Röportaj – Celsius Enerji ve sığ jeotermal sistemler

Celsius Energy COO'su Sylvain Thierry ile röportaj

Merve Uytun 13 Eyl 2023

Binaların ısıtılması ve soğutulması, küresel olarak nihai enerji tüketiminin yaklaşık üçte birini ve enerjiyle ilişkili CO2 emisyonlarının %30’unu oluşturmaktadır. Küresel sıcaklıkların artmasıyla birlikte soğutma ihtiyacının önümüzdeki birkaç yıl içinde önemli ölçüde artması bekleniyor. Bu nedenlerden dolayı bina ısıtma ve soğutma sektörü acilen karbondan arındırılması gereken bir sektördür.

Celsius Energy, sığ jeotermal ısıtma ve soğutma sistemleri sağlayarak bu enerji ikilemini çözmeye katkıda bulunmayı ve böylece binaların karbon ayak izini azaltmayı hedefliyor. Celsius Energy’nin benzersiz özelliği, teknolojisi SLB altında geliştirilen ve bu sayede küresel enerji ve teknoloji şirketinin uzmanlığından ve teknolojilerinden yararlanan bir işletme olmasıdır .

Celsius Energy hakkında daha fazla bilgi edinmek için COO ve Kurucu Ortak Sylvain Thierry ile sığ jeotermalin büyük potansiyeli ve şirketin esnek ve az yer kaplayan jeotermal sistemler yaratma yaklaşımı hakkında konuştuk.

Bize biraz Celsius Energy’den, şirketin geçmişinden ve sunduğunuz hizmetlerden bahseder misiniz?

Adım Sylvain Thierry ve eski adıyla Schlumberger olan SLB için 20 yıldan fazla çalıştım. 2019 yılında iki meslektaşım ve ben, Celsius Enerji işini yaratan bir jeoenerji teknolojisi geliştirdik. Buradaki fikir, yer altı bilimi ve teknolojisine ilişkin bilgimizi harekete geçirmek ve bunu, dünyanın genel karbon ayak izinde büyük bir kalem olan binaların karbondan arındırılması misyonuna uygulamaktı.

Başlangıçta ısı için derin jeotermalden yararlanmayı düşündük, ancak sonunda sığ jeotermalin, yani toprak kaynaklı ısı pompalarının, ısıtma ve soğutmanın karbondan arındırılması üzerinde muhtemelen daha büyük bir etkiye sahip olabileceğini anladık.

Başladığımızda bizi gerçekten etkileyen ilk şey, ısı biçiminde kullanılan enerji miktarıydı. Herkes rüzgar, güneş ve nükleer kaynaklardan elektrik enerjisi üretiminden bahsediyor ama aslında ısı, dünyanın enerji açısından ihtiyacının yarısı kadar. İşletme binaları tek başına dünyadaki toplam nihai enerji kullanımının %30’undan sorumludur. Binaların ısıtılması ve soğutulması kullanılan enerjinin %80’ini oluşturur. Karbon emisyonları açısından bakıldığında, dünyadaki toplam emisyonların %27’si binalarda kullanılan enerjiden kaynaklanmaktadır ( toplam 37 Gt’nin 11 Gt CO₂ eşdeğeri). 

Bu, karbon emisyonlarını azaltmak için harika bir fırsat sunuyor. Fosil yakıtları kullanmaktan uzaklaştığımızda ve var olan en verimli sistemi (toprak kaynaklı ısı pompaları) kullandığımızda, bu, karbon emisyonlarını 10 kata kadar azaltabilir ki bu kesinlikle çok büyük bir rakamdır.

Dolayısıyla, Celsius Energy’nin yaratılmasını hayal ettiğimizde amacımız, binaların karbondan arındırılması için uçtan uca çözümler sunmaktı. Şirketimizi 2019 yılında kurduk ve şu anda 100’ün üzerinde çalışanımız var. Fransa, ABD ve İngiltere’de faaliyet gösteriyoruz ve daha fazla coğrafyada açılma planlarımız var.

Birincil müşterileriniz henüz inşa edilmemiş binalar mı? Veya mevcut binalardaki ısıtma ve soğutma sistemlerinin yenilenmesine yönelik çözümler sunabilir misiniz? Potansiyel müşterilere genellikle nasıl yaklaşıyorsunuz?

