Hidrojen enerjisi, fosil yakıtlara bir alternatif olup dünyamıza güç sağlamanın daha temiz bir yolunu temsil edebilir.
Yakıt, yemeğimizi ilk pişirmemizi sağlayan odun ateşinden Sanayi Devrimi'ni besleyen ve modern yaşam tarzımızı mümkün kılan fosil yakıtlara kadar her zaman insan teknolojilerine güç vermiştir. Ancak fosil yakıtların yakılması, iklim değişikliği ışığında mercek altına alınmıştır.
Bazı bilim insanları hidrojen enerjisinin dünyamıza güç sağlamak için daha temiz ve daha verimli bir yol olabileceğine inanıyor. Hidrojen doğal olarak oluşan bir gazdır ve evrende en bol bulunan maddedir. (Kelime Yunanca'da "eski su" anlamına gelir çünkü hidrojen yandığında su oluşturur). Temiz hidrojen, çok düşük veya sıfır karbon emisyonu ile üretilen hidrojendir. Bu terim aynı zamanda temiz yakıtlar da dahil olmak üzere hidrojenin türev ürünlerini de ifade eder.
Hidrojenin net sıfıra ulaşmaya yönelik potansiyel katkısı, kuruluşlar ve hükümetler tarafından göz ardı edilmemektedir. Mayıs 2023 itibariyle, dünya genelinde 1.000'den fazla büyük ölçekli hidrojen projesi duyurulmuş olup, bu projelere 320 milyar dolar tutarında doğrudan yatırım yapılmıştır. Bugüne kadar hidrojen projelerine 117 milyar dolar yatırım yapılan Avrupa'da McKinsey, hidrojenin dekarbonizasyon hedeflerine ulaşmada önemli bir rol oynamasını bekliyor.
Hidrojen, endüstrilerin karbonsuzlaştırılmasında tam olarak nasıl bir rol oynayabilir? Hidrojen enerjisi türleri nelerdir ve yaygın olarak benimsenmesinin önündeki engeller nelerdir?
Net sıfır nedir?
Net sıfır, atmosfere salınan sera gazı emisyon miktarının uzaklaştırılan miktara eşit olduğu ideal bir durumu ifade eder. Gezegenin kalıcı ve yıkıcı bir şekilde ısınmasını önlemek için tüm endüstriler net sıfıra ulaşmalıdır. Atmosferdeki karbonun azaltılması anlamına gelen dekarbonizasyon, daha az karbon salan enerji kaynaklarına geçilerek ve salınan karbonun etkisiz hale getirilmesiyle sağlanabilir. Birçok kuruluş ve hükümet önümüzdeki yıllarda karbonsuzlaştırma veya net sıfıra geçiş yapma sözü vermiştir.
Yeşil hidrojen nedir?
Yeşil hidrojen, sudan elde edilen hidrojendir. Hidrojen moleküllerini sudaki oksijen moleküllerinden ayırmak için yenilenebilir kaynaklardan elde edilen elektriğin kullanıldığı elektroliz adı verilen bir süreç kullanılarak oluşturulur. Burada kullanılan elektrik yenilenebilir kaynaklardan geldiği için sera gazı emisyonu söz konusu değildir.
Yeşil hidrojen nispeten yeni bir teknolojik gelişmedir. Geleneksel olarak, küresel olarak hasat edilen hidrojenin çoğu kömür veya doğal gaz gibi fosil yakıtlardan elde edilmektedir. Buhar reformu (doğal gazın nikel gibi bir katalizör varlığında buharla işlenmesi) gibi geleneksel hasat yöntemleri, gelecekte yakalanması veya dengelenmesi gerekecek sera gazları üretmektedir. Buhar reformasyonu gri hidrojen olarak bilinen bir madde üretir. (Gri hidrojen tarafından üretilen karbon yakalanır ve depolanırsa, sonuç mavi hidrojen olarak adlandırılır).
Yeşil hidrojen üretim maliyetlerinin 2030 yılına kadar yaklaşık yüzde 50 oranında düşmesi beklenmektedir. 2050 yılına kadar, karbon maliyetleri de dahil olmak üzere gri hidrojenin mavi veya yeşilden önemli ölçüde daha pahalı olacağı öngörülmektedir.
