in , ,

Hidrojen dönüşümü!

Sürdürülebilirlik, yükselen enerji maliyetleri ve yenilenebilir enerjiye talep, ‘yeşil hidrojen’e ilgiyi artırdı. Yıllardır bu konuda çalışan Twente Üniversitesi’nden Doç. Dr. Canan Acar, “Hidrojen, aslında bir enerji kaynağı değil, enerji taşıyıcısıdır” sözleriyle önemli bir özelliğine dikkat çekiyor. Rakamlar, milyarların aktığı hidrojene ilginin süreceğini gösteriyor.

22hidrojen

Termodinamiğin birinci yasasını bilmeyen yoktur. Bu meşhur yasa, “Enerjinin yoktan var, vardan da yok olamayacağını” belirtir. Oysa buna rağmen dünya bir enerji krizi yaşıyor. “Peki, bu neden kaynaklanıyor?” diye sorulduğunda ise yanıtı termodinamiğin “ikinci yasası” veriyor. Bu yasaya göre, sorun, enerji miktarının azalmasında değil. Sıkıntı, var olan enerjinin kalitesinin, yani iş yapabilirliğinin düşmesinden kaynaklanıyor.

Bu saptama, Hollanda’da, Twente Üniversitesi’nde hidrojen başta olmak üzere çoklu üretim (enerji, güç, ısı) sistemleri üzerine çalışan Doç.Dr. Canan Acar’a ait. 16 yıldır hidrojen enerjisi üzerine çalışan Doç. Acar, hidrojenin geleceğinin parlaklığını da bu saptamayla ortaya koyuyor.

Bu konudaki yolculuğu ise daha eskiye, 2007’ye dayanıyor. Chicago’da yüksek lisans yaparken, sürdürülebilirlik danışmanı olarak bu konularda, özellikle hidrojen depolama üzerinde çalıştı.

Ardından Ontario’da doktorasını yaptı. Kanada’da da hidrojenin üretimi, depolanması, entegrasyonu ve değişik amaçlar üzerine kullanımı çalışmalarına odaklandı. Türkiye’ye dönüp 4 yıl Bahçeşehir Üniversitesi’nde çalıştıktan sonra şimdi Twente Üniversitesi’nde görev yapıyor.

“2021’de University of Twente ile anlaştık. Burada daha birebir şirketlerle çalışıyorum. ‘Karbonsuz çözümlerde hidrojenin rolü ne olur? Hidrojen ne gibi ihtiyaçlarımızı karşılayabilir? Ne gibi ihtiyaçlarımızı karşılayamaz?’ gibi önemli sorulara yanıt arıyorum” diye konuşuyor…

ENERJİYE NASIL DÖNÜŞÜYOR?

Hidrojenden iki yoldan “elektrik ve ısı enerjisi” üretebiliriz. Birincisi, “yakıt hücresi” yöntemi… Yakıt hücresinde hidrojen ve oksijen birleşerek, su ve elektrik ile bir miktar ısı üretir.

Burada çalışma mekanizması şu şekilde işler: Önce suya elektrik ve/veya ısı enerjisi verilir, hidrojen ve oksijen moleküllerine ayrılır. Buna “elektroliz” diyoruz. Üretilen bu hidrojen depolanır. Sonra ihtiyaç olduğunda tekrar oksijenle bir araya gelmesiyle su üretiliyor. Bu sırada elektrikle bir miktar ısı açığa çıkıyor. Aslında bunu pil mantığında düşünebiliriz. Bu yöntemde elektrokimyasal bir reaksiyondan faydalanırız. Yakıt hücreleri çalışma sıcaklığına göre elektrik ve ısı verebilir.

İkinci yolu ise şöyle açıklayabiliriz: Doğalgaz gibi herhangi bir yakıt, nasıl oksijenle yanıyorsa, hidrojen de yanma reaksiyonu verir ve oradan da ısı üretilir. Üstelik, bu ısı çok yüksek sıcaklıklara da çıkabiliyor. Bu da cam ve çelik gibi çok yüksek sıcaklıklarda ısı isteyen endüstriler için cazip olabiliyor. Çünkü, elektrikle o kadar yüksek sıcaklıklara çıkmak biraz maliyetli olabiliyor.

YENİ Mİ GÜNDEME GELDİ?

Hidrojen, aslında bir enerji kaynağı değil, enerji taşıyıcısıdır. Hidrojeni, tıpkı elektrik gibi, üretmek için enerji kaynaklarına ihtiyaç duyarız. Hidrojen, uzun zamandır endüstride bir hammadde olarak önemli rol oynamakla beraber enerji sektöründe kullanımı görece yenidir. Bunun nedeni ise fosil yakıt ve türevlerinin rüzgarıyla ilerleyen endüstriyel devrimde çok rol oynamamasıdır. Aslında hidrojen, kimyasal olarak çok uzun zamandır hayatımızda var ve çok büyük miktarlarda üretiliyor. Ama hiç enerji taşıyıcısı gözüyle bakılmamış. 1970’lerde kriz zamanında yeniden gündeme gelmişti. Ancak, asıl dalga 2000’ler sonrası ortaya çıktı. 2008’de ekonomik krizden sonra daha da incelenmiş.

MALİYET AVANTAJI SAĞLIYOR MU?

Fosil yakıt endüstrisi tamamen oturmuş, büyük ölçekte optimizasyonu yapılmış bir sektör. Maliyetleri de de son yıllarda çok aşağı indi. Ancak, bunun yanında yenilenebilir enerjiden üretim maliyetleri de çok düştü. Örneğin, yenilenebilir enerji üzerinden elektrik, oradan da hidrojen üretilmesinin maliyeti, son 10 senede yüzde 80’in üzerinde düştü.

Ancak enerji dönüşümünde en büyük itici gücün, iklim değişikliği ve fosil yakıtların çevreye verdiği zarar olduğu unutulmamalı. Yani, bu tip enerji kaynaklarının yükselmesinin ana nedeni, ucuzluk değil, fosil yakıtları bırakma gerekliliğidir. Uygun fiyatlıdan ziyade bir değişiklik yapmamız gerekiyor. Değişikliğin de bir ekonomik bedeli var. Bu bedeli şu anda ödemezsek, gelecekte faturası daha ağır olacak.

GLOBAL PAZARIN YÖNÜ

Dünyada büyük hidrojen vadileri, hub’ları kuruluyor. Mesela Kuzey Avrupa’nın rüzgâr potansiyeli var. Buradan çıkan pek çok hidrojen hub projesi görüyoruz. Bunun bir örneğini Türkiye’de Güney Marmara’da Enerjisa yapıyor. Takip edecek projeler ile Türkiye’de bir lider, bir hidrojen hub’ı olabilir.

Hidrojen konusunda Çin epey ileri gidiyor. Avrupa’da Almanya var. Hollanda’da yeni atılımlar dikkat çekiyor. Kuzey Hollanda, doğalgazı bol olan bir bölge ama doğalgaz yataklarından dolayı gerçekleşen birçok deprem nedeniyle doğalgazı terk etme planları var. Hidrojen vadisi projesi kurulacağı açıklandı.

Rotterdam, Avrupa’nın çeşitli ülkelerine hidrojen dağıtmak istiyor. Almanya-İsveç kendi aralarında bir hidrojen boru hattı ve hub’ı oluşturuyorlar. Bütün kullanıcıları ve üreticileri bir araya getiriyorlar.

CANAN ACAR

ŞİRKETLER NE TALEP EDİYOR?

  • Şirketler operasyonlarına devam etmek istiyorlar. Pazar paylarını korumak ya da artırmak istiyorlar. Operasyonlarını hızlandıracak taleplerle geliyorlar.
  • Kendi tüketimleri ya da kendi ürünlerini geliştirmek için de gelebiliyorlar. Örneğin, elektrikli otobüs projeleri yaptık. Otobüsün duraklara zamanında gitmesi için çok hızlı şarj olması lazım. Bu da bataryaların ömrünü ciddi derecede azaltıyor. Şimdi hidrojenli çözümler üzerinde çalışıyoruz.
  • Başka bir şirket de “ürün portföyüne hidrojen depolama çözümleri” isteği ile geldi. “Hangi kullanıcı tiplerine ne oluşturabiliriz?” konusunu sordular. Onlara bir proje hazırladık. Ama biz sadece maliyeti düşürmek değil, daha verimli olmak ve çevre ve iklim üzerinde ayak izimizi azaltmak istiyoruz.
  • Enerji dönüşümünde bataryaların karşılayamayacağı büyük bir enerji depolama ihtiyacı var. Uzun taşımacılık, yoğun sıcaklık isteyen endüstriler için de hidrojen çok daha cazip bir seçenek. Bataryalar güzel bir alternatif olsa da bazı eksiklikleri var. Burada da devreye hidrojen girebilir.

