Geleceğin yakıtı: Hidrojen

“Geleceği hidrojenle besleyelim.” The Washington Post, tam 34 sene önce 6 Eylül 1987’de yayımlanan bir makalede bu başlığı kullanmış. Makalenin yazarı, başka bir makalesinde hidrojeni “yakılacak su” olarak nitelendirmiş. Son günlerde hidrojenin “geleceğin yakıtı” olduğuna dair yazılar ve söylemler gözüme çarpınca geçmişe doğru bir yolculuk yaptım. Hidrojenin “geleceğin yakıtı” olarak ilk etiketlenişi değil. Eminim son da olmayacak. Zira NASA’nın 1960’larda uzay kapsüllerinde elektrik üretmek için hidrojenle çalışan yakıt pillerini kullanmasından bu yana hidrojen, sık sık ülkelerin ve sektörlerin enerji sorununu çözmek için ortaya sürülmüş. Bugün ise değişen bir şey var: Tüm dünya iklim krizinin etkilerini derinden hissetmeye başladıkça net sıfır emisyonlu bir geleceğe yönelik yatırımlar artıyor. Bu da hidrojenin bu sefer gerçekten “geleceğin yakıtı” olma ihtimalini güçlendiriyor.

Hidrojen nedir, nasıl yakıta dönüştürülür?

Dünyada en çok bulunan elementlerden biri olan hidrojen, fosil yakıtlardan ziyade su gibi kaynaklardan elde edilen bir enerji biçimi. Dünyada yaşayan hemen hemen her canlı içinde bir miktar hidrojen barındırıyor; ancak iş saf hidrojen üretmeye gelince farklı enerji kaynaklarının kullanıldığı süreçlerden geçmek gerekiyor. Hidrojen üretme sürecini şu şekilde sıralayabiliriz:

1. Sudan hidrojen elde etmek için sudaki oksijen ve hidrojeni birbirinden ayırmak gerekiyor. Bu işlemi gerçekleştirmek için elektroliz yoluyla elektrik akımı göndermek veya buhar yapılandırması yöntemi ile metan kullanmak gerekiyor.
2. Saf hidrojen elde edildikten sonra direk yakılıyor veya bir yakıt hücresinde oksijenle tepkimeye sokularak yakıta dönüştürülüyor.
3. Bu kimyasal tepkime sonucunda elektrik ve ısı üretilirken tek atık bir miktar su oluyor.

Uzmanlar, hidrojenin yenilenebilir enerji ile üretilmesi durumunda gerçekten “yeşil” bir enerji olduğunu kabul ediyor. Hidrojenin fosil yakıtlar kullanılarak da üretilebiliyor olması ise “temiz enerji” etiketine gölge düşürüyor.

Gri, mavi, yeşil?

Hidrojenin gri, mavi ve yeşil olmak üzere üç ayrı türü var. Geleceğin yakıtı olarak adlandırılan ve biraz önce üretim sürecini anlattığımız aslında rüzgâr ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kullanılarak üretilen yeşil hidrojen. Fosil yakıtlar kullanılarak üretilen gri ve mavi hidrojen ise günümüzde daha yaygın kullanılıyor.

Gri hidrojen, dünyada en çok kullanılan hidrojen türü. Genellikle kimya endüstrisinde gübre üretmek ve petrol arıtmak için kullanılan bu tür, doğal gazdan elde ediliyor ve üretim sürecinde fosil yakıtlar kullanılıyor. Yeşil hidrojene kıyasla daha ucuz olması gri hidrojenin tercih edilmesinde büyük bir etken; ancak üretim sürecinde oluşan karbondioksitin atmosfere salınması nedeniyle yeterince temiz bir enerji sayılmıyor.

Mavi hidrojene gelecek olursak; gri hidrojenle benzer bir üretim sürecinden geçen mavi hidrojen, görece daha çevre dostu. Zira üretim sırasında yayılan karbonun çoğu; karbon yakalama, kullanma ve depolama teknolojileri sayesinde yakalanarak atmosfere salınmıyor. Bu nedenle mavi hidrojen, daha düşük emisyonlu bir gaz olarak kabul ediliyor.

Uluslararası Enerji Ajansı’nın (IEA) yakın tarihli bir raporuna göre, 2020’de üretilen düşük karbonlu hidrojenin %95’i maviydi. Fakat çok da uzak olmayan bir gelecekte yeşilin maviyle rekabeti kızışacak gibi duruyor. IEA, 2030’a kadar yeşil hidrojen endüstrisinin gelişeceğini ve yeşil hidrojenin daha kolay ve erişilebilir olacağını öngörüyor. 2050 tahminleri ise şu şekilde: Ülkeler ve iş dünyası gerekli adımları atarsa tüm hidrojen üretimi içinde mavinin oranı %35, yeşilin ise %62 olacak.

Hidrojen devrimi yakın mı?

IEA’nın öngörülerine paralel bir şekilde Goldman Sachs, küresel yeşil hidrojen pazarının 2050’ye kadar 11 trilyon dolara ulaşacağını ve dünyanın enerji ihtiyacının %25’ini karşılayacağını tahmin ediyor.

2020’nin sonlarında dünyanın en büyük yedi hidrojen projesinin geliştiricisi bir araya gelerek “Yeşil Hidrojen Fırlatma Girişimi”ni (Green Hydrogen Catapult Initiative) kurdu. Yeni girişim; çelik üretimi, nakliye, kimya ve enerji dahil olmak üzere dünyanın en karbon yoğun endüstrilerinden kaynaklanan emisyonları azaltmaya yardımcı olacak yeşil hidrojen maliyetini kilogram başına 2 dolara düşürmeyi ve önümüzdeki 6 yıl içinde yeşil hidrojen üretimini 50 katına çıkarmayı hedefliyor.

Yeşil hidrojen maliyetleri, son 6 yılda yaklaşık %40 azaldı ve 2025’e kadar %40 daha azalacağı öngörülüyor. Şüphesiz ki; bu gelişmelerin arkasında teknolojik gelişmeler, artan yatırımlar ve hükümetler tarafından sürdürülen politikaların büyük bir rolü var. Bugüne kadar; Avustralya, Şile, Almanya, Japonya, Yeni Zelanda, Portekiz, İspanya ve Güney Kore gibi ülkeler ulusal hidrojen stratejilerini açıkladı. Avrupa Birliği, Yeşil Mutabakat (European Green Deal) kapsamında hidrojen üretimine 470 milyar avro yatırmayı planlıyor.

IHS Markit’in verilerine göre, yenilenebilir enerji ve elektroliz maliyetlerinin düşmesi ve hükümetlerin destekleyici politikaları, yeşil hidrojen üretimine yapılan yatırımların 2023’e kadar 1 milyar doları aşmasına neden olabilir. Bu haber, yeşil hidrojenin ağırlıklı olarak kullanıldığı ağır sanayi ve ulaşım sektörü için oldukça sevindirici. Zira bu sektörlerin enerji ihtiyaçları o kadar yüksek ki geleneksel yenilenebilir enerji türlerinin talebi karşılaması imkânsız. Dolayısıyla hidrojen, bu sektörlerde karbon emisyonunu düşürmek için tutunacak tek dal gibi görünüyor. 

Yaklaşık 35 sene önce yazanlar da aynı şeyi mi düşünmüşlerdi bilmiyorum; ancak gelişen teknoloji ve hükümetler seviyesindeki stratejiler göz önüne alındığında kısa vadede elektriklendirmenin yönlendirdiği dekarbonizasyon çabalarına orta ve uzun vadede hidrojen öncülük edecek gibi duruyor. O zaman bir kez de biz söyleyelim: Hidrojenle beslenen bir gelecek yaklaşıyor, hatta geldi bile...