Yeşil Hidrojene Giden Yol

Hidrojenin temiz bir yakıt kaynağı olarak potansiyeli muazzamdır.

Bir yakıt hücresinde hidrojen yakıldığında, üretilen birincil yan ürün su buharıdır. Yeterli miktarlarda hidrojen yakıtı, ışıklarınızı açık tutan elektrik şebekesine güç sağlayabilir, çalıştığınız ve alışveriş yaptığınız binaları ısıtabilir, taşıtlarınızın karbon ayak izini önemli ölçüde azaltabilir ve hepimizin güvendiği kimyasal, petrokimya ve çelik üretimi gibi sektörlerde önemli bir hammadde olmaya devam edebilir.

Bu nedenle, şunları merak edebilirsiniz: Neden herkes fosil yakıtları hidrojenle değiştirmiyor?

Hidrojenin kendisi temiz yanan, sıfır karbonlu bir yakıt kaynağıdır. Ancak genellikle ya doğrudan ya da temiz üretim yöntemlerinde tüketilen hidrojenin üretimi için gerekli olan çok büyük miktarda elektriğin üretiminde enerji kaynağı olarak karbon yoğun doğal gaz ve kömür kullanılır.

Dünya Ekonomik Forumu'na göre son yıllarda, küresel doğal gazın yaklaşık %6'sı ve küresel kömürün %2'si hidrojen üretiminde kullanıldı. Dünya Ekonomik Forumu'ndan alınan aynı rapora göre, sonuçta ortaya çıkan CO₂ emisyonları Birleşik Krallık ve Endonezya'nın birleşik CO₂ emisyonlarına eşdeğer olarak yılda yaklaşık 830 milyon ton karbondioksite karşılık gelmektedir.

Günümüzün en yaygın hidrojen üretim yöntemleri, inovasyon ve sürdürülebilirlik özellikleri göz önünde bulundurularak tasarlanmamıştı. Öte yandan yeşil hidrojen ise bunlar gözetilerek tasarlanmıştır.

Yeşil hidrojen nedir?

“Yeşil” olarak kabul edilebilmesi için hidrojenin sadece sıfır karbonlu bir süreç kullanılarak değil, rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıyla çalışan bir süreç kullanılarak üretilmesi gerekir. 

Yeşil hidrojen nasıl üretilir?

Hidrojen üretiminin en temiz yöntemi, su (H₂O) moleküllerini hidrojen ve oksijene ayırmak için elektrikle çalışan bir elektroliz cihazının kullanıldığı elektroliz yöntemidir. Ayrıca, hidrojenin saflığı hidrojen ekonomisinde oynayabileceği rolü belirler, bu nedenle safsızlıklar bir ayırma işlemiyle hidrojenden uzaklaştırılmalıdır.

Fen bilimleri dersinde, bu işlemin su dolu bir beherden, bir aküye bağlı birkaç metal şeritten veya kablodan ve ayrılmış hidrojen ve oksijeni toplamak için iki test tüpünden yapılmış küçük ölçekli bir elektrolizörde gerçekleştiğini görmüş olabilirsiniz.

Endüstriyel ölçekte, elektrolizörlere güç sağlamak için yenilenebilir enerjiyi seçmek yeşil hidrojen üretim süreciyle sonuçlanır.

Yeşil hidrojenin kullanım alanları nelerdir?

Yeşil hidrojen, geleneksel, karbon yoğun yöntemlerle üretilen hidrojene dayanan herhangi bir uygulamada kullanılabilir. Bu, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok endüstri ve sürecin karbon nötrlüğe doğru ilerlemesine yardımcı olabileceği anlamına gelir:

• Enerji üretimi
• Ulaşım
• Farmasötik üretim
• Cam saflaştırma
• Petrol rafinerisi
• Yarı iletken üretimi

Yeşil hidrojen üretiminin zorlukları nelerdir?

Tüm avantajlarına rağmen, yaygın ve ekonomik olarak uygulanabilir yeşil hidrojen kullanımına giden yolda üstesinden gelinmesi gereken birkaç engel vardır. Bu zorluklardan bazıları şunlardır:

Elektroliz çok enerji yoğun bir süreçtir.