BÜYÜMENİN ÖNÜNDEKİ ENGEL

Son kullanıcının ihtiyacı ısı ve elektrik. Biz bu ısı ve elektriğin uzun dönem depolanmasını istiyoruz. Ya da ben bu ısının çok yüksek sıcaklıkta olmasını talep ediyorum. Elektrik enerjisi söz konusu olduğunda bu talepleri karşılamak zor.

Oysa hidrojenle bu avantaj var. Araya hidrojen sokuyoruz. Çünkü, arada binlerce kilometre olsa bile A noktasından B noktasına hidrojeni götürebiliyorum. Ama elektriği böyle taşımak çok zor. Hiç olmaz demiyorum, çünkü bilimde hepimizin şaşıracağı şeyler olabiliyor. Yazın tutulan ısıyı, kışa taşıyabilecek bir hale geldik. Bu durumda belki de Adana’nın yazını Erzurum’un kışına taşıyabiliriz. Şu an bunlar aşılamaz büyük engeller gibi gözükse bile, bilim ve teknolojide gerçekleşecek atılımlar ile belki de mümkün olabilir.

Enerji dönüşümünde en büyük gereksinimlerden biri, yenilenebilir ve temiz enerjinin düşük maliyetli, sürdürülebilir bir şekilde depolanması, çevreye minimum zarar vermesi ile gerektiğinde kullanıcıya hızlı şarj-deşarj imkânı vermesidir.

YEŞİL HİDROJEN İÇİN KRİTİK VERİLER

Global Hydrogen Council ve McKinsey’in verileri, bu hidrojen için önemli rakamlar içeriyor.

  • 2.5 TRİLYON DOLAR: Yaratacağı 30 milyon iş olanağı dahil hidrojenin dünya ekonomisine 2050 yılına kadar etkisi 2.5 trilyon doları bulacak.
  • %20: Hidrojen, 2050 yılında karbon emisyonunun yüzde 20 oranında azaltılmasına katkı yapmış olacak.
  • 1040: Sadece 1 yılda dünyada 680 adet büyük ölçekli hidrojen projesi açıklandı. Toplam yatırım tutarı ise 240 milyar dolar. (2021-2022 Mayıs dönemi). 2022 yılında ise 1040 oldu.
  • 320 MİLYAR DOLAR: 2030 yılına kadar tamamlanması hedeflenen toplam yeşil hidrojen yatırımları 320 milyar doları buldu.
  • 2 DOLAR/KG: Yeşil hidrojen enerjinin maliyeti, 2022 yılındaki 5.5-6 dolar/kg düzeyinden 2050 yılında 2 dolar/kg’a düşmüş olacak.
  • 135 MİLYAR DOLAR: Global hidrojen enerji pazarının büyüklüğü 2021 yılındaki 1.14 milyar dolar düzeyinden, 2031 yılında 135 milyar dolara çıkacak. (Statista)
  • 2.6 MİLYAR DOLAR: Bu alana giren startup’larla birlikte fon koyan VC’lerin sayısı artıyor. 2022 yılında 192 startup’a 2.6 milyar dolar yatırım yapıldı. Private equity şirketleri ise 3.1 milyar doları 37 şirkete koydu.

GİRİŞİMCİLER BÜYÜK ROL OYNAYABİLİR”

Bu alana çok fazla startup giriyor. Birçok küçük oyuncunun girip büyük etki yaratabileceği bir alan. Ancak, koşullar çok hızlı gelişebiliyor. Örneğin, elektrik ve ısının depolamasında hızlı dolum/ boşaltma, uzun dönem enerji depolama, gereken değerli madenlerin azalması ve ürün ömrünün uzaması gibi gelişmeler olursa işin rengi değişebilir. Bu noktada küçük girişimler büyük roller oynayabilir.

“MALİYET YÜZDE 80 DAHA DÜŞÜK”

Enerji maliyetinin yüzde 80 düşmesi, en çarpıcı rakam olarak öne çıkıyor. Düşüş devam edecektir diye düşünüyorum. Büyük ölçeğe geçildikçe birim fiyat hep düşer. Sistem veriminin artması da maliyeti aşağı çeker. Telefonlarımızın 3-4 senede bataryaları nasıl değişiyorsa, aynı şekilde hidrojen kullanılan ürünlerin ömrü de 10 seneyi geçmiyor. 10 seneden sonra tekrar bir şey almanız gerekiyor. Bu da bir maliyet. Yeniden kullanılır, dayanıklı ve uzun ömürlü sistemler geliştirirsek, o zaman maliyet çok daha ciddi oranda düşer. Bununla ilgili çözümler dünyayı başka bir çöplüğe dönüştürecekse, ona da dikkat etmemiz gerekiyor.

TÜRKİYE İÇİN ÇOK ANLAMLI

Güneş potansiyeli çok yüksek… Hidrojen vadileri ve hub’ları kurmak için uygun alanlar var. Üstelik bu, Türkiye’nin geride kaldığı bir teknolojik oyun da değil. Hidrojen projeleri daha yeni önem kazanıyor ve Türkiye hızlıca öne geçebilir. Türkiye için çok anlamlı bir olay. Doğalgazın tamamen dışarıdan gelmesini önleyecek bir faktör haline de gelebilir.

İHSAN ERBİL BAYÇÖL

“YEŞİL HİDROJEN İÇİN BÜYÜK YATIRIM YAPIYORUZ”

  • Enerjide dönüşümde yeşil hidrojenin önemli bir rol alacağı öngörülüyor. Özellikle Avrupa’nın dönüşüm planlarında ana rol yeşil hidrojene verilmiş durumda.
  • Türkiye için önemli bir fırsat oluştuğunu, önemli avantajlar elde edebileceğini görüyoruz. Sürdürülebilirlik mücadelesini güçlendirir, rekabetçi enerji fiyatlarına ulaşabilir, ‘Sınırda karbon 55’e uyumda avantajlı konuma geçer ve önemli yeşil hidrojen tedarikçilerinden biri olabilir. Bunun yanı sıra ‘yenilenebilir ekipman’ üretimi ekosistemi güçlendirir.
  • Yeşil hidrojen çalışmalarımızı da Bandırma Enerji Üssü’müzde sürdürüyoruz. Öncelikle ‘elektrolizör tesisi’ ile yeşil hidrojen üretimine başladık. 2022 yılının nisan ayından beri 2Nm3/saat yeşil hidrojen üretimi yapıyoruz. Bu tesisin enerjisini de aynı yerde kurulu güneş enerjisi santralinden sağlıyoruz.
  • “Güney Marmara Hidrojen Kıyısı” Vadi Projesi ile 8 milyon Euro hibe aldık. Bu kapsamda 4 MW’lık elektrolizör kurulumu hazırlıklarımıza başladık. Tesis ile yıllık 500 ton yeşil hidrojen üretimi yapacağız.
  • Buna paralel olarak bizim de içinde olduğumuz Türkiye’nin en büyük ilk yerli elektrolizör tesisi Tübitak MAM liderliğinde 30 kW kurulu güç ile gerçekleşecek.

İHSAN ERBİL BAYÇÖL
Enerjisa Üretim CEO

Yazar: Fast Company Türkiye

©Fast Company Dergisi, Türkiye’de Fast Dergi Yayıncılık A.Ş. tarafından Türkiye Cumhuriyeti yasalarına uygun şekilde yayınlanmaktadır. Fast Company’nin isim hakkı ABD’de Mansueto Ventures’a, Türkiye’de Fast Dergi Yayıncılık A.Ş.’ye aittir. Dergide yayınlanan yazı, tablo, fotoğraf ve görsellerin her hakkı saklıdır. İzinsiz, kaynak gösterilmeden yayınlanamaz.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

murat-ulker-her-zaman-yerinde-calismaya-inandim

Ben her zaman yerinde çalışmaya inandım

daiichi-sankyo-ex-tra

Daiichi Sankyo her kalp atışını EX-TRA önemsiyor!