Maviden Yeşile Hidrojen Çözümleri

Prof. M. Levent KURNAZ
Boğaziçi Üniv. İklim Değişikliği ve Politikaları Uyg. ve Araş. Merk.
mlkurnaz@gmail.com

Sevinmeye başladığım, son zamanlarda hidrojen konusunda konuşmaya başlayan kişilerin hidrojenin bir enerji kaynağı değil, enerjiyi saklamak için bir yöntem olduğunu algılamış olmaları. Yani dünyada bir yerlerde hidrojen
var ve biz bu hidrojeni çıkartıp yakıyor değiliz. Elimizdeki enerji kaynakları ile hidrojen üretip sonra da bu hidrojeni yakıt olarak kullanmayı düşünüyoruz. Çoğumuz lisede suyun içine bir anot ve bir katot daldırıp bir taraftan hidrojen, diğer taraftan da oksijen gazı çıktığını gördüğümüz için hidrojen üretmenin esas yolunun bu olduğunu düşünürüz. Evde deney yapmak isterseniz elbette en kolay yolu budur ancak endüstriyel miktarlarda hidrojen üretmemiz gerektiğinde bunu kömür ya da doğalgazın kimyasal reaksiyonları yoluyla yaparız. Bunun sonunda da hidrojenin yanı sıra bol miktarda karbondioksit gazı da çıkar. Bu şekilde üretilen hidrojene mavi hidrojen adını veriyoruz. Böyle bir yöntemle üretilen hidrojeni araçlarda yakıt olarak kullanmakla o araçlarda benzin kullanmak arasında ciddi bir fark yoktur. Elbette doğalgazdan hidrojen üretip bu hidrojenle çalışan bir araç tasarladığımızda saldığımız karbondioksit başına aldığımız verim epey daha yüksektir. Yalnız unutmayın, gelişmiş ülkeler art arda sıfır karbon salacakları yılı duyurmaya başladılar. Bundan dolayı, daha verimli çalışıp az karbondioksit salan değil, karbondioksit salmayan sistemlere ihtiyacımız bulunuyor.

Mavi Hidrojen Çözüm Olamaz

Tesislerde doğalgazdan hidrojen üretip bunu araçlarda yakıt olarak kullanmanın teorik bir üstünlüğü bulunuyor. Araçların egzozlarından çıkan karbondioksiti yakalayıp depolayabilmek mümkün değildir. Ama dev tesislerde hidrojen üretecek olursak, bu tesislerin saldığı karbondioksiti yakalayıp depolamak en azından teorik olarak mümkündür. Karbon yakalama ve saklama (CCS) teknolojilerinin gerçek olabileceğine inananlar da bu yöntemi gerçekçi bularak mavi hidrojeni yatırım yapılacak bir alan olarak ön saflara sürüyorlar. Araçlarda kullandığımız yakıtlardan atmosfere senede yaklaşık 8 milyar ton karbondioksit salıyoruz. CCS teknolojileri son 20 senede bu alana akıtılan tüm kaynaklara ve yapılan tüm çalışmalara rağmen bu salınan karbondioksitin ancak binde birini yakalayıp saklayacak kapasitede. Bizim ise salınan karbondioksiti tamamen kesmemiz için 10 senemiz kaldı. Yani “yakın gelecekte CCS kullanılabilir hale geldiğinde mavi hidrojen de ana yakıt olacaktır” varsayımının gerçek olup olmadığını görmek için bir 10 ya da 20 sene daha bekleyemeyiz. Harekete geçmek için gereken zamanı çoktan geçtik. 2000 yılında karbondioksiti saklamak için güvenilir bir yöntem bulup bunu 2020 yılına değin endüstriyel büyüklüğe taşıyacak altyapıyı kurmuş olsaydık belki bugün başka şeylerden bahsediyor olurduk ancak bugün için CCS teknolojisi yok ve yakın gelecekte de olmayacak. O nedenle de artık gerçeklerle yüzleşmenin vakti geldi ve hatta geçiyor.

Peki Yeşil Hidrojen?

Yeşil hidrojen ise, başta elektroliz olmak üzere çeşitli yöntemlerle karbondioksit ya da başka bir seragazı salmadan üretilen hidrojene verilen isimdir. Ancak burada da ciddi miktarda elektrik enerjisi kullanılır. Ülkemiz gibi elektrik enerjisini ağırlıklı olarak kömür ve doğalgazdan elde eden ülkeler için bu tür bir hidrojen üretimi gene de iklime ve çevreye saygılı bir yöntem değildir. Yalnız, güneş ve rüzgar enerjisi kullanarak elektrik elde edip, bu elektrikle de hidrojen üretirsek gerçek anlamda yeşil hidrojen üretmiş oluruz. Hidrojen talebi arttığında yeşil hidrojen üretim senaryoları ne yazık ki mavi hidrojen üretim senaryolarından önemli ölçüde daha pahalıdır. Bunun nedeni, elektrolizden üretilen hidrojenin her zaman onu üretmek için kullanılan elektrikten daha pahalı olacağıdır. Halbuki doğalgaz elektriğe dönüştürülebileceğinden çok daha düşük bir maliyetle hidrojene dönüştürülebilir.

Yeşil hidrojenin maliyetini etkileyen önemli olgulardan biri de talebin sürekli olmasına rağmen yenilenebilir kaynaklardan sağlanan enerji arzının salınım göstermesidir. Sabit bir arz oluşturabilmek için de üretilen elektriğin depolanması gereklidir. Bu depolama da bugün için fazlasıyla bir ek maliyet taşıdığından üretim yeşil yerine mavi hidrojeni tercih etmektedir. Mavi hidrojen üretiminde ise salınan karbondioksidin yakalanması ve saklanması benzer büyüklükte bir maddi yük getirmenin ötesinde teknolojik zorluklar da içerdiğinden şimdilik bu üretim yöntemlerinin ikisi de taşımacılık alanında yaygın olarak kullanılabilecek yararlılıkta değildir.

Bunların ötesinde hidrojenin depolanması ve taşınması da ek bir maliyet getirmektedir. Özellikle güneş verüzgar enerjisinin bolca üretilebildiği bölgelerle taşımacılıkta hidrojen ihtiyacı olan bölgelerin genelde yakın olmaması ya yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektriğin ya da bununla üretilen hidrojenin taşınmasını gerekli kılar. Her iki durum da bugünkü şartlarla kıyaslandığında önemli yatırımlar yapılmasına neden olur. Bildiğiniz gibi hidrojen saklanması ve taşınması çok da kolay olan bir gaz değildir. Bu nedenle de kullanımının her aşaması benzinli ve hatta LPG kullanılan araçlara göre fazlasıyla özen gerektirecektir.

Araba Paylaşımı Önemli Bir Çözüm

Eğer yakın gelecekte içten yanmalı motorlarla çalışan taşıt araçlarından ve onların yaptığı karbondioksit salımlarından uzaklaşmak istiyorsak elektrikli araçlar ve hidrojen yakıtı ile çalışan araçlara hızla yönelmemiz mecburidir. Aslında orta ve uzun vadede yapmamız gereken tüm bu araçlardan da vazgeçerek yaşam ve hareket biçimimizi değiştirmektir. Bunun çabuk gerçekleşmesi ülkemizde ve dünyada epey yerde mümkün olsa da saçaklanmanın fazlasıyla hakim olduğu İstanbul veya Los Angeles gibi büyük metropollerde neredeyse imkansızdır. Bu imkansızlığı aklımızda tutarak karbon-sıfır bir gelecek için hızlı bir dönüşüme girişmemiz gerekirken, özellikle otomobil kullanımının insanlığın geleceğinde yeri olmadığını da aklımızdan çıkartmamamız lazımdır.

Kısa vadede ve büyük metropollerde arabasız yaşamı düşünemeyenler için ise arabaları içeren ancak sahipliktense paylaşmayı temel alan çözümlerin hızla kullanılmaya ve yaygınlaşmaya başlaması güzel çözümlerden biri olacaktır. Çoğumuzun ihtiyacı kapımızda bir arabanın her an bizi beklemesi değil, bir arabanın kullanımımıza hazır olmasıdır. Son yıllarda sahiplikten çok kullanıma yönelen tüketim sistemleri yaygınlaştıkça bunun otomobil kullanımında da yaygınlaşması kaçınılmazdır.