Yazı: Taylan Kurt
Çelik endüstrisi, küresel sera gazı emisyonlarının %7’sinden fazlasını ve küresel karbondioksit emisyonlarının ise %11’inden fazlasını oluşturuyor. İklim hedeflerine uyum aciliyeti, sektör özelinde karbonsuzlaşma adına önemli adımlar atılmasını gerektiriyor. Sektörde yenilenebilir enerjiyle üretilen elektrik kullanımının artması, ortaya konan dönüşüm stratejisinin merkezinde yer alıyor.
- Mevcut durum: Çelik sektöründe küresel nihai tüketimin yaklaşık dörtte üçü kömürden sağlanıyor. Koklaşabilir kömürden üretilen kok, yüksek sıcaklıkta proses ısısı sağlıyor ve yüksek fırın yolunda demir cevherinin indirgenmesi için bir indirgeyici madde olarak değerlendiriliyor.
- Net-Sıfır Senaryosu: Uluslararası Enerji Ajansı’nın (International Energy Agency – IEA) Net-Sıfır Senaryosu’na göre, sektörde kömürden elektriğe geçişin bir sonucu olarak demir-çelik endüstrisi için 2030’dan itibaren radikal bir dönüşüm bekleniyor. 2050 yılına gelindiğinde, ikincil çelik ve yeşil hidrojen üretimine yönelik artan talep nedeniyle, sektörde elektrik kullanımının payı yaklaşık %60’a ulaşıyor.
Değer zinciri boyunca malzeme verimliliğini iyileştirmek, geri dönüşüm oranlarını artırmak ve çelik üretimini ve talebini hem ulusal hem de küresel olarak daha sürdürülebilir bir seviyeye taşımak için güçlü bir politika çerçevesine ihtiyaç duyuluyor. Kömüre dayalı BF-BOF (yüksek fırın-bazik oksijen fırını) ile çelik üretiminin karşısında, dönüşümün itici gücü olarak başlıca iki teknoloji öne çıkıyor: (i) Hurda çelik bazlı elektrik ark ocağı (EAF) ve (ii) hidrojen bazlı doğrudan indirgenmiş demir (H2-DRI). Bu teknolojilerin sektördeki uygulanabilirliği ve yaygınlaşma hızını, öncelikle maliyetleri belirliyor. Global Efficiency Intelligence, Transition Asia ve Solutions for Our Climate tarafından, yeşil çelik ekonomisi üstüne hazırlanan “Green Steel Economics: Comparing Economics of Green H2-DRI and Traditional Steelmaking Around the World” başlıklı rapor –ABD, AB, Çin, Japonya, Güney Kore, Brezilya ve Avustralya dâhil olmak üzere yedi büyük çelik üreticisi ülkede– EAF ve H2-DRI’a dayalı çelik üretiminin seviyelendirilmiş maliyetini, günümüzün yaygın ve CO2 yoğun üretim yöntemleri olan BF-BOF ve NG-DRI-EAF (doğal gaz bazlı doğrudan indirgenmiş demir) ile kıyaslıyor.
Raporda öne çıkan bulgular
Raporda sermaye yatırımları, hammaddeler, işçilik ve enerji maliyetleri gibi giderleri baz alarak seviyelendirilmiş çelik maliyetini (LCOS) hesaplamak üzere ayrıntılı bir finansal model kullanılıyor. Rapor, H2-DRI çelik üretim sürecinin ekonomik fizibilitesindeki en kritik faktörün –coğrafi ve yenilenebilir elektrik fiyatları arasındaki farklılıklar gibi birçok değişkenle ilişkili– yeşil hidrojen üretim maliyeti olduğunu belirtiyor. Maliyet analizleri, hidrojen fiyatlarının düşeceği, karbon fiyatının ise artacağı varsayımlarına dayanarak, farklı senaryolar altında sunuluyor. Öne çıkan temel bulgular şu şekilde:
Çelik üretim maliyetleri, farklı H2 fiyatlarına göre değişiklik gösteriyor: Yeşil H2-DRI-EAF için seviyelendirilmiş maliyeti, H2 fiyatının ancak kilogram başına 1 dolara gerilemesi durumunda, geleneksel çelik üretim yöntemlerinden daha düşük seviyede seyrediyor. Yeşil H2 üretim maliyetinin, şu anda doğal gazdan daha yüksek olsa bile, 2030 yılında önemli ölçüde düşmesi bekleniyor. 2030 yılındaki seviyelendirilmiş maliyet analizi, yeşil H2-DRI-EAF’nin –1 dolar/kg H2 fiyatıyla– birçok ülkede NG-DRI-EAF ile maliyet açısından rekabet edebileceğini ve BF-BOF çelik üretim maliyeti ile eşit seviyeye yaklaşacağını gösteriyor.
