Hidrojen Enerjisi Yeterince Yeşil mi?
Enerji güvenliği ve sürdürülebilirlik açısından alternatif olarak görülen hidrojen enerjisi nedir? Kullanımı artıyor ama yeterince yeşil mi?
Karbon emisyonlarının, dolayısıyla küresel sıcaklıkların artması iklim krizini tetikledikçe fosil yakıtsız, temiz, verimli ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına talep de artıyor. Bu açıdan bakıldığında hidrojen; emisyonların azaltılması, enerji güvenliği ve sürdürülebilirlik için güçlü bir enerji taşıyıcısı olarak görülüyor. Taşımacılık, sanayi, petrol üretimi gibi alanlarda kullanılan hidrojen enerjisi giderek ön plana çıkıyor ve daha çok konuşuluyor. Ancak uzmanların bu konuda bazı çekinceleri var. Hidrojen enerjisi kullanımı yeterince çevreci ve yeşil mi? Eğer hidrojen %100 yenilenebilir enerjiden üretildiyse evet, yeşil oluyor. Fosil yakıtlardan üretildiğinde ise çevreci ve yeşil sıfatları yanına yaklaşamıyor. Gelin hidrojen enerjisine ve hangi durumlarda yeşil olduğuna birlikte bakalım...
Hidrojen nedir?
Hidrojen, gaz halinde iki hidrojen atomundan oluşan H2 molekülünü ifade eder. Periyodik tablodaki ilk element olan hidrojen atomunun kimyasal sembolü H’dir ve evrendeki en yaygın maddedir. Dünyada doğal olarak mevcut olmayan hidrojenin çoğu su veya organik bileşikler gibi moleküler formlarda bulunur.
Hidrojen Teknolojileri Derneği tarafından hazırlanan “Türkiye için Hidrojen Teknolojileri Yol Haritası” raporuna göre; hidrojenin üç temel işlevi bulunur. Bunlar yakıt, enerji taşıyıcısı ve diğer kimyasallar ile alternatif yakıtlar (etanol, metanol, amonyak, dimetil eter vb.) için hammadde olarak kullanılabilmesidir.
Peki hidrojen enerji kullanımında neden tercih ediliyor, gelin birlikte görelim:
-
Sıfır emisyon ile sudan üretilebilmesi,
-
Doğada bol miktarda bulunması,
-
İyi bir enerji dönüşüm etkinliğine sahip olması,
-
Gerekli düzenlemelerle farklı şekillerde depolanabilmesi,
-
Minimum kayıpla uzun mesafeler boyunca transfer edilebilmesi, diğer yakıtlardan daha fazla yöntemle (elektroliz yöntemi, kimyasal yöntemler, termoliz yöntemi, termokimyasal yöntemler, fotoliz yöntemleri, biyokütleden ısıl işlemle hidrojen gazı üretimi, ısıl işlemsiz biyolojik hidrojen gazı üretim yöntemleri ve doğal gazın reformu) ek enerji biçimlerine dönüştürülebilmesi,
-
Geleneksel fosil yakıtlardan daha yüksek alt ve üst ısıl değerlere sahip olması,
-
Yenilenebilir enerji ve sudan üretiliyorsa; üretimi, depolanması, taşınması ve nihai kullanımı ile çevreye zarar vermemesi.
Yeşil hidrojen nedir?
Hidrojen, enerjiyle ilgili küresel sorunlara çözüm sağlamak için gerçekten büyük bir potansiyele sahip. Şimdi hidrojenin hangi durumlarda yeşil olup olamayacağına bakalım.
Yeşil hidrojen, yalnızca yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen elektrik kullanılarak suyun elektrolizi ile üretilir. Kullanılan elektrik %100 yenilenebilir kaynaklardan sağlandığı için seçilen elektroliz teknolojisine bakılmaksızın, karbondioksit içermez. Yani son kullanımı karbon salımına neden olmaz. Hidrojenin “yeşil” olarak kabul edilebilmesi için yenilenebilir kaynaklardan veya karbon tutma ve depolama teknolojisine sahip karbon bazlı kaynaklardan üretilmesi gerekir.
Yeşil hidrojene ek olarak beş renk daha var: Gri, mavi, pembe, sarı ve turkuaz.
Gri hidrojen, fosil yakıtlardan elde edilir ve günümüzde en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Kural olarak doğalgaz, hidrojen ve karbondioksite (buhar reformu ile) dönüştürülür. Üretim sırasında oluşan karbondioksit genellikle kullanılmaz.
Mavi hidrojen de gri hidrojendir, ancak burada karbon yakalama ve depolama teknolojisiyle üretilen karbondioksit yeraltında biriktirilir. Üretilen karbondioksit böylece atmosfere girmez ve hidrojen üretimi iklim açısından nötr hale getirilebilir.
Pembe hidrojen, herhangi bir karbondioksit emisyonu üretmeyen, nükleer enerjiyle çalışan elektrolizle yapılan hidrojendir.
Sarı hidrojen, enerji şebekesinden elektrolizle yapılan hidrojendir. Karbon emisyonları, şebekeye güç sağlayan kaynaklara bağlı olarak büyük ölçüde değişir.
Turkuaz hidrojen, metanın termal parçalanması (metan pirolizi) yoluyla üretilir.
Yeşil hidrojen üretim yöntemleri
Yenilenebilir enerji kaynaklarının hidrojen üretiminde çok önemli bir rol oynadığını söylemek mümkün. Bu kaynakları şöyle sıralayabiliriz:
-
Güneş enerjisi
-
Hidro enerji
-
Okyanus enerjisi
-
Gelgit enerjisi
-
Rüzgâr enerjisi
-
Biyokütle
-
Jeotermal enerji
Saydığımız bu enerji türlerinin kullanılmasıyla hidrojen üretimi hem çevreci ve temiz hem de sürdürülebilir etkiye sahip olur.
Uzmanlar ne diyor?
Hidrojen Bilim Kurulu Üyesi Paul Martin, hidrojeni enerjye dönüştürme sürecinin şu anda son derece verimsiz olduğunu belirtiyor: “Şu andaki bataryalarda sakladığınız her bir joule enerjinin yüzde 90’ını geri alıyorsunuz. Ancak hidrojeni üretirken ve depolarken kullanılan enerjinin yüzde 63’ü kayboluyor.”
Hidrojen, kimyasal endüstriyel proseslerde ve çelik endüstrisinde zaten önemli bir bileşen. Pazar araştırma şirketi Independent Commodity Intelligence Services’den (ICIS) Jake Stones, bu endüstriyel süreçlerde kullanmak üzere temiz hidrojen üretmenin karbon emisyonlarını azaltmak için kritik olduğunu söylüyor.
Enerji Verimliliği ve Yenilenebilir Enerji Ofisi (EERE) bünyesindeki ABD Enerji Bakanlığı Hidrojen ve Yakıt Pili Teknolojileri Ofisi Direktörü Sunita Satyapal’a göre, bir enerji kaynağı olarak hidrojenin en büyük avantajı çok yönlülüğü.
Cornell Üniversitesi’nde ekoloji ve çevre biyolojisi profesörü Robert W. Howarth ise hem artılara hem eksilere dikkat çekiyor. Howart’a göre yeşil hidrojen ağır sanayiyi, gemileri ve uçakları karbondan arındırmak hatta enerji depolamak için kritik olsa da bir enerji kaynağı olarak daha yaygın kullanımı verimli değil.
Günümüzdeki tabloya bakarsak… Küresel hidrojen üretiminin yüzde 90’ından fazlası fosil yakıtlardan enerji ve malzeme girdisine dayanıyor. “Yeşil” hidrojen üretmek için bu yüzdeyi minimum seviyelere düşürmek gerekiyor.