Fark ettiğimiz ilk şey, birçok insanın jeotermal enerjinin ilginç bir kavram olabileceğini düşünmesi ancak nasıl çalıştığını bilmemeleriydi. Isı pompaları biraz gizemlidir, değil mi? Bu yüzden gerçekten uçtan uca bir teklife sahip olmak istedik. Sondaj, ısı pompası ve tüm sistemin dijital yönetimini sağlayarak bir bina sahibiyle konuşup eski kombinizi ve soğutma grubunuzu söküp Celsius Enerji çözümümüzü yerine koyacağımızı söyleyebiliyoruz. yer ve kusursuz olacak.

Konutlar gibi B2C işine girmemeye, bunun yerine kolektif binalara ve büyük ölçekli projelere odaklanmaya karar verdik. 10 kW ve daha küçük projeleri almıyoruz, ancak 50 kW’tan birkaç MW’a kadar projeler alacağız.

Sizinle ABD’de konuşabileceğim projelerden biri Eversource tarafından yürütülen Framingham projesidir . Yeraltı altyapısını ve sondaj tasarımını sondaj ortağımızla birlikte gerçekleştiriyoruz. Fransa’nın en büyük sığ jeotermal projesi olan ve Avrupa’nın ilk 10’undan biri olan Fransa’nın Ferney-Voltaire’sinde benzer, çok büyük ölçekli bir projemiz var. Framingham, sığ jeotermal sistemin mevcut evlere ve toplu binalara bağlanacağı anlamında bir “kahverengi alan” projesi iken Ferney-Voltaire, sistemin yeni inşa edilen binalara hizmet vereceği bir “yeşil alan” projesidir.

Söylediğiniz gibi, ısıtma ve soğutma çözümleri için iki pazar var; yeni yapılar ve yenilemeler. Bu pazarlara baktığımızda İzlanda’da, Fransa’da, ABD’de çok fazla yeni bina olmadığını görüyoruz. Her yıl toplam stokun yalnızca %1’i yeni yapılardan oluşuyor. Ancak mevcut bir binada her 20 yılda bir ısıtma sisteminizi (tipik olarak gaz kazanınızı veya klima soğutucularınızı) değiştirmeniz gerekir. Bu, gelişmiş ülkelerde yenileme alanında pazar büyüklüğünün yeni yapılara göre beş kat daha büyük olduğu anlamına geliyor. Bu nedenle güçlendirmeye uygun bir ürün tasarlamak istedik.

Sığ jeotermal ile ilgili sorunlardan biri, insanların geleneksel dikey sondaj delikleri açması ve bunun çok fazla alan gerektirmesidir. Şehir merkezlerinde her binanın önünde futbol sahası büyüklüğünde açık alan bulunmuyor. Bu nedenle mevcut binalara yaklaşabilmek için eğimli, yıldız şeklinde bir sondaj düzeneği tasarladık. Sadece birkaç park yeri büyüklüğünde bir alana ihtiyacınız var. Daha sonra ısıtma için yeterli enerjiyi sağlamak veya soğutma için yeterli enerjiyi zemine yeniden enjekte etmek amacıyla bir alanı delebiliriz.

Özetlemek gerekirse, yenilemeye çok odaklanıyoruz. Fransa’da hastaneler, ofisler, oteller ve endüstriyel tesisler için buna benzer birkaç proje teslim ettik. Çoğu zaman düşük karbonlu bir çözüme geçmek isteyen mevcut bir bina içindi.

Aynı noktadan kaç tane kuyu açabilirsiniz? Genellikle hangi derinliğe kadar sondaj yapıyorsunuz? Sistemin tasarımında diğer hususlar nelerdir?

Bahsettiğim gibi yıldız şekilli sondaj yaklaşımı, az yer kaplayan birden fazla kuyu açmanın iyi bir yoludur. Mesela aynı noktadan 20’ye kadar kuyu açtık.

Fransa’da genellikle toplam 200 metre derinliğe kadar sondaj yapıyoruz. Eğimli sondaj yaptığınızda yaklaşık 230 metre sondaj uzunluğuna sahip olabiliyorsunuz. Bu, Fransa’da olduğu gibi, 200 metrenin ötesinde sondaj yapılması, sondaj iznine başvurmanız gerektiği anlamına gelen düzenlemeyi dikkate alır. Her coğrafya benzersizdir ve çözümümüzü buna göre tasarladığımız özel yeraltı düzenlemelerine sahiptir.

Sistemimizde çok önemli olan şeylerden biri Jeoenerji Yönetim Sistemi veya GMS’dir. Günün çeşitli saatlerinde ve farklı mevsimlerde binaya ısı tedarikini yöneten dijital yönetim sistemidir. Bu durum ısı pompasının çalışmasıyla ve yerdeki batarya ile nasıl ilişkilendiğiyle yakından ilgilidir.

Tüm sistemin (kuyular ve GMS) gerçekten iyi tasarlanması ve aşırı tasarlanmaması gerekiyor. Aksi takdirde, bir bina için çok büyük bir sistemle karşı karşıya kalabilirsiniz, bu da sistemin geliştirilmesini ve işletilmesini daha pahalı hale getirir. Bu kuyular 50 ila 100 yıl kadar dayanacak, dolayısıyla yer altındaki kaynağı da yönetmek ve termal kaynağın sürdürülebilir olduğundan emin olmak istiyorsunuz. Bu çok iyi bir modelleme gerektirir. Bunu yapmak için Paris yakınlarındaki kampüsümüzde son üç yıldır faaliyette olan bir demo proje inşa ettik ve deneysel olarak kanıtladık.

Sığ jeotermal için bile diğer jeotermal geliştiricilerin karşılaştığı bir sorun, jeotermal sistem kurmak için gereken çok yüksek ön sermayedir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için yaklaşımınız neydi?

Öncelikle toprak kaynaklı ısı pompalı sığ jeotermal sistemlerin uzun vadede en ucuz enerji kaynağı olduğu bilinmelidir. Maliyetleri 10 yılın üzerinden tahmin ederseniz, işletme maliyetleri ve toplam sahip olma maliyeti açısından rakip bir teknoloji yoktur. Ancak haklısınız; bunları kurmak büyük bir ön yatırımdır.

Bu maliyeti düşürmenin bir numaralı cevabı dediğim gibi sistemi doğru tasarlamaktır. Geçmişte sondajcılar, ısı pompası uzmanları, yer altında tesis tasarımcıları, yer üstünde tesis tasarımcıları vardı. Ve herkes güvenlik marjlarıyla tasarım yapıyordu ve bu da çoğu zaman büyük boyutlu/aşırı pahalı sistemlere yol açıyordu. Çok büyük boyutlu sistemlerin örnekleri var. Açılan toplam kuyu sayısının dörtte biriyle çalışabileceklerini fark eden bazı kampüsler biliyorum. Kısacası bu, sistemin gerçek hizmete göre dört kat fazla pahalı olduğu anlamına geliyor. Sistemin tasarımında doğru olmanız ve bunun için binanın ısıtma ve soğutma talebini, ısı pompası teknik odasını, yeraltı sondaj deliği ısı eşanjörünü birbirine bağlayan uçtan uca modelleme yeteneklerine yatırım yapmanız gerekir.

Ayrıca sondaj da dahil olmak üzere her alanda Ar-Ge ve inovasyona yoğun yatırım yapıyoruz. Yaklaşık 100 yıldır sondajla ilgili yeraltı teknolojileri geliştiren bir şirket olan SLB’den geliyoruz. Bu teknolojilerin geliştirilmesinde aktif bir katılımcı olmak, teknolojimizi ve işimizi hızlandırmak için büyük bir avantaj oldu. Bugün, hizmetlerimizin maliyetini düşürmede temel olan sondaj verimliliğimizi artırmaya yardımcı olan sondajla ilgili birçok yeniliğimiz var.

