Yeniden Kullanılan Petrol Kuyuları: Yeşil Enerji Depolamada Yeni Bir Sınır

Küresel ortalama yüzey sıcaklığı zaten sanayi öncesi seviyelerin yaklaşık 1,2 °C üzerindedir ve insanlara, hayvanlara ve altyapıya risk oluşturan aşırı hava olaylarına neden olmaktadır.

Enerji sektörü, fosil yakıtların yanması sera gazı (GHG) emisyonlarının ve hava kirleticilerinin birincil kaynağıdır. Bu durum, rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişi hedefleyen enerji dönüşümü hareketini tetiklemiştir.

Yenilenebilir enerji dönüşümü, 2050 yılına kadar sıfır karbonlu bir enerji sistemi oluşturma hedefiyle güçlü bir hızla ilerlemektedir. 

Yenilenebilir Enerjinin Yükselişi – Ancak Bir Koşul ile

Yenilenebilir güç kapasitesi 2024 yılında büyük bir artış göstererek 4.448 gigawatt (GW) seviyesine ulaşmıştır, bu bilgi Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) tarafından raporlanmıştır. 

Geçen yıl eklenen 585 GW, toplam kapasite genişlemesinin %92,5’ini temsil etmekte ve yıllık %15,1’lik rekor bir büyüme oranı sağlamaktadır.

“Her yıl gözlemlediğimiz yenilenebilirlerin sürekli büyümesi, bunların ekonomik olarak uygulanabilir ve kolayca dağıtılabilir olduğunun bir kanıtıdır. Her yıl kendi genişleme rekorlarını kırıyorlar, ancak bölgesel eşitsizlikler ve 2030 hedefinin yaklaşması gibi aynı zorluklarla da karşı karşıyayız.” 

– IRENA Genel Direktörü Francesco La Camera

Yenilenebilir enerji türleri arasında, güneş enerjisi %32,2’lik en yüksek kapasite artışını göstererek 1.865 GW’ye ulaşmıştır. Bu kapsamda, güneş fotovoltaik sistemleri geçen yıl 451,9 GW artmış, yalnızca Çin 278 GW ekleyerek lider konumda, ardından Hindistan 24,5 GW ile gelmiştir.

Güneş enerjisini rüzgar enerjisi takip etmiştir; rüzgar enerjisi %11,1 artarak 1.133 GW kapasiteye ulaşmıştır, bu genişleme de Çin ve ABD tarafından domine edilmiştir.

Pompalı depolama hidroelektrik hariç hidroelektrik kapasitesi 1.283 GW’ye yükselmiş, bu artış yine Çin tarafından yönlendirilmiştir. Biyoenerji de 4,6 GW artmış; Çin ve Fransa her biri 1,3 GW eklemiştir. Yeni Zelanda jeotermal enerji genişlemesinde lider olup, toplamda 0,4 GW artış sağlamıştır.

Yenilenebilir enerji kaynakları enerji geçişini ilerletmek için umut vaat etse de, rüzgar ve güneş gibi yeşil enerjiler doğası gereği kesintili (intermittent) olduğundan, enerjiyi daha sonra kullanılmak üzere depolamanın daha iyi yollarına ihtiyaç duyulmaktadır.

Bu soruna çözüm olarak, Penn State araştırmacıları, tükenmiş petrol ve gaz kuyularını jeotermal destekli sıkıştırılmış hava enerji depolama (GA-CAES) sistemine dönüştürmeyi önerdi; bu sistem enerji depolama verimliliğini %9,5 artırma potansiyeline sahiptir.

According to the study’s corresponding author, Arash Dahi Taleghani, who is a professor of petroleum and natural gas engineering at Penn State:

“Sorun, bazen enerjiye ihtiyacımız olduğunda güneş ışığı ya da rüzgar olmamasıdır. Bu, mevcut yenilenebilir enerjinin daha fazla genişlemesi için büyük bir engeldir. Bu yüzden şebekeyi destekleyecek bir depolama kapasitesine sahip olmak çok önemlidir.”

Geniş Ölçekli ve Uzun Süreli Enerji Depolama Çözümü

Enerji depolama istikrarlı, güvenilir ve sürdürülebilir bir enerji sisteminin anahtarıdır. Üretilen enerjiyi daha sonra kullanılmak üzere yakalayarak, kesintili yenilenebilir kaynakların entegrasyonunu mümkün kılar, şebeke istikrarını artırır ve rüzgar ile güneş enerjisinin kullanımını maksimize eder. Ayrıca fosil yakıtlara bağımlılığı azaltarak sera gazı emisyonlarını da düşürür.

Bununla da sınırlı değil. Enerji depolama, aşırı hava olayları sırasında enerji direncini artırır ve ulaşım sektörünün elektrifikasyonunu destekler. Aynı zamanda uzak bölgelerde enerji erişimini genişletir ve ekonomik fırsatlar yaratır. 

Dolayısıyla, sürdürülebilir ve temiz bir enerji geleceği için enerji depolama kritik bir rol oynar. Şu anda enerjiyi depolamanın çeşitli yolları vardır; sıkıştırılmış hava enerji depolama (CAES) bunlardan biridir.

CAES, adından da anlaşılacağı gibi, havayı sıkıştırıp depolayan bir teknolojidir. Çalışma prensibi, elektrik talebinin düşük olduğu zamanlarda fazla enerjiyi kullanarak havayı sıkıştırmak ve bu havayı tanklarda ya da yer altında depolamaktır. Elektrik talebi yüksek olduğunda ise sıkıştırılmış hava serbest bırakılarak bir türbini çalıştırır ve elektrik üretir. 

Bu teknoloji, uzun süreli büyük miktarda enerji depolama yeteneği sayesinde yarım asırdan uzun süredir ciddi şekilde incelenmekte ve ticari olarak kullanılmaktadır.

Büyük ölçekli ve uzun süreli depolama sunmasının yanı sıra, CAES sistemleri farklı depolama ihtiyaçlarına göre ölçeklendirilebilir. Ayrıca temiz ve bol bulunan havayı kullandığı için yeşil bir enerji depolama teknolojisidir. Bu nedenlerle, CAES yatırımcılar, hizmet sağlayıcılar ve hükümetler tarafından giderek daha fazla ilgi görmektedir.

Elbette, daha düşük dönüşüm verimliliği, yavaş yanıt süresi ve yüksek sermaye maliyeti gibi dezavantajları da vardır. Bu yüzden araştırmalar, CAES sistemlerinin verimliliğini ve maliyet etkinliğini artırmaya odaklanmaktadır. 

ABD Enerji Bakanlığı’nın desteklediği son araştırmalar, CAES’in ekonomik verimliliğini artırmaya yöneliktir.

Yeşil Enerji Depolamada Yeni Bir Yaklaşım

CAES gibi büyük ölçekli enerji depolama yöntemleri, enerji arz ve talebini daha iyi dengelemek için büyük ilgi görmektedir.

Son birkaç on yılda, CAES teknolojileri önemli ölçüde olgunlaşmış ve çeşitli CAES tesisleri inşa edilmiştir. Örneğin, ABD’deki Bethel Energy Center projeleri (324 MW) ve McIntosh CAES tesisi (110 MW) bu alana örnek teşkil etmektedir.

Mevcut CAES tesislerinin çoğu diyabatik olduğunu yeni çalışma Journal of Energy Storage’de yayınlamıştır.

Bu, sıkıştırma sırasında ısı kaybı yaşandığı ve yeniden kullanım seçeneği olmadığı anlamına gelir. Ayrıca, havayı genişletmek için fosil yakıt kullanılması ek GHG emisyonlarına ve sistem verimliliğinin düşmesine yol açar.

A-CAES (adiyabatik sıkıştırılmış hava enerji depolama) bu sorunu, sıkıştırma sırasında üretilen ısıyı depolayıp genişletme öncesinde yeniden kullanarak çözer; ancak yüksek başlangıç yatırımı ve yüksek basınçlı, büyük hacimli kap gerektirdiği için pilot tesis sayısı sınırlıdır.

Bu nedenle araştırmacılar, terk edilmiş petrol ve gaz kuyularını (AOGW) CAES geliştirmesine entegre etmenin uygulanabilirliğini kavramsal, matematiksel ve sayısal modellerle incelemiştir.

Amerikan Çevre Koruma Ajansı (EPA) verilerine göre, tahmini 3,9 milyon adet bu tür tükenmiş kuyu bulunmaktadır; bu da devasa bir fırsat sunmaktadır. 

Artan sayıda yetim kuyu, genellikle uygun bakım ve izleme eksikliği nedeniyle sera gazı sızıntısı, yeraltı suyu kirliliği ve toprak kontaminasyonu gibi yüksek riskler taşımaktadır.

Bu sorunu çözmek için ABD hükümeti, bu kuyuları tıka, kapak ve yeniden kazanmak amacıyla 24 eyalete 560 milyon $ tahsis etmiştir. Altyapı Yatırımları ve İşler Yasası (IIJA) da ülke genelinde bu kuyuların iyileştirilmesi ve izlenmesi için 4,75 milyar $ ayırmıştır.

Ancak bu çabalara rağmen, bu AOGW’ler hâlâ hükümet için büyük bir zorluk oluşturmaktadır. Bu yetim kuyuları yenilenebilir enerji varlıkları olarak yeniden kullanmak ve enerji geçişine entegre etmek, bu soruna sağlam bir çözüm sunmaktadır.

Sonuçta, bu yeraltı boşlukları stabilite ve doğal yalıtım gibi benzersiz avantajlar sunarak çeşitli enerji depolama teknolojileri için ideal bir ortam sağlar. Yeniden kullanımları terk edilmiş sahaları canlandırır, enerji üretiminin karbon ayak izini azaltır ve diğer enerji sistemleriyle entegrasyon imkanı sunar.

Araştırma, bu terk edilmiş kuyuların yapısını mühürleyip dönüştürerek ucuz CAES kapları olarak kullanılmasını ve depolanan havayı daha da ısıtmak için yeraltı jeotermal ısısını kullanmayı önermektedir.

Araştırma, Penn State’in Enerji Geçişi İçin Yeniden Kullanma Merkezi (ReCET) kapsamında yürütülmüş olup, mevcut fosil enerji altyapısını özellikle miras enerji topluluklarında enerji geçişi uygulamaları için yeniden kullanmayı hedeflemektedir.

Tüm Paydaşlar İçin Kazançlı Bir Çözüm

CAES tesislerinin ticari gelişimini sınırlayan başlangıç maliyetleri göz önüne alındığında, bilim insanları terk edilmiş petrol ve gaz kuyularını kullanan jeotermal destekli sıkıştırılmış hava enerji depolama sistemini önerdi; bu sistemin verimliliği %9,5 artırabildiği bulundu.

Bu, depolanan enerjinin daha büyük bir kısmının geri kazanılıp elektriğe dönüştürülebileceği anlamına gelmektedir.

“Bu verimlilik artışı, sıkıştırılmış hava enerji depolama projelerinin ekonomik mantığını haklı çıkarabilecek bir oyun değiştirici olabilir. Üstelik, artık üretimde olmayan mevcut petrol ve gaz kuyularını kullanarak ön maliyeti önemli ölçüde azaltabiliriz. Bu, herkes için kazan-kazan bir durum olabilir.”

– Taleghani

Ekonomik açıdan artık petrol ya da gaz üretiminde kârlılığını yitirmiş bu kuyuların yeniden kullanılması, operatörlerin yeraltındaki sıcak kaya oluşumlarından jeotermal ısıya erişimini sağlayacaktır. Bu sayede yeni kuyuların sondaj maliyetleri ortadan kalkar, kârları artırabilir ve teknolojiyi daha çekici hâle getirir.

Araştırmaya göre, mevcut tesislerin yeniden kullanılması ekonomik uygulanabilirliği artırmakta ve çevredeki rezervuardan elde edilen jeotermal enerjinin sisteme eklenmesi verimliliği daha da yükseltmektedir. 

Isıtılmış bu kuyuların bir diğer avantajı, sıcaklık arttıkça sıkıştırılmış havanın basıncının da artması nedeniyle daha fazla enerji depolanabilmesidir. Ekip, sayısal modelleme simülasyonlarıyla bu yetim kuyulara CAES sistemleri yerleştirildiğinde havanın sıcaklığının önemli ölçüde yükseldiğini bulmuştur. Taleghani şöyle açıklıyor:

“Jeotermal düzenlemeden yararlanmazsanız yeterli teşvik edici sayılar elde edemezsiniz.” 

Ayrıca, “yeni kuyuların sondajı bu tür bir depolamanın ekonomik mantığını sağlayamayabilir. Ancak bu iki faktörü birleştirip modelleme ve simülasyonlarla geri dönüşü sağladığımızda çok iyi bir çözüm ortaya çıkıyor,” diye ekledi Taleghani. 

Yenilenebilir kaynakların kesintili doğasını ele alarak CAES’in temiz enerji geçişinde kilit bir rol oynamasına yardımcı olmanın yanı sıra, yetim petrol ve gaz kuyularının yeniden kullanılması, tükenmiş kuyuların çevresel etkilerini hafifletmeye de katkı sağlar. 

Yeniden kullanım, enerji endüstrisi geleneklerine sahip bölgelerde yeni istihdam fırsatları da yaratabilir. Pennsylvania buna bir örnek olup, tahmini 300.000 adet terk edilmiş kuyu barındırmaktadır.

Bu kuyulara zarar verilmesi ya da hatalı tıkanması metan sızıntısına ve yeraltı suyu kirliliğine yol açabilir. Bu yüzden araştırmacıların önerdiği yeniden kullanım “temelde iki kuşu tek taşla vurmak” anlamına gelmektedir.

“İlk olarak bu kuyuları mühürlüyoruz. Bu, olası sızıntıları durdurur. Ardından bu kuyuları enerji depolama için yeniden kullandığımızda, zaten bu topluluklarda mevcut altyapıyı kullanmaya devam ediyoruz. Bu, bölgedeki istihdamı sürdürebilir ve toplulukların enerji geleceğinin bir parçası olmasını sağlayabilir.” 

– Taleghani

Bu yaklaşımın gerçek dünyada uygulanması, mevcut altyapıyı kullanarak yenilenebilir enerjiyi depolamanın maliyet etkin ve sürdürülebilir bir yöntemi sunabilir; uygulamaya geçişin önümüzdeki 5‑7 yıl içinde, daha fazla araştırma ve düzenleyici onaylar alındıktan sonra başlaması beklenmektedir.

Yenilikçi Şirket

NextEra Energy, Inc.

Temiz enerji alanında lider bir şirket olan NextEra Energy (NEE ), merkezi Florida’da bulunmakta ve yenilenebilir enerji üretimi ile gelişmiş enerji depolama çözümlerine, CAES teknolojileri dahil, yatırım yapmaktadır. 

NextEra Energy, Florida Power & Light Company (FPL)’yi sahiplenmektedir; FPL, Amerika’nın en büyük elektrik hizmet sağlayıcısıdır. FPL, Florida genelinde yaklaşık 12 milyon kişiye temiz, uygun fiyatlı ve güvenilir elektrik sağlamaktadır. Geçtiğimiz ay, FPL mevcut temel tarif anlaşması bu yıl sona erdiğinde yeni tarifeler belirlemek üzere Florida Kamu Hizmetleri Komisyonu (PSC)’ye dört yıllık bir talep sunmuştur. 

Bu teklife göre, 2026‑2029 yılları arasında, bir konut müşterisinin 1.000 kWh faturasının, enflasyona göre ayarlandığında, iki on yıl öncekine göre yaklaşık %20 daha düşük olması beklenmektedir. Bu arada, küçük ve orta ölçekli işletme müşterilerinin faturaları yıllık ortalama %1‑5 artış gösterecektir.

NextEra Energy’nin temiz enerji işi — NextEra Energy Resources —, güneş ve rüzgardan elde edilen yenilenebilir enerjinin en büyük üreticisi olmakla birlikte batarya depolama da sunmaktadır. Şirket ayrıca ticari nükleer santrallerinden temiz elektrik üretmektedir. Toplamda New Hampshire, Wisconsin ve Florida’da yedi adet nükleer birim bulunmaktadır.

Şirketin finansal durumuna gelince, piyasa değeri 143,4 milyar $ olan NextEra Energy, 2024‑üncü çeyreği için GAAP bazında 1,203 milyar $ net gelir, hisse başına 0,58 $, ayarlanmış bazda ise hisse başına 0,53 $ rapor etmiştir.

2024 tam yılı için GAAP bazında net gelir 6,946 milyar $, hisse başına 3,37 $, ayarlanmış kazanç ise 7,063 milyar $, hisse başına 3,43 $ olarak gerçekleşmiş; bu, bir önceki yıla göre %8’den fazla artış anlamına gelmektedir.

“NextEra Energy, 2024 yılında mükemmel bir yürütme yılı geçirdi,” diye belirten CEO John Ketchum, ABD’deki diğer şirketlerden daha fazla elektrik üretildiğini ve enerji altyapısına daha fazla yatırım yapıldığını vurguladı. 

2024 yılında şirket, yaklaşık 8,7 GW yeni yenilenebilir ve depolama projesi hizmete girmiştir. CEO Ketchum şöyle açıklamıştır:

“Enerji değer zincirinin her aşamasında deneyime sahip olarak, NextEra Energy önümüzdeki fırsat setinden ve şu anda ABD’de artan güç talebinden faydalanmak için iyi konumlanmıştır.”

Yazının hazırlanma anında, NEE hisseleri 69,73 $ seviyesinde işlem görmekte, yıldan yana %2,73 düşüş göstermektedir. Şirketin ödediği temettü getirisi ise %3,25 seviyesinde cazip bir oran sunmaktadır.

Bu yılın başlarında şirket, artan elektrik talebini karşılamak için doğal gaz ve nükleer üretimini genişletme planlarını duyurmuştur. AI patlaması, ABD’deki enerji tüketiminin önemli bir artışına yol açmış; aynı zamanda ekonominin elektrifikasyonu da yeni gaz santrallerine ve nükleer enerjiye olan ilgiyi artırmıştır.

Bu talebi karşılamak amacıyla NextEra Energy, piyasa değeri 87,65 milyar $ olan GE Vernova (GEV ) (NYSE: GEV) ile ortaklık kurmuştur. GE Vernova’ya göre, veri merkezleri rüzgar ve güneş yerine gazı tercih etmektedir; gaz türbini siparişleri geçen yıl 20 GW’a yükselmiş ve bu yıl daha da artması beklenmektedir, çünkü veri merkezleri 24 saat boyunca enerjiye ihtiyaç duymaktadır. 

Gaz türbini üreticisinin yardımıyla şirket, veri merkezlerinin enerji ihtiyaçlarını karşılayacaktır. 

“Büyük yük müşterilerini hedef alıp, bunu entegre bir şekilde yaparak gazla çalışan üretimi yenilenebilir ve batarya depolama ile birleştirmeyi planlıyoruz.”

– Ketchum, Ocak ayı sonlarında

NextEra, Iowa’da bulunan Duane Arnold Energy Center nükleer santralinin yeniden başlatma sürecine de başlamıştır; bu santral 2019’da kapanmıştı. Bunun için ABD Nükleer Düzenleyici Komisyonu’na lisans değişikliği talebi sunmuş ve 2028 sonuna kadar faaliyete geçmesini hedeflemektedir.

Geçen yaz, NextEra Energy Foundation, Florida Atlantic University’nin Mühendislik ve Bilgisayar Bilimleri Fakültesi için 1 milyon $ tutarında AI destekli bir merkez fonlamıştır. Proje, FPL’nin şiddetli hava olayları için akıllı şebekesini duvardan duvara ekranlarla yeniden oluşturmuştur.

Nisan ayında Ketchum, yenilenebilir enerji ve enerji depolama pazarının önümüzdeki yedi yılda, önceki yedi yıla göre üç kat büyüyeceğini, bu büyümenin veri merkezlerinin inşasından kaynaklanan talep artışıyla yönlendirileceğini paylaşmıştı.

Veri merkezi geliştiricileri düşük maliyetli enerji, karbon azaltımına katkı ve pazara hızlı erişim için doğru konumu istiyor. Bunun yanı sıra çip üretimi ve petrol‑gaz sektörü de elektrifikasyon sürecindedir ve “önemli bir elektrik talebi” yaratmaktadır.

Next Era Energy, Inc. ile İlgili Son Haberler

Sonuç

Net sıfır emisyon hedefine ulaşma yolculuğu, fosil yakıtları azaltarak temiz enerji kaynakları sağlayabilen yenilenebilir enerjiyi kritik bir bileşen olarak gerektirir. Ancak temiz ve yeşil enerji devrimi, büyük ölçekli enerji depolama çözümlerine de ihtiyaç duyar.

Sıkıştırılmış hava enerji depolama (CAES) bu çözümü sunarken, düşük verimlilik ve yüksek maliyet gibi kendi sorunlarına sahiptir. Ancak son araştırmalar, başlangıç yatırımını önemli ölçüde azaltıp verimliliği artıran yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır.

Terk edilmiş petrol ve gaz kuyularının enerji depolama uygulamaları için yeniden kullanılması ve jeotermal enerjinin sisteme entegrasyonu, verimliliği daha da artırmakta ve aynı zamanda çevresel etkileri azaltmaktadır.

Bu yeni düzenleme, sürdürülebilir enerji çözümlerinde önemli bir ilerleme temsil etmekte, daha temiz ve daha kârlı CAES sistemlerine ve daha dayanıklı, çevre dostu bir enerji geleceğine giden yolu açmaktadır!

En iyi yenilenebilir enerji hisseleri listesi için buraya tıklayın.