30 Ağustos 2016 Salı

HİDROJEN ENERJİSİ KULLANIMI

Selam olsun! Bilim ve teknolojinin, takipçi ve destekçilerine . Şimdi sizlerle birçok soru sorup birçok soruya cevap vereceğiz. Bu yazımızın konusu hidrojen enerjisi nedir ve Türkiye’de hidrojen enerjisi ne durumdadır. İlk olarak “hidrojen nedir” onu açıklayalım.
Hidrojen dediğimiz element 1500’lü yıllarda keşfedilmiş, 1700’lü yıllarda ise yanabilme özelliğinin farkına varılmış, evrenin en basit ve en çok bulunmasıyla ünlü elementi olup, renksiz, kokusuz, havadan 14.4 kez daha hafif ve tamamen zehirsiz bir gazdır. Evrenin kütlece % 75’ini, atom sayıca % 90’nı oluşturan bu element, evrenin temel enerji kaynağıdır. İnsanlık tarihi boyunca bilinen tüm yakıtlarla karşılaştırıldığında birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahip elementtir. Örnek vermek gerekirse;1kilogram hidrojen 2.1 kilogram doğalgaz veya 2.8 kilogram petrole denk enerjiye sahiptir. Lakin birim enerji başına hacmi diğer elementlere kıyasla yüksektir. Hidrojen gazını yapay bir şekilde ilk kez T. Von Hohenheim (Paracelsus olarak da bilinir, 1493 – 1521) güçlü asitlerle metalleri reaksiyona sokarak elde etmiştir ama Paracelsus elde ettiği şeyin yeni bir element olduğunu anlayamamıştır. 1671 yılında Robert Boyle tekrar keşfetmiş ancak 1766 senesinde Henry Cavendish, Paracelsus’un bulduğu üzere metal asit reaksiyonuyla elde edilen, havada yanan, yandığında su açığa çıkaran hidrojenin ayrı bir element olduğunun farkına varmıştır. 1783’teyse Antoine Lavoiser Laplace tarafından bu mucizevi elemente hidrojen ismi verilmiştir.
Hidrojen enerjisi kullanımın ne kadar yüksek bir verim sağladığını anlamanız için, en bol fosil yakıtlardan olan kömürün diğer yakıt ve enerjilere dönüştürülerek ulaştırmada kullanılmasına ilişkin verileri aşağıda toparladım;
1 ton kömür -> benzine dönüştürme -> otobüs çalıştırma -> 708 km yol
1 ton kömür -> elektriğe dönüştürme -> otobüs çalıştırma -> 772 km yol
1 ton kömür -> hidrojene dönüştürme -> otobüs çalıştırma -> 1 030 km yol
Hidrojen enerjisinin bu denli verimli ve çevreci oluşu çeşitli ülkelerin işbirliği sonucu uluslararası programlar ve projeler başlatmasına da neden olmuştur. Bu çalışmalardan Euro-Québec Hidro-Hidrojen Pilot Projesi (EQHHPP) 100 MW’lık kapasitesiyle dikkat çekmektedir. Bu projeyle Kanada’da hidrolik kaynaktan elde edilecek elektrik enerjisi suyun elektrolizinde kullanılarak üretilecek gaz hidrojen, tekrar Kanada’da sıvı hidrojen (LH2), amonyak (NH3) ve metilsiklohekzan (MCH) biçiminde bağlanarak, Atlantik Denizinden gemilerle Avrupa’ya taşınacaktır. Avrupa’da bu enerji uygulamasıyla elektrik enerjisi gaz ve/veya sıvı hidrojene dönüştürülerek konutlarda, termik santrallerde, halk otobüslerinde ve araçlarda, uçaklarda yakıt olarak kullanılabilecek, ayrıca kimya endüstrisi için toluen üretilecektir. Enerji ekonomisinin yapmış olduğu analizlere göre Kanada’daki 100 MW’lık hidrolik güç, Almanya Hamburg’da 74 MW’lık hidrojen gücüne dönüşmüş olacak ve bu güçle yılda 614 GWh enerji sağlanacaktır. Böyle bir proje için toplam tesis maliyetinin 415 milyon ECU (~514.4 milyon ABD $’ı) olduğu saptanmıştır.
Bir teknoloji standartları olmadan kökleşemeyeceği ve tanımlanamayacağı bilindiği için hidrojen enerjisi için uluslararası standart çalışmaları yapılmaya başlanmıştır.
Türkiye gibi gelişmekte olan ve teknoloji üretme aşamasındaki ülkeler nazarında düşünüldüğünde, uzun vadede fotovoltaik güneş-hidrojen sisteminin daha uygun olduğu saptanmıştır. Fotovoltaik paneller ile elde edilecek elektrik enerjisinden, suyun elektrolize uğratılarak hidrojen ürettiği bu yöntemde, 1 metre küp sudan 108.7 kilogram hidrojen elde edilebilir ve bu yaklaşık 422 litre benzine eşdeğerdir.
Türkiye’nin hidrojen üretimi bakımından şanslı olduğu nokta, Karadeniz’in uzun bir kıyı şeridi boyunca tabanında kimyasal biçimde depolanmış hidrojendir. Karadenizde % 90’ı anaerobik olan su içerisnde hidrojensülfid (H2S) ihtiva etmektedir. Elektroliz ve oksidasyon reaktörü gibi reaktörlerin kullanılmasıyla, H2S den hidrojenin elde edilmesi konusunda yapılmış bazı teknolojik çalışmalar mevcuttur. Bu konuyla ilgili diğer bir teknoloji geliştirme projesi ise semikondüktör partiküllerinin kullanımıyla fotokatalitik yöntem sayesinde hidrojen üretimidir. Güneş ve rüzgar enerjisinin de içinde bulunduğu bazı bilimsel araştırmalar mevcut olmakla beraber, Karadeniz’in H2S içeren suyundan hidrojen üretimi için Bulgaristan proje geliştirme çalışmalarına başlamıştır. ABD’nin Enerji Departmanı, 2025 yılında Amerika’daki enerji tüketiminin % 10’unun hidrojen enerjisiyle sağlanması ve böylece dışarıdan petrol alımının% 50 oranla azaltılmasının hedeflendiği göz önüne alınırsa, Türkiye’de hidrojen enerjisi’ne verilen değerin artırılması, hidrojenin evrenin en temel enerji kaynağı olduğunun unutulmaması gerektiğini düşünüyorum. Hidrojenin ülkemiz için büyük bir umut olabileceği ve enerji konusunda dışa bağımlılığı çok büyük miktarda azaltacağı gerçeğinin altını önemle çiziyor, bilim,teknoloji ve mühendislik alanlarında yapacağımız çalışmalarla ülkemizi daha iyi bir yere getirebileceğimize inanıyorum.
KAYNAK: http://www.muhendisbeyinler.net/hidrojen-enerjisi-nedir-ve-kullanim-alanlari/

Hiç yorum yok: