Yeşil hidrojen suyun elektrolize edilmesi ve hidrojen atomlarının oksijen atomlarıdan ayrılmasıyla ortaya çıkıyor. Mavi hidrojen ise metanın yüksek sıcaklıklarda hidrojen ve karbon monoksite ayrıştırılmasıyla elde ediliyor.
Yeşil hidrojen sudan üretildiği için daha çevre dostu olarak biliniyor fakat elektroliz işlemi için yenilenebilir enerji kaynakları kullanılmadığında karbon emisyonu çok yüksek miktarlarda oluyor.
Enerji dönüşümü, elektrik üretiminde fosil yakıtlardan güneş ve rüzgâr gibi yenilenebilir kaynaklara büyük bir geçişi, daha fazla enerji verimliliği ve enerji kullanımlarının arabalardan, binalarda ısıtma ve soğutmaya kadar yaygın bir şekilde elektrifikasyonunu gerektiriyor.
Bununla birlikte tüm sektörler fosil yakıtlardan elektriğe kolayca geçiş yapamaz. Elektrifikasyonu zor sektörler arasında çelik, çimento, kimyasallar, uzun mesafeli karayolu taşımacılığı, deniz taşımacılığı ve havacılık bulunmaktadır.
Henry Cavendish, hidrojen elementini 1766’da keşfetti. Hidrojen, “Suyun (hidro-) yaratıcısı (-gen)” anlamına gelir ve yanması sadece su açığa çıkarır. Bu element evrendeki en bol kimyasal yapıdır. İlk endüstriyel su elektrolizörü 1888’de geliştirildi.
Hidrojen, birden çok işlem ve enerji kaynağı ile üretilebilir ve bu konuda bir renk kodu terminolojisi yaygın olarak kullanılmaktadır.
Hidrojen Renkleri
GRİ HİDROJEN, fosil yakıtlarla (yani metandan buhar metan reformlama (SMR) veya kömür gazlaştırma kullanılarak üretilen hidrojen) ile üretilir. Gri hidrojenin kullanımı CO2 emisyonu salımı yapar bu ise bu tür hidrojen teknolojilerini net sıfır emisyona doğru bir yol için uygunsuz kılmaktadır.
Enerji geçişinin ilk aşamalarında, MAVİ HİDROJEN (yani, karbon yakalama ve depolamalı gri hidrojen [CCS]) kullanımı, bir hidrojen pazarının büyümesini kolaylaştırabilir.
Hidrojenin yaklaşık dörtte üçü şu anda doğal gazdan üretiliyor. Bununla birlikte, mavi hidrojenin dağıtımını şimdiye kadar kısıtlayan sınırlamaları vardır: sınırlı kaynakları kullanır, fosil yakıt fiyat dalgalanmalarına maruz kalır ve enerji güvenliği hedeflerini desteklemez. Ayrıca mavi hidrojen, CO2 nakliyesi ve depolaması için ek maliyetlerle ilişkili olduğundan ve depolanan CO2’nin izlenmesini gerektirdiğinden, sosyal kabul sorunlarıyla karşı karşıyadır.
Ek olarak, CCS yakalama verimliliğinin en iyi ihtimalle %85-95’e ulaşması beklenmektedir, bu da CO2’nin %5-15’inin yine de salımı anlamına gelir. Özetle, hidrojen üretiminden kaynaklanan karbon emisyonları CCS ile azaltılabilir, ancak ortadan kaldırılamaz. Dahası, bu süreçler metan kullanır ve metan, CO2’den molekül başına çok daha güçlü bir sera gazıdır (GHG). Bu, mavi hidrojenin CO2 emisyonlarını azaltabileceği ancak net sıfır geleceğin gereksinimlerini karşılamadığı anlamına gelir.
Bu nedenlerle, mavi hidrojen, net sıfır emisyonlara giden yolda yeşil hidrojenin artışını kolaylaştırmak için yalnızca kısa vadeli bir geçiş olarak görülmelidir.
TURKUAZ HİDROJEN: Piroliz süreci boyunca, metan içindeki karbon katı karbona dönüşür. Ek bir gelir akışı sağlayan bir katı karbon pazarı zaten mevcuttur. Katı Karbon, gaz halindeki CO2’den daha kolay depolanabilir. Şu anda, turkuaz hidrojen hala pilot aşamadadır.
YEŞİL HİDROJEN yenilenebilir enerjiden üretilen hidrojen anlamına gelir ve tamamen sürdürülebilir bir enerji geçişi için en uygun olanıdır. Yeşil hidrojen üretmek için en fazla kurulmuş teknoloji seçeneği, yenilenebilir elektrik kullanan su elektrolizidir. Bu teknoloji, bu raporun odak noktasıdır. Yenilenebilir enerjiye dayalı diğer çözümler de hidrojen üretiyor.
Bununla birlikte, biyogazlı SMR haricinde, bunlar henüz ticari ölçekte olgun teknolojiler değil. Elektroliz yoluyla yeşil hidrojen üretimi net sıfır rotası ile tutarlıdır, sektör bağlantısından kaynaklanan sinerjilerin kullanılmasına izin verir, böylece teknoloji maliyetlerini düşürür ve elektrik sistemine esneklik sağlar.
Düşük değişken yenilenebilir enerji (VRE) maliyetleri ve teknolojik gelişme, yeşil hidrojen üretim maliyetini düşürüyor. Bu nedenlerden dolayı, su elektrolizinden elde edilen yeşil hidrojen artan ilgi görmektedir.
Yeşil hidrojen, büyüyen ve sürdürülebilir yenilenebilir elektrik üretimi ile elektrifikasyonu zor sektörler arasında birleşik bir çözüm sunar. Hidrojen genel olarak elektrik şebekelerinden uzak veya yüksek enerji yoğunluğu gerektiren uygulamalar için uygun bir enerji taşıyıcısıdır ve bir dizi sentetik yakıt üretmede kimyasal reaksiyonlar için bir hammadde olarak hizmet edebilir.
Yeşil hidrojenin ek faydaları ise şunları içerir: değişken yenilenebilir enerjinin (VRE) daha fazla konuşlandırılmasını destekleyen ek sistem esnekliği ve depolama potansiyeli; enerji güvenliğine katkı, hava kirliliğinin azaltılması, ekonomik büyüme, istihdam yaratma ve endüstriyel rekabet gücü gibi diğer sosyo-ekonomik faydalar.
Yine de yeşil hidrojenin potansiyelini tam olarak yerine getirmesi için çeşitli engelleri aşması gerekecektir. Bu engellerin başında maliyet geliyor. Engelleri aşmak ve yeşil hidrojeni niş bir oyuncudan yaygın bir enerji taşıyıcısına dönüştürmek, teknolojiye hazır olma, pazara giriş ve pazar büyümesinin her aşamasında özel bir politika gerektirecektir.
İlk direncin üstesinden gelmek ve pazara giriş için minimum bir eşiğe ulaşmak için entegre bir politika yaklaşımına ihtiyaç vardır. Bu politika yaklaşımı dört temel unsura dayanır: ulusal hidrojen stratejileri oluşturma, politika önceliklerini belirleme, bir yönetişim sistemi oluşturma ve politikaları etkinleştirme ve yeşil hidrojenin menşeinin garanti altına alınması için bir sistem oluşturma.
Yeşil hidrojen, birçok farklı uygulamada kullanılabilen bir enerji taşıyıcısıdır. Bununla birlikte, gerçek kullanımı hala çok sınırlıdır. Her yıl dünya çapında yaklaşık 120 milyon ton hidrojen üretiliyor; bunun üçte ikisi saf hidrojendir ve üçte biri diğer gazlarla karışım halindedir. Hidrojen çoğunlukla ham petrol rafinasyonu kullanılır. Bugünün hidrojen üretimi, çoğunlukla üretimin %95’ini oluşturan doğal gaz ve kömüre dayanmaktadır.
Geçmişte hidrojene birkaç dönemde ilgi artmıştır. Bunlar çoğunlukla petrol fiyatı şoklarından veya hava kirliliğiyle ilgili endişelerden ve alternatif yakıtlarla ilgili araştırmalardan kaynaklanıyordu. Hidrojene olan yeni ilgi dalgası, düşük karbonlu çözümler ve yalnızca yeşil hidrojenin sağlayabileceği ek faydalar sağlamaya odaklanıyor.
Yeşil hidrojen için bu yönelmenin altında şu etkenler yatmaktadır: Düşük değişken yenilenebilir enerji (VRE) elektrik maliyetleri, ölçeklendirmeye hazır teknolojiler, elektrik sistemi için faydaları, net sıfır enerji sistemleri odaklı hükümet hedefleri, daha yaygın hidrojen kullanımı, çok sayıdaki paydaş çıkarları.
YEŞİL HİDROJENİN ÖNÜNDEKİ ENGELLER
Yüksek üretim maliyetleri
Özel altyapı eksikliği
Enerji kayıpları Elektroliz yoluyla hidrojen üretmek için kullanılan enerjinin yaklaşık %30-35’i kaybolur. Ek olarak, hidrojenin diğer taşıyıcılara (amonyak gibi) dönüşümü %13-25 enerji kaybına neden olabilir ve hidrojenin taşınması, tipik olarak hidrojenin kendi enerjisinin %10-12’sine eşdeğer olan ek enerji girdileri gerektirir.
Tanınma eksikliği
Sürdürülebilirliğinin sağlanması gereklidir.
YEŞİL HİDROJENİ DESTEKLEME POLİTİKALARI
2019 yılına kadar, hidrojen en az 15 ülkede ve Avrupa Birliği’nde destekleyici politikalarla destekleniyordu. Bu politikalar, çeşitli son kullanımlarda hidrojen kullanımını doğrudan veya dolaylı olarak teşvik etti. Bununla birlikte, hidrojen için kara taşımacılığı kullanımına daha önce odaklanıldığı için, politikaların yaklaşık üçte ikisi ulaşım sektörünü hedefledi.
Ancak son iki yıl, dünya çapında artan ilgi ile yeşil hidrojen politikaları için oyunun kurallarını değiştiren bir süreci temsil etti. Pek çok ülke (Avrupa Birliği ile birlikte Avusturya, Avustralya, Kanada, Şili, Fransa, Almanya, İtalya, Fas, Hollanda, Norveç, Portekiz ve İspanya dahil) ulusal hidrojen stratejilerini ve temiz hidrojen için destek önlemleri içeren paketleri duyurdu, hazırladı veya yayınladı.
Yeşil hidrojen destekleme politikasının aşamaları:
İlk aşama: Teknolojiye hazırlık
İkinci aşama: Pazara girme
Üçüncü aşama: Pazar büyümesi
YEŞİL HİDROJEN POLİTİKASININ TEMELLERİ
Yeşil hidrojeni niş bir oyuncudan yaygın bir enerji taşıyıcısına geçirmek, ilk direncin üstesinden gelmek ve pazara giriş için minimum eşiğe ulaşmak için entegre bir politika yaklaşımı gerektirecektir. Gerekli olan yüksek yatırım seviyeleri, genel olarak, kamu sermayesinin tek başına hidrojeni nişten yaygın hale taşımak için yeterli olmadığı anlamına gelir.
- Politika temeli 1 : Ulusal stratejiler
- Politika temeli 2 : Yeşil hidrojen politika öncelikleri oluşturma
- Politika temeli 3 : Menşei şemasının garantisi
- Politika temeli 4 : Yönetişim sistemi ve etkinleştirme politikaları
- Elektroliz için politika desteği
- Endüstriyel uygulamalarda hidrojen kullanımı için politika desteği
- Havacılıkta sentetik yakıtlar için politika desteği
Denizcilikte hidrojen kullanımı için politika desteği
KAYNAK : Enerji.com
HABER: BÜLENT ÖZGEN