Hidrojen Nedir ve Nasıl Elde Edilir?
Yeşil hidrojen yenilenebilir enerji uygulamalarında kullanılmaktadır. Ve bir enerji kaynağı değil enerji taşıyıcısıdır. Daha ayrıntılı açıklamak gerekirse öncelikle hidrojenden şu şekilde bahsedebiliriz:
Hidrojen, yeryüzünde en çok bulunan elementlerdendir. Ancak çevrede serbestçe bulunmamaktadır. Her zaman bir diğer element ile birleşik haldedir. Örneğin H₂O(Su) veya CH₄(Metan). Bu sebeplerden dolayı hidrojenin kullanılabilmesi için öncelikle serbest bırakılması ardından enerji uygulamalarında kullanılması mümkündür. Hidrojenin serbest bırakılmasını, yani ayrımını gerçekleştirmek için bazı işlemler gerekir. Bunun için de enerji harcanmaktadır. Yani hidrojen bu aşamada, birincil enerji veya yakıttan ziyade bir enerji taşıyıcısı olarak tanımlanır. Başka bir deyişle, hidrojen enerjiyi depolayabilen ve sonra başka bir yerde kontrollü şekilde salınabilen bir maddedir. Hidrojen; Elektriği depolayan lityum piller gibidir. Sonuç olarak hidrojen ana enerji kaynağı değil, bir enerji taşıyıcısıdır.
Kökeni ve Türleri Nelerdir?
Hidrojen renksiz, kokusuz ve havadan 14,4 kat daha hafif zehirsiz bir gazdır. Fakat renkli terimler ile kullanılmaktadır. Yeşil hidrojen, mavi hidrojen ve gri hidrojen gibi terimleri duymuşsunuzdur. Bu terimler hidrojenin rengini değil, onun kökenine ve üretimi sırasında salınan karbondioksit miktarına göre sınıflandırmak için koyulan bir etikettir. Başka bir deyişle, ne kadar temiz olduğu anlamanın bir yoludur. Kökenine göre hidrojen türleri şu şekildedir:
- Kahverengi Hidrojen: Kömürün gazlaştırılması ile elde edilmekte ve üretim sürecinde karbondioksit açığa çıkarmaktadır. Bazen siyah hidrojen olarakta adlandırılmaktadır.
- Gri Hidrojen: Doğal gazın dönüştürülmesinden elde edilmektedir. Karbondioksit emisyon haklarının fiyatı nedeniyle maliyetin artması beklense de, şu anda en bol ve en ucuz üretimdir. 1 ton külü üretimi 9 ila 12 ton CO₂ salınımı yapacaktır.
- Mavi Hidrojen: Üretim sırasında doğal gaz ve kömürden çıkan karbondioksitin yakalanmasıyla oluşan hidrojen, mavi hidrojen olarak adlandırılmaktadır. Üretim sırasında oluşan CO₂ atmosfere salınmadığı için gri hidrojene göre nispeten kabul edilebilir bir konumda yer almaktadır.
- Turkuaz Hidrojen: Fosil yakıtlardan piroliz teknolojisiyle CO₂ olmadan turkuaz hidrojen elde edilmektedir.
- Pembe Hidrojen: Herhangi bir CO₂ emisyonu üretmeyen nükleer enerjiyle çalışan elektrolizle elde edilen hidrojendir.
- Yeşil Hidrojen: Yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik kullanılarak suyun elektrolize edilmesiyle elde edilmektedir. En pahalısıdır, ancak enerji kaynakları ve elektrolizlerin maliyeti düştükçe fiyatının giderek düşmesi beklenmektedir. Başka bir yeşil hidrojen türü, hayvancılık, tarım veya belediye atıkları kullanılarak biyogazdan üretilebilmektedir.
Yeşil Hidrojen Nedir?
Yenilenebilir enerji kaynakları(güneş paneli veya rüzgâr türbini) kullanılarak suyun elektrolizi ile üretilen hidrojen, yeşil hidrojen olarak adlandırılmaktadır. Yeşil hidrojen temiz hidrojendir ve üretimi sırasında atmosfere hiçbir zararlı gaz salınmamaktadır.
Avantajları
Yeşil hidrojenin bilinmesi gereken artı ve eksileri vardır. Avantajları şu şekildedir:
- %100 sürdürülebilir: Yeşil hidrojen, yanma sırasında zararlı gazlar yaymamaktadır.
- Depolanabilir: Hidrojenin depolanması kolaydır. Bu özelliği sayesinde sonradan başka amaçlar ile kullanılmasına izin verir. Sıkıştırılmış hidrojen tanklarında uzun süre enerji depolanabilmektedir.
- Taşınabilir: %20’ye varan oranlarda doğalgaz gibi taşınılabilir.
- Çok yönlü: Elektriğe veya sentetik gaza dönüştürebilmektedir. Ticari, endüstriyel veya mobilite gibi amaçlarla kullanılabilmektedir.