Ve son olarak bu pazarda farklı iş modelleri var. Bunu tasarım, inşa ve devretme olarak sunabilirsiniz ve ardından müşterinin sistemin işletim maliyetlerini karşılaması gerekir veya siz sahip olabilir ve işletebilirsiniz. Sahip olmayı ve kendimiz işletmeyi tercih ettik. Ancak biz enerji operatörleriyle ortaklıklar kurmayı ve onların sistemi sahiplenip işletmelerini sağlamayı seçtik; ön maliyetlerin sözleşme süresi boyunca dengelenmesi için sıklıkla finansman çözümleri sunduk.

Bunun güzel bir örneğini Framingham projesinde görüyoruz. Bu proje üzerinde Kuzeydoğu ABD’deki bir hizmet şirketi olan Eversource ile çalışıyoruz. Eversource jeotermal sistemin sahibi olacak ve işletecek, biz ise RH White için tasarım ve inşaat desteği sağlayacağız.

Emlak piyasasının düşük karbonlu çözümlere daha açık olma yönünde geliştiğini söyleyebilir misiniz? Son yıllarda hizmetlerinizi pazarlamak daha mı kolay oldu?

Kesinlikle, hiç şüphe yok. Bu, Avrupa’da uzun yıllardan beri temel bir konu ve şimdi ABD’de insanların binaların karbon ayak izini incelemesini sağlayan düzenlemeler var. Bir binayı petrol veya gazla ısıtırsanız, birçok yerde artık kanunların izin vermediği kadar büyük bir karbon ayak izine sahip olursunuz. Binanın karbon ayak izi çok yüksekse inşaat izni alamazsınız, hatta kiralama izni bile alamazsınız. Avrupa’daki bazı ülkeler, fosil yakıt yakıcılarını yasaklama/aşamalı olarak kaldırma planlarını uygulamaya koydu. Bu aşamada, fosil yakıtlı brülörler hâlâ toplam bina ısıtma enerjisi talebinin %80’ini karşılıyor ancak bu durum son derece hızlı bir şekilde değişiyor. Gelecekte ısıtmada aslan payını elektrikli ısı pompaları sağlayacak.

Artık insanlar karbon emisyonu açısından verimli ve işletme maliyetleri düşük alternatiflere bakıyor. Avrupa ve Ukrayna savaşı bağlamında istikrarsız gaz ve elektrik fiyatları, toprak kaynaklı ısı pompası gibi verimli bir sistemin ticari durumunu çok daha güçlü hale getirdi.

Toprak kaynaklı ısı pompaları dünya çapında halihazırda 30 milyar dolarlık bir pazara sahip ancak pazar 2021’den 2022’ye kadar Avrupa’da yıllık %17, ABD’de ise %20 büyüdü. Özellikle ekonominin çok cazip olduğu toplu/büyük ölçekli kurulumlarda toprak kaynaklı ısı pompalarına yönelik çok ama çok iyi bir ivme olduğunu görüyorum.

Bir startup kurma deneyimi nasıldı? Ve sizin özel durumunuzda, bunu SLB gibi bir şirket altında mı yapıyorsunuz?

Eğlenceli bir yolculuktu. SLB’de, çoğunlukla yer altı teknolojisi geliştirmede olmak üzere 20 yıllık deneyime sahip biraz tecrübeli biriyim. Bu jeotermal konsepti ilk kez oluşturduğumuzda, bunu teknik açıdan tam olarak anlamak için çok fazla kişisel zaman ve çaba harcadık ve işin temellerini, müşterinin sesini ve pazarı anlamak için çok zaman harcadık. Başlangıçta, birçok yeni girişimcinin yaptığı gibi bunu günlük işlerimizin yanı sıra yaptık ve bu da zorluydu. Daha sonra şirketten fikrimizi destekleyecek bir sponsor bulmayı başardık. Bizi bir start-up kuluçka programına yerleştirdiler ve bu yeni teknolojinin ve işin yaratılması için tam zamanlı çalıştık. SLB’de organizasyonun her seviyesinde her zaman teknoloji ve yeniliğe yönelik bir tutku olmuştur.