Hidrojen, çeşitli yüksek emisyonlu sektörlerin iklim hedeflerine ulaşmasına nasıl yardımcı olabilir?
Ağır sanayi ve uzun mesafeli taşımacılık gibi büyük ölçüde fosil yakıtlara dayanan sektörler, hidrojen enerjisinden en fazla fayda sağlayacak sektörlerdir. Küresel yıllık emisyonların yüzde 8'ini oluşturan çelik endüstrisi özel bir fırsatı temsil ediyor. McKinsey, Avrupa çelik endüstrisindeki oyuncuların, tesisleri yeşil hidrojenle çalışacak şekilde dönüştürerek (yeterli hacimlerde ve rekabetçi maliyetle mevcut olduğunda) nasıl karbonsuzlaştırabileceklerini inceledi. 2030 yılına kadar, hidrojen bazlı çelik üretimi, hidrojen yoluyla önlenen emisyonların yaklaşık yüzde 20'sini oluşturabilir.
Uzun yol taşımacılığı da önümüzdeki yıllarda bazı büyük değişikliklerle karşı karşıya. Küresel çapta düzenleyiciler emisyon standartlarını sıkılaştırıyor: Avrupa'da 2030'dan itibaren düzenleyiciler, üreticilerin yeni karayolu kamyonları için CO2 emisyonlarını 2019 seviyelerine kıyasla yüzde 30 oranında azaltmasını zorunlu kılacak. Amerika Birleşik Devletleri'nde de benzer bir durum söz konusu: 2027 yılına kadar ülke çapında emisyon azaltma hedefi 2010 seviyelerinden yaklaşık yüzde 50 daha düşük. On beş ABD eyaletinde, 2030 yılına kadar satılan kamyonların yüzde 30'unun sıfır emisyonlu olmasını gerektiren ek zorunluluklar bulunmaktadır.
Hidrojen yanmalı motor, uzun mesafeli taşımacılık sektörünün bu yasal zorlukların üstesinden gelmesine potansiyel olarak yardımcı olabilir. Yaygın olarak benimsenmesi için henüz çok uzun bir yol olsa da, hidrojen yanmalı motorlar, batarya ve yakıt hücresi teknolojisiyle çalışan motorların aksine, içten yanmalı motorlardan nispeten kolay bir geçişi temsil edebilir. Dahası, mevcut bilgi birikiminden ve istihdamdan faydalanabilir ve otomotiv endüstrisindeki mevcut tedarik zincirlerinden ve üretim kapasitelerinden yararlanabilirler.
Hidrojen enerjisinin geniş ölçekte benimsenmesini engelleyen bazı zorluklar nelerdir?
Hidrojen değer zinciri hem karmaşık hem de sermaye yoğundur. Dahası, sektörün birçok segmenti henüz aynı hızda gelişmiyor ve hızlı gelişen teknolojiler ve düzenlemeler o kadar hızlı ilerliyor ki güncel kalmak zor olabiliyor.
Dahası, hidrojen enerjisi emisyon üretir, ancak miktarı büyük ölçüde değişir ve diğer enerji üretim yöntemlerine göre kontrol edilmesi daha kolaydır. Örneğin yeşil hidrojen, yenilenebilir enerji açısından zengin bölgelerde yüzde 100 güneş ve rüzgar enerjisinden üretilebilir ve herhangi bir yakıt ikmal istasyonuna teslim edilebilir.
Bununla birlikte, hidrojenin karbonsuzlaştırmaya anlamlı bir şekilde katkıda bulunmasının önündeki başlıca engel yatırım maliyetidir. Net sıfıra giden bir yolun taahhüt edilmesi, 2030 yılına kadar hidrojene 460 milyar dolarlık ek doğrudan yatırım yapılmasını gerektirecektir. Bu yatırım açığı üç kategoriye ayrılmaktadır:
Üretim: Temiz hidrojen üretimi için 2030 yılına kadar yaklaşık 150 milyar dolar daha yatırım yapılması gerekmektedir.