Karbon fiyatının etkisi: Çin özelinde yapılan maliyet analizi, karbon fiyatının eklenmesi durumunda teknolojiler arası rekabetçiliğin nasıl değiştiğini inceliyor. Karbon fiyatının uygulanmadığı durumda yeşil H2-DRI-EAF çelik üretiminin maliyeti en yüksek seviyede kalıyor. NG-DRI-EAF ile rekabet edebilmesi için H2 fiyatının kilogram başına yaklaşık 2 dolara düşmesi gerekiyor. Fakat yeşil H2-DRI-EAF –15 dolar/ton karbon ve 1,5 dolar/kg H2 fiyatıyla ton başına 539 maliyetle BF-BOF’den ekonomik olarak daha rekabetçi hâle gelebiliyor. Karbon fiyatı ton başına 30 ve 50 dolara yükseldikçe, yeşil H2-DRI-EAF giderek daha da rekabetçi hâle geliyor ve daha yüksek H2 fiyatlarında BF-BOF ile maliyet eşitliğine ulaşıyor. Diğer ülkelerde de karbon fiyatlandırmasının etkisine ilişkin benzer sonuçlar gözlemleniyor.
Farklı karbon fiyatlarına göre değişen seviyelendirilmiş H2 ve çelik maliyetleri, Çin’deki fiyatlar
Kaynak: Green Steel Economics: Comparing Economics of Green H2-DRI and Traditional Steelmaking Around the World
Alt sektörlerdeki durum: Rapor, H2-DRI EAF yöntemiyle üretilen çeliğin kullanıldığı üç önemli alt sektör olan otomobil, inşaat ve nakliye sektörlerindeki potansiyel maliyet artışlarını da bu sektörler için geleneksel yöntemlerle karşılaştırmalı olarak farklı örneklerle analiz ediyor.
- Otomobil: Japonya’da H2 fiyatı kilogram başına 5 dolara gerilediğinde, yeşil H2-DRI-EAF yöntemini kullanan çeliğin ton başına ek maliyeti yaklaşık 231 dolar olarak hesaplanıyor ve otomobil üretiminde araç başına fazladan 208 dolar ek maliyete yol açıyor. Bu durum, Japonya’daki ortalama binek araç fiyatlarında (28.000 dolar) %1’den daha az bir artışa karşılık geliyor. H2 maliyetlerinin 1,3 dolar/kg’a gerilemesiyle, kömür kullanımının yerine H2-DRI-EAF yöntemi tercih etmenin ek maliyetinin ortadan kalkabileceği ve yeşil H2-DRI-EAF fiyatlarının Japonya’daki geleneksel BF-BOF çelik maliyetleriyle karşılaştırılabileceği belirtiliyor.
- İnşaat: Çin’de çelik üretiminde H2-DRI-EAF tercih etmenin maliyeti, 5 dolar/kg hidrojen fiyatıyla, ton başına yaklaşık 225 dolar seviyesinde. Bu da 50 metrekarelik yeni bir konut birimi için yaklaşık 563 dolarlık bir ek maliyet yaratıyor. Bu ek maliyet, metrekare başına 50 kg çelik varsayımıyla, böyle bir konut birimi satın almanın toplam maliyetinin küçük bir kısmına karşılık geliyor.
- Nakliye: Hidrojen fiyatı kilogram başına 5 dolar olduğunda, Çin’de çelik üretiminde H2-DRI-EAF yöntemini tercih etmenin ton başına maliyeti 225 dolar seviyesinde seyrediyor. Bu koşul altında, tipik olarak yaklaşık 13.200 ton çelik kullanan bir dökme yük gemisi için gemi başına 3 milyon dolar ek maliyet oluşuyor. Tipik bir dökme yük gemisinin fiyatının 30 milyon doların üzerinde olduğu düşünüldüğünde, yeşil prim yaklaşık %10’luk bir maliyet artışını temsil ediyor. Bu sektördeki nispeten daha yüksek ek maliyetin nedeni, gemi inşa maliyetinde çelik maliyetinin payının daha yüksek olmasından kaynaklanıyor.
Finansman tartışmaları
Hidrojen maliyetlerini düşürmenin ve H2-DRI çelik üretimini yaygınlaştırmanın birden çok yolunun olduğu, H2-DRI projelerinin finansmanı ve yeşil H2-DRI teknolojisiyle ilişkili finansal riskleri azaltmak için hem kamu hem de özel finansmandan yararlanmanın geçiş için önemli olduğu vurgulanıyor. Örneğin İsveç merkezli H2 Green Steel (H2GS), 2023 yılında 1,5 milyar euro öz sermaye, ardından 4 milyar euronun üstünde borç finansmanı sağlıyor. AB İnovasyon Fonu’ndan 250 milyon euroluk bir hibe ile destekleniyor. Almanya’da Salzgitter AG’nin SALCOS programı, yeni bir H2-DRI tesisi için yaklaşık 1 milyar euro sübvansiyon alıyor. ArcelorMittal’in Almanya’daki projesi, yeni elektrik ark ocaklarını ve bir H2-DRI tesisini desteklemek için Avrupa Komisyonu’nun Kurtarma ve Dayanıklılık Tesisi’nden 1,3 milyar avro fon sağlıyor. ABD’de Enerji Bakanlığı kısa süre önce ABD’deki iki H2-DRI projesini desteklemek için 1 milyar dolar ayırdığını duyuruyor.
Rapor ayrıca hükümetlerin, yeşil hidrojen maliyetlerini azaltmak için Ar-Ge ve altyapı yatırımlarının yanı sıra yeşil H2 üretimi için vergi iadeleri ve diğer teşvikler gibi destekleyici politikaları yürürlüğe koymaya, şirketlerin ise güvenilir bir yeşil hidrojen tedariki için ortaklıklar kurarak ve endüstriyel ölçekte pilot projelere katılarak geleneksel BF-BOF yöntemlerinden yeşil H2-DRI’ye geçiş yapmaya teşvik edilmesi gerektiğini vurguluyor.
Son söz ve Türkiye için notlar
Bugün büyük ölçüde kömüre dayalı çelik üretiminin karbonsuzlaşması büyük bir aciliyet olarak görülüyor. Çözüm yolunda atılacak adımlar ise güçlü bir politika çerçevesini gerektiriyor. Yeşil çelik üretimi için yenilenebilir enerjiyle üretilen elektriğin kullanımı, özellikle H2-DRI ve EAF gibi teknolojilerin gelişimiyle mümkün gözüküyor. Raporun ortaya koyduğu analizler, hidrojen maliyetlerinin bu sürecin kritik bir faktörü olduğunu; hükümetlerin ve şirketlerin, yeşil hidrojen üretimini destekleyecek politikalar ve ortaklıklarla yenilikçi teknolojilerin maliyetini geleneksel üretim yöntemlerine yakınsayıp geride bırakabileceğini gösteriyor.
Bu teknolojilerin gelişimi Türkiye için de önem arz ediyor. Küresel çeliğin yaklaşık %70,7’i kömüre dayalı BOF ile üretilirken Türkiye’nin çelik üretim kapasitesi %75 oranında EAF’den kaynaklanıyor. Türkiye, böylece, çelik sektörünün düşük karbona geçişinde bir avantaja sahip gibi görünse de artan hammadde ve enerji maliyetleri ve muhtemel bir hurda metal arzı eksikliği durumunda rekabet edebilirlik açısından çeşitli zorluklar yaşaması da olası gözüküyor. Düşük karbonlu çelik üretiminin diğer büyük çelik üreticisi ülkelerde artacağı ve hurda ihracatının kısıtlanmasına yönelik girişimlerin yoğunlaşacağı bir senaryoda, Türkiye’nin kaliteli ve uygun fiyatlı hurda metale erişiminde güçlükler yaşayabileceği değerlendiriliyor. Bu nedenlerle sektördeki kapsamlı dönüşümün bir parçası olması, değişim planlarının tüm paydaşlar tarafından oluşturulması ve tutarlı bir biçimde uygulanması gerekiyor.