Geniş çapta kullanılabilir, güvenilir ve ekonomik nitelikte temiz güç kaynakları var olana kadar, büyük ölçekte yeşil hidrojen üretme maliyeti engelleyici bir unsur olmaya devam edecektir.

Elektroliz su yoğun bir süreçtir.

Yeşil hidrojen üretim tesislerinin konumuyla ilgili coğrafi sınırlamalara neden olabilecek belirli saflık standartlarını karşılayan önemli miktarda su kaynağına ihtiyacınız vardır.

Altyapının inşa edilmesi gerekir.

Sağlam bir doğal gaz altyapısına sahip olsak da, taşıma amacıyla yeniden kullanımı kolay değildir. Hidrojen, çeliği kırılgan ve çatlamaya hazır hale getirme eğilimindedir, bu nedenle büyük olasılıkla özel boru hatları gerektirecektir.

Yeşil hidrojenin küresel enerji geçişi üzerindeki beklenen etkisi nedir?

Uluslararası Enerji Ajansı’nın 2022 Global Hidrojen Raporu’na göre, dünya genelinde hidrojen talebi 2021 yılında 94 milyon tona ulaştı ve 2030 yılına kadar 115 – 130 milyon tona ulaşacağı tahmin ediliyor. Mevcut hidrojen üretimi yöntemleriyle gelecekteki talepleri karşılamak mümkün olsa da sürdürülebilir bir çözüm değildir.

Yeşil hidrojen, özellikle aşağıda belirtilen amaçlarla kullanılan enerji kaynakları için küresel enerji geçişini sağlamada kritik öneme sahip olacaktır:

• Araçlara ve uçaklara güç sağlama
• Evleri ve ofisleri ısıtma
• Elektrik üretme
• Endüstriyel prosesleri karbondan arındırma

Yeşil hidrojen üretimini hızlandırmak için ne yapılıyor?

Daha az karbon yoğunluklu bir geleceğe geçiş için küresel çapta çabalar devam ederken, mühendislerimiz daha fazla elektrolizör performansı sağlayarak üretim maliyetlerini düşürmeye yardımcı olabilecek yeşil hidrojen üretimi için yeni katalizör kaplı membran (CCM) teknolojisini geliştirdi. Bu katalizör kaplı membranlar şu anda çığır açan bu teknolojiyi kullanarak daha yüksek elektrolizör verimliliği ve daha yüksek elektrik akımı yoğunluğu sağlayan elektrolizör üreticileri ile test edilmektedir. 

CCM'deki gelişmelere ek olarak hidrojen saflaştırma teknolojimiz oksijen, su ve nitrojen gibi son derece küçük boyutlardaki kirleticileri gidermek için hidrojen içeren proses akışlarında yüksek basınçta çalışır. Bu, hidrojenin geri kazanılmasına ve rafinasyon ihtiyaçlarını karşılamak için %99,9'dan fazla saflığa yükseltilmesine olanak tanır.

Honeywell, yeni nesil yüksek verimli elektrolizör teknolojileri geliştiren bir şirket olan Electric Hydrogen’e yakın zamanda yapılan bir yatırımla yeşil hidrojenin geleceğine doğru adımlar atmaktadır. Electric Hydrogen ile iş birliğimiz, elektrolizör endüstrisine dair anlayışımızı geliştirecek ve katalizör kaplı membranlar gibi yeniliklerle gelecekteki ihtiyaçları için destek olacaktır.

Amerika Birleşik Devletleri, yeşil hidrojen ekonomisine geçişi hızlandırmak için kısa süre önce alternatif yakıt altyapısını, bölgesel temiz hidrojen merkezlerini ve daha fazlasını desteklemeyi amaçlayan bir dizi teşviklerin dahil olduğu 2022 Enflasyonu Düşürme Yasası’nı kabul etti.

Dünyanın dört bir yanındaki devlet kurumları ve diğer özel sektör şirketleri ile birlikte, hidrojen bazlı bir ekonomiye giden yolda yeşil hidrojen üretimi ve nakliyesinin zorluklarının üstesinden gelmeye odaklandık. Honeywell’in yeşil hidrojenin geleceğine giden yolu kısaltmak için neler yaptığı hakkında daha fazla bilgi edinin.