Dezavantajları
- Yüksek maliyet: Elektroliz yoluyla yeşil hidrojen üretmenin anahtarı olan yenilenebilir kaynaklardan elde edilen enerjinin üretilmesi daha pahalıdır. Ve bu da hidrojenin elde edilmesini daha pahalı hale getirmektedir.
- Yüksek enerji tüketimi: Genel olarak hidrojen üretimi ve özellikle yeşil hidrojen üretimi diğer yakıtlardan daha fazla enerji gerektirmektedir.
- Güvenlik ve saklama: Hidrojen uçucu ve yanıcıdır. Bu nedenle sızıntı ve patlamaları önlemek için oldukça kapsamlı güvenlik önlemleri gerektirir.
Kullanım Alanları
- Sanayi sektöründe; kimya, demir-çelik, çimento, cam, seramik gibi sektörlerde doğrudan veya doğal gaz ile birlikte kullanılması mümkündür.
- Enerji deposu olarak; elektrikten daha pahalıdır fakat depolanarak sonradan birçok uygulamada kullanılması mümkündür. Bu şüphesiz mevsimlik hidrojen depolama sistemi olarak hidrojen için en umut verici uygulamalardan biridir. Yenilenebilir enerjinin artan popülaritesi ile elektriğin maliyetinin gerçekten ucuz olduğunu ve onu tüketecek yer olmadığı için fazlalık olacağını göreceğiz. Burada, ucuza üretilebilen ve daha sonra talep üzerine elektrik üretimi veya başka herhangi bir uygulama için kullanılabilen hidrojen devreye girecek.
- Ulaşımda; elektrikli araçlarda her ne kadar pil paketleri ile çalışsa da sonrasında hidrojenin popülaritesi artacak. Bu da şüphesiz hidrojenin en umut verici uygulamalarından biridir. Günümüzün hafif taşımacılığında piller rekabeti kazanıyor. Ancak bazı üreticiler (özellikle Japonya) yakıt hücresi modellerini geliştirmeye devam ediyor. Ve sonuçlar giderek daha umut verici.
- Isıtmada; evsel ve endüstriyel ısıtma her zaman elektrik verilemeyen bir sektördür. Isı pompaları her zaman bir seçenek değildir. Ve bu durumda hidrojenin bir çözüm olarak kullanılması mümkündür.
Dünya ve Türkiye’de Yeşil Hidrojen Gelişmeleri
Yeşil hidrojen, hem Paris İklim Anlaşması’nın taahhütlerini yerine getirmek için hem de dünyadaki enerji sorununun çözümü için bir fırsat olarak görülmekte. 30 yıl içerisinde hidrojen üretiminin yeşil kaynaklardan üretileceği öngörülmekte. Japonya, sıfır karbon emisyonu hedefine ulaşmak için yeşil hidrojene yatırım yapıyor. Çin yıllık 180 milyon galon benzin kullanımını telafi edecek büyük bir yeşil hidrojen projesini onayladı. New York’ta günde 500 ton yeşil hidrojen üretecek bir tesisi 2050 yılına kadar kurmayı planlamaktadır. Ayrıca yakın dönemde AB sınırları içerisinde 130 milyar dolarlık hidrojen enerjisi projesinin hayata geçirilmesi beklenmekte. Dünya’da durum böyleyken Türkiye’nin de yeşil enerji stratejisi içinde hidrojenin yer gün geçtikçe artıyor.
Türkiye, Paris İklim Anlaşması’nı onaylamasıyla birlikte 2053 yılı için net sıfır emisyon hedefi doğrultusunda yol haritasını şekillendirmekte. Yeşil hidrojen ile birlikte Türkiye’nin hem enerji ihtiyaçlarını karşılanması hem de enerji ithalatına bağımlılığının azalması açısından önemli bir konuma gelecek.
SHURA Enerji Dönüşüm Merkezi’nin yayımladığı “Türkiye’nin Ulusal Hidrojen Stratejisi için Öncelikli Alanları” isimli rapora göre, Türkiye 1,6 milyon ton yeşil hidrojen (4,6 milyon ton eşdeğer petrol) potansiyeline sahip. Pratikte bunun karşılığı Türkiye’nin yıllık enerji ihtiyacının yüzde 5’inin bu kaynak tarafından karşılanmasıdır. Aynı zamanda bu potansiyel, yaklaşık 45 milyar dolarlık yatırım fırsatı sunmakta.
Yeşil hidrojenin ikinci boyutu ise Türkiye’nin 1,6 milyon tonluk potansiyelinin yeni bir ihracat malzemesi olması konusudur. Buna göre, Türkiye’de üretilen hidrojen Avrupa’ya satılabilir. Böylece yeşil hidrojen üretimi, hem Türkiye’nin Avrupa enerji güvenliğindeki rolünü pekişecek hem de Türkiye’nin jeopolitik önemini arttıran bir başka unsur olacaktır.
Kaynakça:
- renovablesverdes.com
- temizenerji.org
- aa.com.tr
- bunkerist.com
- enerji.gov.tr