İletim, dağıtım ve depolama: Buradaki yatırımlar, maliyet açısından rekabetçi hidrojen kaynaklarına erişim sağlamak için kritik öneme sahiptir. Bu yatırımlar, araçlar için yakıt ikmali altyapısının geliştirilmesini veya endüstriyel tesislere tedarik sağlamak için boru hatları inşa edilmesini içerebilir. Buradaki yatırım açığı şu anda 165 milyar dolardan fazladır.
Son kullanım uygulamaları: Çelik üretimi ve taşımacılık da dahil olmak üzere hidrojenin çeşitli son kullanım uygulamalarında öngörülen talebin karşılanması için 145 milyar dolarlık ek yatırım yapılması gerekecektir.
Hidrojenin enerji dönüşümüne katkıda bulunabilmesi için önümüzdeki on yıl içinde ölçek büyütme kritik önem taşımaktadır.
Hidrojen enerjisi pazarının ölçeklendirilmesi için ne gereklidir?
Hidrojen enerjisinin büyük potansiyelini gerçekleştirmek için hidrokarbon zengini ülkelerin aşağıdaki dört alanı ele alması gerekecektir:
Rekabetçi arzın ölçeklendirilmesi: Hidrojen enerjisinin potansiyelini gerçekleştirmek için hidrokarbon zengini ülkelerin hem mavi hem de yeşil hidrojeni ölçeklendirmesi gerekecektir. Mavi hidrojen kısa ve orta vadede kilit bir rol oynayacak; yeşil hidrojen ise ekonomik açıdan giderek daha uygun hale geldikçe orta ve uzun vadede daha büyük bir pazar payı alacaktır.
Yerel talebin canlandırılması: Sağlıklı bir hidrojen ekosistemi oluşturmak için, büyük ihracatların yanı sıra hidrojen için yerel bir pazarın da olması gerekecektir. Karbonsuzlaştırma ve temiz hava ile ilgili düzenlemeler talebi canlandırmaya yardımcı olabilir.
Taşıma teknolojisinin geliştirilmesi: Hidrojenin taşınması zordur. Ya sıvı halde olmalı ya da amonyağa dönüştürülmelidir. Her ikisi de pahalıdır ve hidrojeni sıvılaştırmak teknik olarak da zordur: tüm elementler arasında en düşük kaynama noktalarından biri olan -252°C'ye kadar soğutulması gerekir.
Değer zincirleri, müşteriler ve ülkeler arasında işbirliğinin kolaylaştırılması: Yeni ortaya çıkan temiz hidrojen değer zincirinin tutarlı bir şekilde gelişmesi için, tüm aşamalardaki oyuncuların birlikte çalışması gerekir. Bu, müşteriler ve üreticiler arasında uzun vadeli alım anlaşmalarını veya hükümetler arası ortaklıkları içerebilir.
Hidrojen alanındaki aktörler küresel benimsemeyi hızlandırmak için nasıl bir rol oynayabilir?
Hidrojen zengini ülkelerdeki tüm paydaşların oynayacakları kilit roller vardır.
Hükümetler, hidrojen ekonomisinin hem yerel hem de uluslararası düzeyde ilk gelişiminde öncü bir rol oynayabilir. Bunu yapmak için, ulusal hidrojen üretimi için hedefler belirlemek, hidrojene yönelik yerel talebi teşvik etmek için farklı sektörleri karbonsuzlaştırmaya yönelik düzenlemeleri uygulamak, yerel hidrojen ihracatına yönelik talebi güvence altına almak için hükümetler arası ortaklıklar kurmak, değer zinciri boyunca hidrojen üretiminin yerelleştirilmesine ilişkin bir perspektif geliştirmek ve düzenleyici destek yoluyla hidrojen dağıtımını desteklemek de dahil olmak üzere hidrojen yol haritaları geliştirmek gerekecektir.
Kamu hizmeti şirketleri, kimya şirketleri, enerji yoğun endüstriler ve nakliye şirketleri dahil olmak üzere hidrojen değer zincirlerindeki paydaşlar, fırsattan yararlanmak için hidrojen stratejileri geliştirebilirler. Paydaşlar yetenek geliştirme, ortaklıklar, tedarik pazarını genişletme ve uzun vadeli talep ortaklıkları veya alım anlaşmaları gibi alanlara odaklanmalıdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder