Güneşten elektrik, elektrikten hidrojen…

Yeşil’in Matematiği‘nde yeşil hidrojene ve enerji denklemindeki yerine değinmiştim. Odağı bir adım ileri alarak, mavi ve yeşil hidrojen ayrımını ve hem çevre hem de yatırımcılar açısından asıl mühim olan kısmı olan ulaşım araçlarında kullanım üzerine çevirmek istedim.

Hidrojen’in hidrokarbonlardan (ortaya çıkan CO2’yi “yakalayarak”) buhar reformasyonu yöntemi ile elde edilen çeşidi “Mavi”, yenilenebilir enerji sistemlerinden üretilen elektrik kullanılarak elektroliz yoluyla elde edilen çeşidi ise “Yeşil” olarak sınıflanıyor. Aslında bir de herhangi bir CO2 yakalaması olmadan, özellikle kömürden üretilen “Gri” hidrojenden de bahsetmek gerekli zira Dünya’nın en büyük hidrojen üreticisi Çin maalesef bu yolla üretim yapıyor.

Hidrojen üretim süreçleri (Kaynak: “Sustainable Mobility Through Fuel Cells and H2”, Royal Dutch Shell)

Üretilen coğrafya ve içinde bulunulan altyapıya göre değişse de genelde -tahmin edebileceğiniz gibi- yeşilin üretim maliyeti mavinin üzerinde. Ortalamada gri hidrojen üretim maliyeti kg başına 1.0-1.5$ düzeyinde iken, mavi hidrojenin maliyeti 1.5-2.5$, yeşil hidrojenin maliyeti ise 4-6$ bandında seyrediyor. Bu maliyet yapısının önemli bir dinamiği üretim için gerekli sabit sermaye yatırımları. Yeşil’de bu gereksinim oldukça yüksek (üretim maliyetinin %20’si) iken gri için minimal (%2-3). Yeşil hidrojen maliyetinin bir diğer önemli bileşeni “yük faktörü” yani ortalama yükün belirli bir zaman periyodundaki tepe yüke oranı (bu kavrama 2007-2010 döneminde yoğun olarak uğraştığım yenilenebilir enerji fizibilitelerinde epeyce vakit harcamış, kafa yormuştum). Yük faktörü, örneğin iki farklı konumdaki rüzgar elektrik santralleri arasındaki karlılık farklılığının ana nedeni.

Hidrojende matematiği ve talebi oluşturan üç ana etmen var:

(i) Kaynaklar ve Altyapı: Doğal gaz gibi kaynakların geniş bir coğrafyada yoğun olarak bulunduğu, karbon yakalama ve taşıma altyapısının (CCS, gaz boru hatları) zengin olduğu ABD gibi ülkelerde mavi hidrojenin üretim maliyeti yeşilin hayli altında iken, Şili ve Norveç gibi hidroelektrik, Suudi Arabistan ve Avustralya gibi fotovoltaik elektrik üretim imkanlarının yoğun olarak bulunduğu ülkelerde ise yeşil hidrojen maviden daha ucuza üretilebiliyor.

(ii) Kullanım Yoğunluğu, Müşteri Konsantrasyonu: Rafineriler ve petrokimya tesisleri gibi hidrojeni üretim proseslerinde girdi olarak kullanan sanayiler mevcut hidrojen talebinin çoğunluğunu oluşturuyor. Metalürji gibi yüksek karbon salınımına sahip üretim zincirlerinde hidrojen karbon salınımını azaltacak alternatif enerji olarak kullanılması bir diğer talep ekosistemini oluşturuyor. Hidrojenin bu sanayilerin yoğun olarak yer aldığı bölgelerde üretilmesi taşıma masraflarının en aza indirilmesi için kritik önemde. Kullanım yerinde üretim, fiyatın da ötesinde belirleyici olabiliyor.

(iii) Üretimde Yatırım Gereksinimi: Yeşil hidrojen üretiminde elektrolizer yatırım maliyetleri MW başına $250-500 bandına çekilebilirse mavi hidrojen maliyetine yakınsama kolaylaşıyor. (Kaynak: ITM Power)

Günümüzde 11 Milyon ton düzeyinde olan hidrojen tüketiminin %85’i rafinerilerde (hidrojenerasyon veya sülfür ve ağır metalden arındırma) amonyak üretiminde gerçekleşiyor. Hidrojenin popülerleşmesi ise ulaşımda hidrokarbon yakıtlar yerine elektrikli araçların gündeme gelmesine bağlı. Ancak hidrojen henüz bu alanda yaygınlık kazanmaktan uzak. Bataryalı elektrikli araçların sayısı 7 milyonu geçerken, yakıt hücreli elektrik motorlu araçların (FCEV, “Fuel Cell Electric Vehicle”) sayısı 30 bin düzeyinde.

FCEV’ler ile diğer elektrikli otomobiller arasında önemli bir fark var. Hidrojenli otomobiller elektriği kendisi üretiyor. Elektrikli (BEV) veya plug-in hybrid (PHEV) otomobillerin aksine bu otomobiller, gücünü harici bir güç kaynağından şarj edilen yerleşik bir bataryadan almıyor, motorun ihtiyaç duyduğu elektriği kendi yakıt hücrelerinde hidrojeni kullanarak üretiyor. Uzun şarj süresi ve batarya ömrünün dolması gibi sorunları ortadan kaldıran bu teknolojinin yaygınlaşmasının önündeki ana engeller ise bu araçların hidrojen deposu nedeniyle büyük ve yakıt hücresi maliyeti nedeniyle elektrikli araçlara göre pahalı olmaları, hidrojen dağıtım sisteminin talep yetersizliği nedeni ile yaygınlaşmamış olması ve elektrikli araçlara göre km başına kullanım maliyetinde hidrojen fiyatı kaynaklı dezavantaj.

Bu dezavantajlar nedeniyle otomobil pazarına giremeyen hidrojen, sürekli serviste olan ve yüksek menzil ihtiyacına sahip kamyon ve otobüslerde büyüme potansiyeline sahip.

Birim hidrojen fiyatının düşmesi ve hidrojen dolum noktalarının mevcut akaryakıt istasyonlarında yaygınlaşması ile kullanım artacak. Hidrojen tedariğinde, Asya Suudi Arabistan’dan mavi, Avustralya’dan ise yeşil hidrojen almayı planlarken, İngiltere’de #BP, #Shell, #ENI, #Equinor ve #Total Orkney ve Teesside‘de “Net Zero Clusters” oluşturuyor.

Norveç ise (Longship / Northern Lights) doğal gazdan daha ucuz bir şekilde mavi hidrojen üretmeye odaklanıyor.

Bu projeleri incelediğimde aklıma, ülkemizdeki güneş enerjisi potansiyelini hidrojen üretimi için kullanarak yakın gelecekte özellikle yük taşımacılığında kullanılmak üzere yeşil enerji üretimi imkanları geliyor.

Avrupa’da yasalaşan ve gelecek yıllarda yasalaşacak regülasyonlar bu bölgeye yeşil hidrojen ihracatı için önemli fırsatlar sunuyor. Yeşil hidrojen, özelde elektrik üretimi ve genelde enerji alanında faaliyet gösteren şirketlerimiz için gelecek 15 yılın alternatif gündemi olabilir ve olmalı.

Zira yeşil hidrojeni Kuzey Afrika’da üretim ve yeni boru hatlarıyla Avrupa’ya taşımaktansa, Türkiye’den mevcut boru hattı altyapısıyla almak maliyet bakımından da avantajlı olacaktır. Sektörün dikkatine…

Teknolojinin sinir uçları: Yarıiletkenler

Porsche CEO’sunun yarıiletken tedarik problemi nedeniyle üretimlerinin aksayacağını duyurması ve bu açıklamayı Ford ve General Motors başta olmak üzere diğer otomobil üreticilerden gelen beyanların takip etmesi, yatırım yönetimi camiasının dikkatini tekrar yarıiletken üreticilere çevirdi.

Yarıiletkenler, normal şartlarda yalıtkan olmakla birlikte belirli durumlarda iletken olabilen ve böylece elektrik akımının kontrolüne imkan veren kimyasal maddeler. İletkenlikleri uygulanan akım ve gerilime veya ışık, ultraviyole, X ışınlarına göre değişiyor. Silikon veya germanyum kristallerinden imal edilen yarıiletkenler, mikroçipler gibi entegre devrelerin en önemli bileşenleri olduğundan bugünkü teknolojik aletlerin neredeyse tamamı yarı iletkenlerden faydalanıyor.

Tüketici elektroniği, tıbbi gereçler, iletişim ekipmanları, bilgisayar sistemleri, beyaz eşyalar ve kablosuz ağların yanısıra otomobiller için de yarıiletkenler önemli bir girdi.

Yarıiletkenlerin tasarım ve üretimi, yüksek “know-how”, AR-GE ve yatırım maliyeti gerektiren, hayli sermaye-yoğun ve bu nedenle “kazanan hepsini alır” mantığıyla çalışan bir sektör. Yenilenebilir Enerji’nin ardından en yüksek yatırım harcaması (ortalamada satışların %24.5’i), İlacın ardından en yoğun AR-GE harcaması (ortalamada satışların %16.4’ü) gerektiren ikinci sektör olan yarıiletkenlerde, yüzlerce üretici olsa da, yüksek talep gören 10nm ve altındaki boyutlarda üretim yapabilen şirketler sınırlı. Bu şirketlerin uzmanlaştıkları alanları da göz önüne alırsak, oligopol pazar yapısı daha görünür hale geliyor:

#Intel masaüstü ve dizüstü bilgisayar ile veri merkezleri pazarında oldukça güçlüyken, #Qualcomm cep telefonları, #ASML (Hollanda) litografi ekipmanları, #Samsung (Kore) hafıza, #NVIDIA (ABD) grafik işlemciler alanlarında lider.

Yarıiletken üretiminde kullanılan özellikli kimyasalların tamamı Japon, yarıiletken üretim ara maddesi olan silikon “wafer”ların çoğu ise Japon ve Koreli üreticilerden sağlanıyor.

Tasarımda ABD ve İngiltere (#Arm) hakimiyeti, üretimde ise Taiwan’ın (#TMSC) ağırlığı mevcut.

Yarıiletken değer zincirince bölgesel %’ler

Sektörde bu dev firmaların ağırlığının iki ana nedeni yüksek “know-how” ve tasarım gereksinimi ile yüksek yatırım maliyetleri. Özellikle çip boyunu azaldıkça sektöre giriş zorluğu artıyor. 5nm bir çipin ortalama tasarım maliyeti yarım milyar doları bulurken, ortalama üretim modülü maliyeti 5 Milyar$ düzeyinde. En iyi senaryoda (tanınmış büyük üretici, uzun vadeli sözleşmeler, teknik uzmanlık) 7-10 yılda yatırım geri dönebiliyor. Diğer yandan, bu büyük oyuncular arasında ciddi bir bağımlılık da mevcut. Zira tüm üretim aşamalarını kendi başına yapabilen oyuncu yok.

Covid nedeniyle evlere hapsolan tüketicilerin büyük ekran televizyon, bilgisayar, tablet, oyun konsollarına talebi hızla artınca, aylardır yarıiletken üreticileri tam kapasite çalışıyor. Aşılamanın başlaması ile otomobil talebi de artınca, 2021 başında arz açığı birçok sektörün üretimini kısıtlar hale geldi. Çok hızlı bir çözüm söz konusu değil, zira yeni kurulacak bir üretim tesisinin pazara ürün sevkine kadar 2-3 yıl vakte ihtiyacı var.

Geçici de olsa bu durum ülkelerin yarıiletken konusunda bağımlılığını da gündeme taşıdı.

IHS Markit’in araştırmasına göre 2021 yılının ilk çeyreğinde yarıiletken tedarik sorunu nedeniyle, Dünya’da sipariş alındığı halde üretilemeyen otomobil sayısı 672,000’i aştı. Bu rakamın 250,000 kadarı Dünya’nın en büyük otomobil pazarı olan Çin’de yapılması gereken üretimden geliyor.

ABD’nin geçen yıl Çinli iletişim altyapısı ve tüketici elektroniği şirketi #Huawei’ye yaptırımlar uygulamaya başlaması ve ardından diğer bazı Çinli şirketleri de Çin ordusu ile ilintili olmaları nedeniyle ambargo listesine dahil etmesi, Çin’in kilit sektörlerde kendi kendine yeterli olma hedefini daha da yaşamsal hale getirdi. Çin yarıiletkenlerin gerek tasarım gerek üretiminde dışa bağımlı: geçen yıl 300 Milyar $ değerinde çip ithal etti.

Çin’de yerel oyuncular, batılı büyük şirketlerin uzmanlık alanlarında alternatif çözümler geliştirmekle meşguller. Shangai Micro Electronics Equipment Co. ve Naura Technology Group Co., ASML’nin ultra-violet litografi cihazlarının benzerlerini geliştirmeye çalışırken, Empyrean gibi startuplar da, ABD’li Synopsis ve Cadence gibi çip tasarlama yazılımcılarına rakip olma iddiası ile yola çıkıyor.

26 Şubat’ta açıklanan 14. 5 yıllık kalkınma planında Çin, otonom araçlar, 6G iletişim altyapısı, quantum computing gibi yüksek teknoloji alanlarını öncelikli yatırım ve teşviklerle destekleyeceğini açıkladı. Bu açıklamayı takiben Shenzhen Goodix Technology Co. and China Resources Microelectronics Ltd. gibi yerli çip üreticilerinin hisse değerlerinde artışlar görüldü. SMIC, Will Semiconductor gibi diğer oyuncularında bu teşvikler sonucunda yatırımlarını hızlandırmaları bekleniyor. McKinsey’e bakarsanız, Çin’in çip üretimine vereceği teşvikler 5 yıl içinde 150 Milyar $ düzeyine ulaşacak. Bu teşviklere rağmen Çin’in çip alanında kendine yeterli hale gelmesi için 25-30 yıl süreye ihtiyacı olduğu belirtiliyor.

Çin’in sektörde kaydedeceği ilerlemeler, en büyük üretici olan Tayvan’ı, ana materyal sağlayıcı olan Japonya’yı ve tasarım teknolojisinde ve tüketici ürünlerinde önde gelen ABD’yi yakından ilgilendiriyor. Çipler, geçen yıl uçaklar, akaryakıt, ham petrol ve otomobillerden sonra ABD’nin beşinci büyük ihraç kalemini (46 Milyar $) oluşturdu. Sektörde çalışan sayısı 451,000’in üzerinde.

Google’ın yönetim kurulu eski başkanı Eric Schmidt’in başkanlığını yürüttüğü, ABD’nin “Yapay Zeka Alanında Ulusal Güvenlik Komisyonu” ilgili raporunda, Başkan ve Kongre’ye (geçen hafta), ABD ve müttefiklerinin yüksek teknoloji çiplerin ihracına sınırlamalar getirilmesini ve böylece Çin yarıiletken sanayinin gelişiminin yavaşlatılmasını tavsiye etti. Huawei CFO’su Meng Wanzhou’nun Kanada’da FBI’ın talebi ile 2018 yılında tutuklanmasına benzer “tepkiler” olur mu bilinmez ancak yarıiletkenlerdeki “sessiz” rekabet her an “sesli” hale gelebilir.

Aslında, yarıiletkenler konusundaki hassasiyet yalnızca Çin ile ilgili değil. Birleşik Krallık Rekabet ve Pazarlar Kurumu, Eylül 2020’de Birleşik Krallık merkezli dünyanın en büyük çip tasarım şirketi Arm’ın 40 Milyar $ bedelle NVIDIA tarafından (Japon Softbank’tan) satın alınmasını “inceleyeceğini” 5 Şubat 2021 tarihinde duyurdu. Bu işlemin NVIDIA’nın rakiplerinin bu hassas teknolojiye erişimini kısıtlayarak rekabeti ve İngiltere’nin ulusal güvenliğini zedeleyeceği iddia ediliyor.

Evet ticaret ve sermaye hareketleri serbest. Ancak “siniruçları”na dokunmak her daim sıkıntı yaratıyor.

Planlı yükseliş

Çin Komünist Partisi’ne göre 2020 sonunda Çin “orta derecede refaha sahip” bir toplum. Ekim ayında netleşen ve gelecek yılın Mart ayındaki “Halkın Kongresi”nde ilan edilecek 2021-2025 yıllarını kapsayan 14. 5 Yıllık Plan yalnızca ekonomik hedefleri içermiyor, sosyal ve çevresel sorunlara da odaklanarak Çin toplumunun zengin uluslar arasına girebilmesi hedefiyle kamu ve özel sektör çabaları için koordinasyon sağlamayı amaçlıyor.

Dual circulation model an engine to China's 14th Five-Year Plan - Global  Times

Hızla artan şehirleşme, 3 Dağ olarak tanımlanan sıradan Çinlinin üç büyük sorununu (barınma, eğitim ve tedaviye erişim) gayrimenkul fiyatlarını hızla artırarak, kaliteli eğitime ve etkili sağlık hizmetine erişimde zorluklar yaratarak büyütüyor. Önümüzdeki beş yılda 80 milyon kişinin daha şehirlere göç etmesi beklenen Çin’de bu yeni şehirlilerin şehrin imkanlarından nasıl faydalandırılacağı önemli bir sorunu oluşturuyor. Bu sorunu hafifletmek için şehirleşmeyi ve genelde nüfus hareketlerini Hukou sistemi ile sınırlayan yönetim, bu sistemi küçük ve orta ölçekli kentlerde 2014’den bu yana gevşetmeye başladı.

Hızlı ekonomik büyümenin sermaye piyasalarında hızlı yükselişlere yol açtığı Çin ekonomisinde, gelir dağılımı bozulmaya devam ediyor. Artan şehirleşme -doğru yönetilebilirse- alt gelir gruplarının büyümeden daha fazla pay almasını sağlayabilir.

Çin, devlet hakimiyetindeki şirketleri sektörlerden kademeli olarak çekerken, devlet-özel sektör ortaklığını ekonomide verimlilik artışı yaratacak şekilde kullanmaya çalışıyor. Kamu teşebbüslerinin uyguladığı yoğun teşvik ve sübvansiyonlar gelir dağılımını düzeltmek ve alt gelir gruplarının entegrasyonunu artırmaya yardımcı oluyor. Finansal piyasalarını dışa açmaya çalışan Çin yönetimi yabancı yatırımcıların belirli alanlarda aktivitelerini sınırlayan “negatif liste” uygulamasını da gevşetme eğiliminde.

14’üncü Beş Yıllık Plan’da öne çıkan diğer unsurlar:

> Ar-Ge harcamalarını GSMH’nın %3’üne çıkarmak, özellikle çip üretimi, yazılım, kimyasallar, havacılık ve uzay alanlarına odaklanmak

> Dijitalleşmeyi desteklemek (veri merkezleri, IoT, AI)

> Temiz enerji dönüşümünü gerçekleştirmek: Rüzgar ve Güneş enerjisi, pil sistemleri; elektrikli araçların parçalarının üretimi

> Ulaştırma altyapısına yatırım; özellikle demiryolu ağını daha küçük şehirlere doğru geliştirmek ve hızlı trenleri yaygınlaştırmak

> Yerel yönetimlerin borç yüklerinin teşviklerle dengelenmesi

Plan’da yer alan bu başlıkların, yenilenebilir enerji (Xinyi, Longyuan), ulaşım altyapısı üreticileri (örneğin CRRC), otomasyon alanında uzmanlaşan şirketler (Estun, Shenzen Inovance), inşaat gereçleri üreticileri (SANY, Zoomlion) gibi halka açık şirketlerin büyümesini destekleyeceği aşikar. (Bu şirketlerin her biri ayrı bir yazı konusu olabilir!)

Küresel trendlerle uyumlu, kamu ve özel sektör işbirlikleri ile inovasyon ve teknoloji odaklı makro ve mikro planlarla büyümenin darısı başımıza diyelim…

Makinelerle “yaşamaya” alışabilecek miyiz?

Bugünlerde sabah akşam yapay zeka haberleriyle karşılaşıyorsanız, konudan usanmış olmanız muhtemel.

Öğrenebilen, insan gibi düşünüp, algılama ve çıkarımlarını geliştirebilen, kendi kendine ilerleyebilen yazılımların insanların yerini alması ihtimali, sınırlı sayıda insanı oldukça heyecanlandırırken, geniş bir kesimi “düşündürüyor”.

Bir sosyal sitenin, üyelerinin yayınladığı mesajlardan intihar eğilimlerini öngörebilme çabası yapay zekanın gidebileceği yön konusunda ipucu veriyor. Her tür insan eyleminin dataya çevrilebilme imkanının (yazılımlar, web tabanlı sistemler, kameraların etkileşimi…) artması, makinelerin hayatımız üzerindeki “belirleyiciliği” ni belirli bir faz gecikmeyle de olsa artırıyor/artıracak.

Pek de uzak olmayan gelecekte kendimizi makinelere “dert anlatmaya” çabalarken bulmamız şaşırtıcı olmayacak. İnsan gibi görebilen, tahayyül edebilen, kurgulayan, makinelerle “yaşamak”, hayatımıza türlü kolaylıkların yanı sıra türlü zorlukları da katabilir.

Dört yüz yıl boyunca, gücün kişilerden gruplara (klan, grup, loca, meclis) geçişine tanık olan insanlık, aşağı yukarı kırk yıldır gücün tekrar kişiye (birey) geçişi sürecini deneyimlemekte.

Önümüzdeki kırk yıl, “gücün” kişilerden makinelere (“Sistem”) geçişi sürecini izler miyiz?

Aklıselim ile düşünelim.