısının yaklaşık %60’ı modern çelik borulardan oluşmaktadır; ancak %40’lık bir kısmı eski dökme demir ve düşük dayanımlı çelik borular içerir, bu da hidrojen harmanlamasına uygunluğu sınırlandırır.

Boru Hattı Yaşı ve Malzeme Dağılımı:
Türkiye’deki boru hatlarının yaklaşık %50’si 20 yıldan daha eski olup, bu durum malzeme yorgunluğu ve aşınma riskini artırır. Türkiye’deki modern boru hatlarının yaklaşık %70’inin %5 oranında hidrojen harmanlamasına uygun olduğu tahmin edilirken, bu oran eski hatlarda %30’a kadar düşmektedir.

Öne Çıkan Proje Örneği:
TANAP Boru Hattı, API X70 gibi yüksek mukavemetli çelik kullanılarak yapılmış olup %5 oranında hidrojen harmanlamasına teknik olarak uygundur. Ancak, yüksek basınç seviyeleri nedeniyle özel güvenlik ve sızdırmazlık önlemleri gerektirir.

Türkiye’deki Doğal Gaz Boru Hatlarının Hidrojen Harmanlamasına Uygunluk Sıralaması:

• Yeni İnşa Edilmiş ve Yüksek Standartlara Sahip Boru Hatları: TANAP, modern teknolojiyle inşa edilmiş olup, hidrojen harmanlaması için en uygun boru hatlarından biridir.
• Orta Yaşlı ve İyi Bakım Gören Boru Hatları: Mavi Akım Gaz Boru Hattı, düzenli bakım ve modernizasyon çalışmaları sayesinde hidrojen harmanlaması için uygun olma potansiyeline sahiptir.
• Daha Eski ve Bakım Gerektiren Boru Hatları: Batı Hattı gibi 1980’lerden kalan eski boru hatları, hidrojen harmanlaması için iyileştirme çalışmaları gerektirebilir.
• Yerel Dağıtım Şebekeleri: Şehir içi ve bölgesel dağıtım şebekeleri daha düşük basınçlarda çalışır, ancak kapsamlı değerlendirme ve iyileştirme gerektirir.

Bu sıralama genel bir bakış sunmakta olup, her bir boru hattının hidrojen harmanlamasına uygunluğu için ayrıntılı teknik analizler yapılması zorunludur.

3. Hidrojen Harmanlama İçin Teknik Standartlar ve Gereklilikler

ASME B31.12 – Hidrojen Boru Hattı Standardı: Hidrojenin taşınması sırasında malzeme güvenliğini sağlamak amacıyla sıkı güvenlik ve basınç yönetimi protokollerini kapsar. Özellikle, hidrojenin çelik üzerindeki kırılganlaştırıcı etkisine karşı ek önlemler önerir.

European Hydrogen Backbone (EHB): Avrupa’daki boru hatlarının %69’unun 2040 yılına kadar hidrojen taşımaya uyarlanabileceği öngörülmektedir. Türkiye de bu ağın bir parçası haline gelmek için modern boru hatlarının hidrojen uyumlu hale getirilmesi üzerine çalışabilir.

ISO TR 15916: Hidrojen taşıma sistemlerinde güvenlik önlemlerini belirleyen bu ISO standardı, sızıntı ve yanıcılık riskine karşı uluslararası bir kılavuz sağlar.

4. Türkiye İçin Öneriler: Hidrojen Harmanlamasına Geçişte Atılacak Adımlar

• Pilot Projeler: Almanya ve Birleşik Krallık örneklerinde olduğu gibi, %5 – %20 oranında hidrojen harmanlaması için pilot projeler başlatılmalıdır. Özellikle TANAP ve BOTAŞ gibi büyük hatlarda uygulanacak bu projeler, teknik ve ekonomik fizibilitenin yerel koşullara göre değerlendirilmesini sağlayacaktır.
• Altyapı Güncellemeleri: Türkiye’deki eski çelik boruların %40’ının hidrojen uyumlu hale getirilmesi, dayanıklı malzemelerle yenilenmesi veya koruyucu kaplamalarla desteklenmesi gerekmektedir.
• Düzenleyici Uyumluluk: Türkiye, EPDK ve ilgili düzenleyici kurumlar aracılığıyla, ASME B31.12 ve ISO TR 15916 standartlarına uyumlu yerel yönetmelikler oluşturmalıdır. Bu, hidrojen harmanlama sırasında güvenlik ve malzeme dayanıklılığı sağlanmasına katkıda bulunacaktır.