Geçtiğimiz yıl SLB, adını ve logosunu değiştirerek ve dengeli bir gezegen için enerji inovasyonunu yönlendirme misyonunu esas alarak büyük değişiklikler yaptı. Celsius Energy, şirketin aşağıdaki sektörlerde teknoloji odaklı iş fırsatlarını araştıran Yeni Enerji bölümünün bir parçasıdır: jeotermal (jeotermalde önde gelen danışmanlık hizmetleri, GeothermEx dahil), karbon yakalama ve ayırma, kritik mineraller-lityum, düşük karbon hidrojen ve sabit enerji depolama.

Bir diğer büyük fayda ise SLB’nin küresel ayak izidir. SLB, dünya çapında 100’den fazla ülkede faaliyet göstermektedir ve bu da, işi uluslararası ölçekte büyütmek için harika bir platform sağlamaktadır.

Celsius Energy, SLB’nin teknolojik inovasyonunun, yüksek SEÇ standartlarının ve hizmet odaklı kültürünün DNA’sını taşır. Sığ jeotermal sistemlerimizi insanların yaşadığı veya çalıştığı bir fabrika veya bina alanına kurduğumuzda, sondaj ve inşaat faaliyetleri rahatsızlığa neden olabilir. Bina sakinlerini ve müşteriyi mutlu etmeye yardımcı olmak için bu rahatsızlıkları azaltmak için elimizden geleni yapıyoruz. Bu teknoloji odaklı, güvenlik ve hizmet odaklı tutum, kültürümüze yerleşmiş olan ve bizi inşaat/inşaat dünyasında farklı kılan bir şeydir.

Celsius Enerji için sırada ne var? Yeni bölgelere veya başka pazarlara açılma planlarınız var mı? 

Şimdiki zorluk ölçeklendirmedir. Yeni coğrafyalara yayılarak ölçeğimizi nasıl büyütebiliriz? Öncelikle genişleme için doğru koşullara sahip coğrafyaları belirlememiz gerekiyor ve girmemiz için uygun pazarlar olduğunu düşündüğümüz birkaç coğrafyayı ciddi şekilde araştırıyoruz.

Ölçeklendirmenin bir diğer boyutu projeler için geçerlidir. Toplu binalara veya orta ölçekli binalara, üniversite kampüslerine, yeni şehir alanlarına, yeşil alan geliştirmelerine ve bölgesel ısıtmaya odaklanmaya karar verdik, böylece proje boyutlarını büyütebiliriz.

Bu durum, iklim değişikliğiyle birlikte tüketicilerin muhtemelen aynı miktarda ısıya ihtiyaç duyacağı ancak gittikçe daha fazla soğutmaya ihtiyaç duyacağı gerçeğiyle el ele gidiyor. Toprak kaynaklı ısı pompalarına sahip sığ jeotermal sistemlerin güzelliği, hem ısıtma hem de soğutma yaptığınızda en iyi şekilde çalışmalarıdır. Mesela Fransa’nın güneyinde şehir düzeyinde ısıtma ve soğutma sağlayabileceğimiz oldukça büyük ölçekli projelerle karşılaşıyoruz.

Bugünlerde jeotermal piyasasında sizi neler heyecanlandırıyor? Jeotermal pazarının 10 yıl sonra nasıl görüneceğini düşünüyorsunuz?

Beni heyecanlandıran ilk şey, bir mühendis olarak karbondan arındırma konusunda süper verimli bir teknolojiye sahip olduğumuzu düşünmemdir. Bu kanıtlandı ve dünyadaki devasa bir şeyin karbon emisyonlarını 10’a bölebileceğimiz bir gerçek. Muhtemelen sabahları beni uyandıran ve işte bana enerji veren şey budur.

İkincisi yeniliktir. Isı pompaları yaklaşık 200 yıl önce icat edilmiş olsa da, ısı pompaları ve sondaj için yeni, heyecan verici teknolojiler yaratmak amacıyla o kadar çok yatırım yapılıyor ki, bu teknolojinin ilerleme hızı aslında çok iyi.

Politikaları ve düzenlemeleri oluşturmaya çalışmak ve insanların bu aşamada ısının karbondan arındırılması için çok önemli olduğunu fark etmelerini sağlamak için doğru zamanın geldiğini düşünüyorum. Bunu yapmak mümkün, teknolojimiz var, yani önemli olan bunu gerçekleştirmek.

Kaynak: ThinkGeoEnergy