Fosil yakıtlarının maliyetinin artmasıyla yöneldiğimiz hidrojen enerjisinin tanımını ve hidrojenin kendisinin nasıl elde edildiğini önceki yazımızda vermiştik. Bu yazımızda ise alternatif enerji kaynakları arasında gösterilen hidrojenin gerçekten bir alternatif olup olmadığına değineceğiz ve buna hidrojen enerjisinin avantajları ile dezavantajlarını masaya koyarak başlıyoruz.
Hidrojen enerjisinin avantajları
- Oldukça temiz bir enerji kaynağı olarak göze çarpmaktadır. Yani tüm yenilenebilir ve temiz enerji kaynaklarında olduğu gibi küresel iklim değişikliğine bir katkıda bulunmaz.
- Enerji kaynağı olarak, sorunsuz bir kaynaktır rezerv açısından.
- Hidrojen alevli yanmaya, katalitik yanmaya, direkt buhar üretimine, hidridleşme ile kimyasal dönüşüme ve yakıt hücresi ile elektrik dönüşümüne uygun bir yakıt iken, fosil yakıtlar yalnızca alevli yanmaya uygundur.
Hidrojen alevli yanma özelliği ile içten yanmalı motorlarda, gaz türbinlerinde ve ocaklarda yakıt olarak kullanılabilmektedir. Hidrojenin direkt buhara dönüşüm özelliği, buhar türbinleri uygulamasında kolaylık sağlamaktadır. Bu özelliği ile endüstriyel buhar üretimi de kolaylaşmaktadır. Hidrojenin katalitik yanma özelliğinden mutfak ocakları, su ısıtıcılar ve sobalara uygulanmasında yararlanılmaktadır. Hidridleşme özelliği, emniyetli hidrojen depolaması açısından önemlidir.
Hidrojen enerjisinin dezavantajları
- Hidrojen diğer yakıt kaynaklarına göre günümüzde oldukça pahalıdır. Kimilerine göre teknolojiin gelişmesiyle bu durumun değişeceğini ve daha ucuzlayacağı düşünülürken kimileri de tam aksini bu tür bir enerji kaynağının maliyetine göre israf bile olacağı düşünülmekte. Yakın gelecekte iki taraf arasındaki farklılığın çözümleneceğini görmeyi umuyoruz.
- Hidrojende güvenlik aslında benzinli ya da lpg’li bir araçla şehir turu atmak kadar güvenli ama hidrojen kaynağının depolanması problemi sürene kadar hidrojen enerjisi kaynağının bir dezavantajı olarak güvenliği görebiliriz. Ki bu benim yorumumdur kimisi de bu depolanma problemi aşılmış gibi düşünerek hidrojen güvenliği açısından diğer enerji kaynaklara göre avantaj olarak görebilir. Ancak bu depolanma problemi sürene kadar hidrojen enerjisinde güvenlik bir dezavantajdır.
Ford firmasının bir hidrid aracı...
Hidrojen Enerjisinin Çevresel Etkileri ve Güvenliği
Hidrojenin emniyet faktörü 1 iken, emniyet faktörü benzinde 0.53 ve metanda 0.80 olmaktadır. Kısacası benzin ve doğal gaz hidrojene göre tehlikeli yakıtlardır. Hidrojenin benzin ve metana göre yanma tehlikesi daha azdır. Yapı olarak bu bilgiye göre aslında hidrojenin daha güvenilir olduğu görülüyor ama kullanım sırasındaki riskleri de gözden kaçırmamak gerekir. Hidrojen gazı depolandığı tanktan sızabilir ve herhangi bir çatlakta hızlı bir şekilde boşalabilir. Ne var ki hidrojen alevi zor görülür ve hidrojen yangınıyla mücadele etmek de oldukça zordur. Ancak bugüne kadar böylesine büyük bir tehditle karşılaşılmadı.
Hidrojen kullanımı temiz sayılabilecek bir yakıttır. Hidrojenin yanması veya yakıt hücresinde tüketilmesi sonucu son ürün olarak sadece su üretilir. Yanma yüksek sıcaklıkta olursa havadaki azot ve oksijenden NOx oluşabilir. Ancak bu sorun diğer yakıtlarda da görülebilir ve kontrol edilebilirdir. Birçok enerji kaynağından farklı olarak hidrojen enerjisi kimyasal kirleticiler yani çevreye zararlı olabilecek maddeler içermez. Bu nedenle de SO2, CO, CO2, uçucu organik kimyasallar oluşmaz ve iklim değişikliği, asit yağmurları gibi afetlere katkıda bulunmaz.
