Hidrojen ekonomisi ne kadar temiz?

Hükümet yetkilileri ve endüstri liderleri, odaklarını hidrojene (H₂) çevirmiş gibi görünüyorlar. ABD, hidrojen üretimini finanse etmek için 10 milyar dolarlık bir vergi indirimi yasası üzerinde çalışırken, Avrupa Birliği Üye Devletleri, hidrojen projeleri geliştiren özel şirketlere doğrudan yardım için neredeyse 20 milyar euro ayırıyor. Kamu fonlarının hidrojen projelerine ayrılması, 2050'ye kadar hidrojen talebinin en az beş kat artacağını belirten tahminlerle örtüşüyor. Analistler, hidrojenin tek başına enerji sistemlerinin %18'inin karbonsuzlaştırılmasına katkıda bulunabileceğini ve nihai enerji talebinin %22'sini karşılayabileceğini savunurken , bunun tam olarak hangi ölçekte kullanılacağına dair sorular devam ediyor.

Hidrojen üretimi enerjiye dayalı bir süreçtir, dolayısıyla rüzgar ve güneş gibi düşük karbonlu kaynaklar kullanılarak üretilen yeşil hidrojenin gidiş-dönüş verimliliği şu anda %20-40 değerinde seyrediyor. Bu değerin, diğer hidrojen alternatiflerine göre önemli ölçüde daha düşük olduğu görülüyor.

Karbondan arındırma potansiyeli hakkındaki iddialara rağmen, hidrojenin mevcut enerji sistemlerinde kullanımının neredeyse yok denecek kadar az olduğu belirtiliyor. Küresel olarak yılda yaklaşık 100 Mt hidrojen tüketiminin neredeyse yarısı petrol rafinasyonuna harcanıyor. Geri kalan %30, endüstriyel tarım için amonyak bazlı gübrelerin (NH₄) üretiminde kullanılıyor. Son küresel gübre krizinin de hidrojen üretimiyle bağlantılı olduğu düşünülüyor. Çünkü hidrojenin çoğu (%60'tan fazla), doğal gaz ve su kullanılan bir süreç olan buhar-metan-reforması (SMR) ile üretiliyor ve bu sebeple 2021-2022'deki doğal gaz fiyatlarındaki artışın, gübre fiyatlarını arttırdığı belirtiliyor. Bu sebeplerle hidrojenin maliyetinin de fosil yakıt fiyatları ile yakından ilişkili olduğu görülüyor. Enerji gereksinimleri ise yılda yaklaşık 2 milyar adet petrol variline karşılık geliyor, bu da yaklaşık olarak Japonya'nın nihai enerji tüketimiyle kıyaslanabilecek bir değere denk geliyor. Mevcut hidrojen kullanımının sonlandırılması, yıllık CO₂ salımlarını %2’den fazla azaltabilir.  Ancak, bu yalnızca hidrojen kullanımından kaynaklanan bir değer. Hidrojen üretimi, tedarik zinciri boyunca metan gibi diğer sera gazlarının da (GHG'ler) salımına sebep oluyor. Hidrojenin SMR süreci dünyanın yıllık doğal gaz tüketiminin %6'sını oluşturuyor. Üretim ve taşıma sırasında %3'ün üzerindeki sızıntı oranları nedeniyle metan kayıpları da eklenirse mevcut “hidrojen ekonomisinin” Afrika'nın sera gazı salımlarının iki katından fazlasına sebep olduğu görülüyor.

Endüstriyel çıkarlar

Hidrojen endüstrisinin karşı karşıya olduğu temel zorluğun fosil yakıtlara olan bağımlılığı olduğu belirtiliyor. Önerilen çözümler, karbon yakalama ve depolama (CCS) teknolojilerinin kullanılmasını içeriyor. Ancak bilim insanları , CCS gibi fosil yakıtla ilgili altyapı yatırımlarının iki katına çıkarılmasının yol açacağı 'ahlaki tehlike'nin yanı sıra 'mavi hidrojen' (SMR + CCS'den) üretmek için doğal gaza güvenmenin paradoksal sonuçlarına karşı ciddi bir uyarıda bulunuyorlar.

Gaz şirketleri ve iletim sistemi operatörleri, mavi hidrojen ve hidrojen taşıma sistemlerinin geliştirilmesini destekliyor vegaz altyapısının tamamen dönüştürülmesini ve hidrojen için kullanılmasını savunuyor. Bu durum, Avrupa'nın doğal gaz altyapısının büyük bir kısmını yöneten 32 gaz iletim sistemi operatöründen oluşan bir konsorsiyum olarak öne çıkan Avrupa Hidrojen Omurgası (EHB) girişiminin de savunduğu bir konudur. Kampanyaları, “hidrojen omurgası” fikrinin Avrupa Komisyonu'nun resmi iletişimlerinde defalarca yer almasıyla ilgi topladı..

Fosil yakıt şirketleri ayrıca genellikle petrol üreten ülkelerin sahil bölgelerindeki rafinerilerin yanında bulunan mevcut hidrojen üretim tesislerini de kontrol ediyorlar. Bu endüstriyel dinamikler göz önüne alındığında, 'temiz' hidrojen ekonomisinin ortaya çıkmasının mevcut durumu ne kadar değiştirebileceği tartışmaya açık bir konu halini alıyor.

Ortaklıklar

Otomotiv, endüstriyel kimyasallar, petrol ve gaz endüstrileri hidrojen teknolojisinin fikri mülkiyet haklarının çoğunu ellerinde bulunduruyor. Bazı petrol ve gaz devleri ile patent sahibi bazı özel şirketler 2017 Dünya Ekonomik Forumu'nda başlatılan bir dernek olan Hidrojen Konseyi'nin yönetici üyeleri arasında yer alıyor. Küresel endüstrileri temsil etmek için kurulan bu dernek gibi örnekler arasında Avrupa Temiz Hidrojen İttifakı (dünyanın en geniş hidrojen ağı) ve Hidrojen Avrupa bulunuyor. Bu endüstriyel koalisyonlar, özellikle yeni hidrojen projelerine milyarlarca dolarlık yatırım sözü vererek, politika yapıcılar üzerinde önemli bir etki yaratıyorlar.

Geliştirilmekte olan ve dünyanın en büyük çaptaki düşük karbonlu hidrojen projesi kamu-özel ortaklıklarıdır. Geliştirilmekte olan en büyük 20 projeden 11 tanesinde en az bir petrol veya gaz şirketi projede baş geliştirici olarak yer alıyor ve madencilik sektörü de ilk on projenin beşinde yer alıyor. Özellikle, Güney'deki en büyük projelerin tümü, yüksek gelirli ülkelere hidrojen ihracatına odaklanıyor.

1 kilogram hidrojenin üretimi için üretim alanında 15-20 kg su kullanılması gerekiyor. Bu su ihtiyacı sorunu, ek bir enerji maliyeti karşılığında kıyı bölgelerdeki tuzdan arındırma projeleriyle çözülebilirken, özellikle kurak ve yarı kurak iklimlerde su kaynaklarından taviz verilmesini önleyecek standartlaştırılmış önlemlerin eksikliği göze çarpıyor. Bununla birlikte, bu bölgelerin bol güneş ışığına maruz kalıyor olması, büyük ölçekli güneş tarlalarıyla birleştirilmiş yeşil hidrojen üretimi için bu yerleri ideal bir konum haline de getiriyor. Avrupa'nın Afrika ülkelerine olan, artan enerji bağımlılığının bu coğrafi avantajın bir sonucu olduğu düşünülüyor ve bu ticaret ilişkilerinin, zaten eşitsiz olan piyasa ekonomisinde daha fazla zarara yol açabileceği belirtiliyor.

Gelecekte hidrojenin rolü

Özetle, bir enerji taşıyıcısı olarak hidrojenin, doğrudan elektrifikasyonla karşılaştırıldığında optimal olmayan bir çözümü temsil ettiği konusunda geniş bir fikir birliği olduğu göze çarpıyor. Hidrojenin, elektrifikasyonun mümkün veya ekonomik olmadığı durumlarda tamamlayıcı bir enerji kaynağı olarak kullanılabileceği düşünülüyor. Öncelikle petrol ve gaz endüstrisinden başlanarak aşamalı olarak mevcut hidrojen kullanımlarının karbonsuzlaştırılmasına öncelik verilmesi gerekiyor. Gübre endüstrisi gibi hidrojenin önemli ölçüde kullanan sektörlerin de dikkate alınması gerekiyor.

Ancak, hidrojen endüstrisinin çevresel etkilerini azaltmaya yönelik çözümler bulunmasına rağmen, bu çözümlerin başarılı olabilmesi için politik önlemlerin ve endüstriyel gelişmenin kamu çıkarlarına uygun düzenlenmesi gerekiyor.

Bu içerik orijinal kaynağından çevrilmiş ve derlenmiştir. Orijinal kaynağa buradan ulaşabilirsiniz.