Jeotermal Enerji Derneği (JED) Başkanlığı’na yeniden Ali Kındap seçildi Wavin’den Naturel Park Projesi’ne inovatif boru çözümleri Doğu İklimlendirme ISH Digital’de Yerini Aldı ESSİAD’ın Yeni Dönem Yönetim Kurulu Başkanı Can İŞBİLEN Oldu MÜKAD 2.Olağan Genel Kurul'u Ankara De Monti Otel 'de yapıldı Meva Şehir’in Tercihi Yüksek Verimli Mimsan Kazanlar İSKİD’in 15. Dönem Yönetim Kurulu, Ayk Serdar Didonyan başkanlığında göreve başladı Malta’da QUAD İş Kulelerinin Otopark Havalandırma Sistemi ve Havalandırma Fanları VENCO Tarafından Sağlandı KENTSEL DÖNÜŞÜM ENERJİ TASARRUFU İÇİN FIRSATTIR HER PAYDAŞIN EMEĞİNİ KAPSAYAN LİSTEYE ÜLKE ENERJİ’DEN TAM DESTEK TEKNOLOJİYE ATLAYIN: CASTEL UYGULAMA SEÇİCİ FOSİL YAKIT KULLANMADAN DA ISINMAK MÜMKÜN: LG THERMA V MONOBLOC İMBAT DOMESTİK SOĞUTMA GRUBU SAĞLIK BAKANLIĞI ONAYLI LABORATUVARDAN TAM NOT: HAVADAKİ BAKTERİLERE KARŞI %99.9999 ETKİLİ CASTEL'DEN 3061E - CO2 SİSTEMLERİ İÇİN KÜÇÜK VE GÜÇLÜ EMNİYET VALFİ

Prof. Dr. Filiz KARAOSMANOĞLU

HİDROJEN EKONOMİSİ VE YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

 

Enerji karbonlu kaynaklardan değişmek için dönüşerek, düşük karbonlu kaynaklar için ilerlerken, karbon ve su döngüsünde saklı hidrojen ekonomisi, 2020’de adeta gazın kendi niteliği gibi parlayarak gündemimizde. Hidrojen ekonomisini teknik doğru bilmek ve küresel gidişatı takip gerekli.

 

Enerji kaynağı olmayan, enerji taşıyıcı hidrojen, fosil kaynaklardan (kömür, petrol, doğal gaz) ile su ve biyokütle kökenli olarak yenilenebilir kaynaklardan çoğunlukla enerji yoğun teknolojilerle üretilmektedir. 2019 yılında 70 milyon ton hidrojen üretilirken kaynak payları, %49 doğal gaz; %29 petrol; %18 kömür; %4 su oldu. Hidrojen üretimi elektroliz, biyokimyasal dönüşüm ve termal dönüşüm süreçleri ile gerçekleştirilmektedir. Bu süreçlerin kaynaktan son kullanıma yaşam döngüsü değerlendirmesi incelenmeli, üretimin akçeli ve yerküremize maliyeti ortaya konmalıdır.

 

Hidrojene dönüşüm süreçlerinde, başta suyun elektroliz olmak üzere, gerekli ısı ve/veya elektrik üretimi kaynağının ne olduğu çok önemlidir; güneş elektriği, rüzgâr elektriği, nükleer elektrik gibi

Düşük sıcaklık güneş elektriği (Fotovoltaik-PV), yüksek sıcaklık güneş elektriği (Yoğunlaştırılmış Güneş Gücü-CSP), güneş yakıtları (Girdi: Su ve Karbondioksit) ile fotoelektrokimyasal (elektroliz); termokimyasal ve fotobiyolojik süreçlerle "Güneş Hidrojeni" üretilmektedir.

 

Sudan hidrojen eldesinde fotokimyasal su bölme (PEC) için fotoelektrokimyasal malzemeler (özel yarı iletkenler), termokimyasal su bölme için ise CSP ve nükleer santral atık ısısı öne çıkmaktadır. Fotobiyolojik su dönüşümü için mikroorganizmalar önemlidir.

 

Biyokütleden hidrojen üretiminde: 

 

Biyofotoliz (fotobiyolojik/doğrudan; dolaylı),

Fermentasyon (ışık fermentasyonu (fotofermentasyon) ve karanlık ortam fermentasyonu) ve 

Mikrobiyal elektroliz adlı biyokimyasal dönüşüm teknolojileri 

 

kullanılmaktadır.

 

Biyokütle, kömür, nafta ve doğal gaz için termal dönüşüm süreçleri, Buharda Metan Reformlama (SMR); Kısmi Oksidasyon (POX) ve Ototermal Reformlama (ATR) gazlaştırma teknolojileri ile pirolizdir. 

 

Günümüzde lider uygulama, doğal gazdan SMR ile hidrojen üretimidir. Modern SMR süreçli hidrojen tesislerinde, karbondioksit emisyonunu teorik en az değerinin yüzde onuna düşürebilen verimliliklere ulaşılabildi. Bu tesislerde en önemli husus karbondioksit tutma ve depolama (CCS) teknolojisinin sürece entegrasyonudur. 

 

"Entegre Gazlaştırma Kombine Çevrimi (IGCC)" kömürden hidrojen eldesi için önemli bir kömür ileri temiz teknolojisi olarak öne çıkmaktadır. Kömürün geleceği denen IGCC güç, kimyasal ve hidrojen üretimi için müthiş uygulamalarla gündemde. Vresova, Osaki CoolGen, Fukuşima IGCC, ZeroGen, Duke Energy, Scwarze tesisleri iyi örnekler. Yantai-Çin'de Dünya Bankası desteğinde Tianjin/Huaneng Group'un "Neredeyse Sıfır Karbon Tesisi" devreye alınıyor. Linyitlerimiz, Karadeniz dip suyundaki hidrojen sülfür ile metan hidratlar ülkemiz için önemli hidrojen üretimi yerli hidrokarbon kaynaklarımız. Linyitimiz enerji teknolojisinde ocaktan baca gazına ve/veya egzoza, yaşam döngüsü boyunca kaynak verimli, mevcut en iyi teknoloji ile mükemmel atık-enerji-su yönetimiyle işlenmelidir. Ülkemiz CCS ve CCUS teknolojilerinin dışında kalmamalıdır.

 

Hidrojen enerji teknolojisinde kaynak ve üretim sürecine göre dört renkte adlandırılmaktadır:

 

Kahverengi Hidrojen: Kömürün gazlaştırılması ile üretim

Gri Hidrojen: Doğal gazdan SMR ile üretim

Mavi Hidrojen: Doğal gazdan SMR ve CCS ile üretim

Yeşil Hidrojen: Yenilenebilir kaynaklı elektrikle suyun elektrolizi ve biyohidrojen üretimi

 

Böylesi rengârenk hidrojenin üretimi ve tüketimi sürdürülebilir, üretim ve tüketimin yaşam döngüsü etkileri ise en az olmalıdır. Eğer kullanılan tüm kaynakları gelecek nesillerin ihtiyaçlarını da dikkate alarak, bu ihtiyaçları tehlikeye atmadan tüketirsek "Sürdürülebilir Üretim ve Tüketim" başarılır. Sürdürülebilir olmak, kaynakları gelecek için "daim" kılmaktır. Birleşmiş Milletler (BM) Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri ile belirlenmiş 12 no'lu amaç "Sorumlu Üretim ve Tüketim" başlığında "Sürdürülebilir Üretim ve Tüketim" kalıplarının güvence altına alınması gereğini vurgularken, eğer üretim ve tüketim alışkanlıklarımızı değiştirmezsek yerküremize geri dönülemez zarar vereceğimizi ortaya koymaktadır. Hidrojen temiz teknoloji ile üretilmelidir. Çünkü temiz teknoloji ile ürün tasarımı ve üretim süreçleri için doğal ekolojik döngülerle sürekli bir uyum yolu sağlayıp, çevremizle teknolojik bir ahenk oluşturmayı başararak doğa ve insan için riskleri en aza indirmeye ulaşarak, yeşil ekonomide ilerleyebiliriz.

 

Uluslararası kabul görmüş bir yeşil ekonomi tanımı yoktur. BM Çevre Programı (UNEP) "Gelecek nesilleri önemli çevresel riskler ve ekolojik kıtlıklara maruz bırakmadan, uzun vadede eşitsizlikleri azaltarak insan refahına ulaşılan ekonomi" diye tanımlamaktadır. Diğer deyişle, doğamızı korurken artan refahı üreten ekonomi ve iklim değişimiyle mücadele eden ekonomi, yeşil ekonomidir. Yeşil ekonomide yenilenebilir kaynaklardan ve yenilenebilir kökenli enerji ile hidrojen üretimi başarılır.

 

11 Aralık 2019’da Avrupa Komisyonu Başkanı Ursula von der Leyen,  Avrupa Birliği (AB) sera gazı salımlarının 2030 yılında 1990’a göre %50-55 oranında düşürülmesi ile 2050 yılında karbon nötr AB olunması hedeflerini, ilgili eylem planını, yeni büyüme stratejisini ve böylece sağlanacak yeşil ekonomi çıktılarını, Avrupa Yeşil Düzen Belgesi'ni açıklayarak, AB'nin çevre ve sürdürülebilirlik yönetimi lideri olma amacı için, değişime hep birlikte ortak olunması ve fırsatlardan birlikte faydalanılması için duyuruldu. Avrupa Yeşil Düzen Belgesi İklim; Temiz ve Güvenli Enerji; Sürdürülebilir ve Akıllı Hareketlilik; İklim Liderliği; Ortak Hareket hedeflerini kapsıyor. Yanı sıra 4 Mart 2020 günü onaylanan İklim Yasası var. AB gelişmeleri, Amerika Birleşik Devletleri’nde olagelenler ve küresel gelişmeleri eşgüdümünde hidrojen ekonomisi ilerlerken Yeşil Hidrojen öne çıkıyor. AB’nin Enerji Sistemi Entegrasyon Stratejisi için hidrojenin karbonsuzlaşma için önemli yeri vurgulanıyor. Temmuz 2020 tarihli İklim Nötr Avrupa için Hidrojen Stratejisi ve Avrupa’da Hidrojen Üretimi: Temel Maliyet ve Faydalara Genel Bakış Raporu gündemde.

 

Hidrojenin enerji depolamadaki ayrıcalıklı teknik yeri de unutulmamalıdır. Yenilenebilir kaynaklı rüzgar ve güneş elektriğinin hidrojen üretiminde kullanılarak, enerjinin depolanması, ardından hidrojenin elektrik üretiminde ve/veya taşıtlarda tüketilmesi mevsimler enerji depolama avantajları sunmaktadır. Hidrojen depolamanın, geleceğin enerji depolama sistemleri için önemli bir seçenek olduğu ön görülmekte.

 

Yeşil hidrojen bugün pahalı. Uluslararası Enerji Ajansı verisine göre yeşil hidrojenin maliyeti 3-7.5 dolar/kg iken, gri hidrojenin maliyeti 0.90-3.20 dolar/kg. Yeşil hidrojen tüm üretimin %1'i olup, 2030'da pazarda azalan maliyetiyle avantaj kazanması, boru hatlarının uzaması bekleniyor. Halen en büyük tesisleri kurmak için yarışanlar var. Enerji değişmek için dönüşürken, hidrojen ekonomisi artan bir ivme kazanmakta. Yenilenebilir enerji kaynakları teknik potansiyeli yüksek ülkemiz bu gelişmelerin dışında kalmamalı. 

 

Meraklısı İçin: 

https://www.petroturk.com/ author/fkaraosmanoglu

https://www.sut-d.org/hidrojen-teknolojileri-dernegi-hidrojen-sohbetlerirengarenk-hidrojen/

 

Pnosan-36