Çevreye tehdit olarak hidrojenin uçaklarda yakıt olarak kullanılması sonucunda ortaya çıkan su buharı emisyonu bir tehdit oluşturabilir. Bunlarda uçağın bulunduğu yüksekliğe ve başka parametrelere bağlı olarak buz bulutlarının oluşmasına neden olabilir. Böylece de ozonun tüketilmesiyle ozon tabakasının işlevinin yetersizleşmesine neden olarak sera etkisinin gerçek işlevini aşarak zararlı hale gelmesini sağlayabilir ki bu durumda çevre için risk oluşturabilir aynı zamanda insan yaşamı için de. Bunun önüne geçilmesi için uygun motor tasarımlarının üretilmesi gerekiyor. Ancak hava kirliliği düşünüldüğünde hidrojen enerjisinin kullanılmasının elbetteki insan ve diğer canlıların yaşantısı için olumlu katkılar sağlayabilir.
Hidrojen Enerjisinin Maliyeti ve Verimliliği
Hidrojen enerjisinde esas maliyet hidrojenin elde edilmesi sürecindedir. Ancak zor olan kısım ise bundan sonraki süreçtir, enerji şeklinde kullanılabilmesi süreci. İlgili hidrojen pazarının bölgesine ve boyutuna bağlı olarak hidrojenin kilogram başına maliyeti 2,35-7$ arasında değişmektedir. Bu da günümüzde oldukça pahalıdır. Teknolojinin gelişmesi ile günümüzden çok daha ucuza elde edilebilineceğini düşünenler var.
Verimliliği ise doğalgazın yerini alacağını öngörmek hiç de zor değil. Hidrojenin depolanmasında doğalgaz mağaralarının, kuyularının kullanılacağı düşünülüyor hatta Fransa’da işler bu şekilde yürüyor. Bunun da belli riskleri olduğundan söz ediliyor. Hidrojenin dağıtımında şimdiki petrol ve doğalgaz boru hatları kullanılacak muhtemelen. Aslında bu öngörüler bile hidrojeni doğalgazın, petrolün mirasçısı yapmakta. Ne var ki onlar gibi çevreye zararı büyük bir şekilde yoktur. Bunların dışında hidrojen enerjisini üretmek, kullanmak ve yönetmek başlı başına bir teknolojidir. Böylesine bir teknolojiyi kesinlikle yakından takip edilmelidir gerekirse uygulanmalıdır.
Hidrojen enerjisinde maliyet problemi çözülmelidir. Bunun için teknolojinin gelişmesi diğer bilim alanlarına paralel olarak sağlanabilir. Hidrojen depolamasında da örneğin nanoteknolojinin gelişmesiyle yakın gelecekte sorunlar ortadan kaldırılabilir. Son olarak da hidrojen enerjisinin dağıtımı ve kullanımı sırasında güvenlik, güvenilir olmalıdır. Dolayısıyla bu enerji kaynağının da hayatımıza girmesi zaman alacak.
Bilim ve teknolojinin gelişmesi ile daha sağlıklı ve daha çevreci ama bir taraftan da daha verimli enerji kaynaklarının gelişeceğini umuyoruz. Hidrojen enerjisinin de diğer alternatif enerji kaynakları gibi geleceğimiz enerji kaynakları arasında yer alacağına dair işaretleri günümüzde görüyoruz. Ülkemizin de diğer birçok bilim ve teknoloji alanında olması gerektiği gibi hidrojen enerjisi alanında da öncü çalışmaların arasında yer almasını temenni ediyoruz.
Gökhan Atmaca, MSc – facebook.com/anadoluca | twitter.com/kuarkatmaca
Nanoölçek Aygıtlar ve Taşıyıcı İletimi Grubu
Kuark Bilim Topluluğu
Kaynaklar:
- Hidrojen Enerjisi, Ümran TEZCAN ÜN
- http://tr.wikipedia.org/wiki/Hidrojen_ekonomisi
- http://www.eie.gov.tr/turkce/YEK/hidrojen/hidrojen_enerjisi.html
- http://www.obitet.gazi.edu.tr/obitet/alternatif_enerji/Hidrojen_Enerjisi.htm