Riskler ve Güvenlik Sorunları:
Hidrojenin yüksek yanıcılık aralığı ve görünmez alev özelliği, sızıntı durumunda yangın ve patlama riskini artırmaktadır. Türkiye gibi güvenlik standartlarının yüksek olduğu ülkelerde, hidrojen harmanlaması için özel güvenlik önlemleri ve risk değerlendirmeleri yapılması gereklidir. Bu da yeni düzenleyici çerçevelerin oluşturulmasını zorunlu hale getirir.

5. Sonuç: Türkiye’nin Hidrojen Taşıma Geleceği

Uyum Oranı: Türkiye’deki mevcut doğal gaz altyapısının %50-60’ının %5-10 hidrojen harmanlaması için uyumlu hale getirilebileceği öngörülmektedir.

Maliyet ve Etkinlik: Harmanlama yöntemi, mevcut altyapının tam dönüşümünden daha ekonomik bir çözüm sunar. Ancak hidrojen, metanın taşıdığı hacim başına yalnızca üçte bir oranında enerji taşıdığından, %20’lik bir harmanlama oranının emisyonları yalnızca %6-7 oranında azaltacağı tahmin edilmektedir.

Daha Etkili Alternatifler: Elektrifikasyon:
Hidrojeni fosil gazla karıştırmak yerine, bina ısıtma ve endüstriyel cihazlarda elektrifikasyon daha verimli bir karbon azaltma stratejisi olarak değerlendirilmektedir. Elektrifikasyon, hem ekonomik hem de çevresel olarak daha sürdürülebilir bir çözüm olabilir. Bu durum, Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) gibi kuruluşların raporlarında da desteklenmektedir ve Türkiye gibi ülkeler için uzun vadeli bir çözüm olarak önerilebilir.

Gelecek Adımlar: Türkiye, hidrojen harmanlamasıyla enerji geçişine katkı sunabilir. Ancak, mevcut altyapının uyum sürecinin hızlandırılması ve yeni teknolojilerle desteklenmesi kritik öneme sahiptir. Hidrojenin etkili ve güvenli kullanımı için yapılacak teknik analizler, altyapı geliştirme ve güvenlik önlemleri ile Türkiye, enerji geçişinde önemli bir role sahip olabilir.

---

IPEC, başta TANAP olmak üzere Türkiye’deki birçok boru hattında sunduğu mühendislik ve yapım tecrübeleriyle, enerji altyapısının güvenli ve verimli bir şekilde inşa edilmesine katkı sağlamıştır. Hidrojen harmanlaması gibi geleceğe dönük projelerde de güçlü teknik altyapısı ve kapsamlı proje yönetimi yetkinlikleriyle Türkiye’nin enerji dönüşümüne liderlik ediyor. IPEC olarak, temiz enerji çözümleri ve sürdürülebilir mühendislik projelerinde ulusal ve uluslararası alanda iş ortaklarımıza kapsamlı destek sağlamaktan gurur duyuyoruz.

IPEC ile hidrojen geleceğine güvenle adım atın.

---

Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

1. Hidrojen doğal gaz boru hatlarında taşınabilir mi?
   • Evet, belirli oranlarda harmanlanmış hidrojen mevcut doğal gaz boru hatlarında taşınabilir, ancak güvenlik ve malzeme uyumluluğu önemlidir.
2. Türkiye’deki doğal gaz boru hatları hidrojen harmanlaması için uygun mu?
   • Çoğu modern boru hattı, düşük oranlarda hidrojen harmanlamasına uygun olabilir, ancak daha eski borular için uyum testleri yapılması gerekebilir.
3. Hidrojen hangi oranlarda doğal gaz ile karıştırılabilir?
   • Genellikle güvenli kabul edilen oranlar %5-20 arasında değişir, daha yüksek oranlar için özel altyapı gerekebilir.
4. Hidrojen taşıması için hangi standartlar geçerlidir?
   • ASME B31.12, ISO TR 15916 ve Avrupa’nın Hydrogen Backbone projeleri gibi uluslararası standartlar kullanılmaktadır.
5. Hidrojen boru hattı malzemelerine nasıl etki eder?
   • Hidrojen bazı çeliklerde kırılganlaşmaya neden olabilir; bu nedenle hidrojen uyumlu malzemeler tercih edilmelidir.
6. Hidrojen harmanlaması için boru hattı güncellemeleri gerekli mi?
   • Evet, çoğu boru hattı ek sızdırmazlık ve malzeme dayanıklılığı güncellemeleri gerektirebilir.
7. Türkiye’de hidrojen harmanlamasına yönelik pilot projeler var mı?
   • Evet, TANAP ve diğer bazı projeler hidrojen harmanlamasının fizibilitesini araştırmak için pilot projeler olarak kullanılmaktadır.
8. Hidrojen harmanlaması ekonomik olarak avantajlı mı?
   • Evet, mevcut doğal gaz altyapısını kullanarak maliyet avantajı sağlanabilir; ancak uzun vadede uyum gereksinimleri maliyetleri artırabilir.
9. Hidrojen taşırken sızıntı riski neden daha yüksektir?
   • Hidrojenin küçük molekül yapısı, sızdırmazlık problemlerine neden olabilir, bu yüzden özel bağlantılar ve malzemeler gereklidir.
10. Hidrojen taşımak için mevcut boru hatları nasıl dönüştürülebilir?
    • Yüksek dayanıklı kaplamalar, sızdırmaz bağlantılar ve özel malzemeler eklenerek mevcut boru hatları hidrojen taşımaya uygun hale getirilebilir.
11. Hidrojen taşıma projeleri için hangi mühendislik hizmetleri sağlanır?
    • Hidrojen taşıma projeleri için malzeme seçimi, uyum testi, sızdırmazlık sistemleri ve altyapı değerlendirmesi gibi kapsamlı mühendislik hizmetleri sağlanır.
12. Hidrojenin boru hattı altyapısına uzun vadeli etkileri nelerdir?
    • Hidrojen zamanla malzeme aşınmasına ve kırılganlaşmaya yol açabilir, bu nedenle düzenli bakım ve denetim gereklidir.
13. Hidrojen taşımak için özel kompresörler gerekli mi?
    • Evet, hidrojenin sıkıştırılması daha fazla enerji gerektirdiğinden, özel olarak uyarlanmış kompresörler gereklidir.
14. Hidrojen harmanlaması hangi boru hattı türleri için uygun değildir?
    • Dökme demir veya eski çelik borular, hidrojen taşımaya uygun olmayabilir ve yüksek sızıntı riski taşır.
15. Hidrojen taşıma güvenliği nasıl sağlanır?
    • Sızdırmaz malzemeler, güvenlik sensörleri, düzenli bakım ve izleme sistemleri kullanılarak güvenlik sağlanır.
16. Hidrojen ve doğal gaz karışımı yanıcılık açısından risk taşır mı?
    • Evet, hidrojenin yüksek yanıcılık aralığı ve düşük tutuşturma enerjisi nedeniyle yanıcılık riski artar.
17. IPEC hidrojen projelerine nasıl katkı sağlıyor?
    • IPEC, hidrojen projelerinde mühendislik, proje yönetimi, altyapı uyumluluğu ve güvenlik danışmanlığı sağlayarak sektöre katkıda bulunmaktadır.
18. Hidrojen harmanlaması Türkiye’nin karbon emisyonlarını nasıl etkiler?
    • Hidrojenin doğal gazla karıştırılması karbon emisyonlarını %10-30 arasında azaltabilir.
19. Hidrojenin doğal gaz hattına harmanlanması uzun vadede sürdürülebilir mi?
    • Düşük oranlarda harmanlama sürdürülebilir olabilir, ancak yüksek oranlar için özel altyapı gerekebilir.
20. Hidrojen taşıma süreçlerinde karşılaşılan başlıca riskler nelerdir?
    • Hidrojenin yüksek yanıcılığı, düşük moleküler ağırlığı nedeniyle sızıntı riski ve basınç altında kırılganlık gibi riskler taşıma sürecinde güvenlik risklerini artırır.