Fosil yakıtların kullanım alanlarının hemen hemen tamamında, yenilenebilir yöntemlerle üretilen elektrik enerjisine doğru bir geçiş yaşanıyor. Elektrikli araçlar, yeni nesil enerji depolama sistemleri, ısı pompaları, endüstriyel alanda kullanılan fosil yakıtlı sistemlerin elektrik enerjisi ile çalışan yapılara dönüşümü ile enerji tüketiminde büyük bir değişim yaşanıyor. Son 2 yıla kadar enerji değeri ifade edilirken TEP (Ton Eşdeğer Petrol) cinsinden ifade edilirken, enerji borsaları TEP üzerinden işlem yaparken son dönemde enerji birimleri daha çok kWh cinsinden ifade edilmeye başlandı. Bu değişimi, küresel finans yapısının petrolü ana enerji kaynağı olarak görmekten vazgeçtiği şeklinde yorumlayabiliriz.

Enerji arzının yayılması ve fiyatlama mekanizmasının tabana yayılması konusunda fosil kaynaklardan elektriğe geçişin yarattığı olumlu havayı hissederken, iki önemli soru dönüşümün sürmesi gerekliliği konusunda uyarıyor:

a) Fosil yakıtlardan enerji sağlayan tüm sistemleri, yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektrik ile dönüştürmek mümkün mü?

b) 2050 yılına kadar küresel net sıfır emisyon hedefine sadece bu dönüşüm ile ulaşmak mümkün mü?

İki sorunun da yanıtına eminim hepimiz “evet” diyebilmeyi isterdik. Ancak, elektrik üretimindeki profil riskleri (depolama sistemlerinde yaşanan gelişmelere rağmen mobilizasyon sorunları ve ihtiyacı karşılamada hız ve sürelerin istenilen seviyede olmaması), bizi sadece yenilenebilir kaynaklardan üretilecek elektriğin tüm ihtiyaçları karşılamaktan hâlâ uzak olduğu gerçeğiyle baş başa bırakıyor.

Fosil yakıtlardan elektriğe geçişte yaşanan dönüşümün tamamlanabilmesi için, belirtilen riskleri düşürerek eksiklikleri giderecek bir çeşitlenmeye ihtiyaç duyulduğunu belirtmemiz gerekiyor. Dünyayı sıfır emisyon hedefine ulaştırabilecek yeni bir enerji devrimi, YEŞİL HİDROJEN üretimi yeni dönemin parlak çözümü olabilir.

Yeşil Hidrojen Nedir?

Yeşil hidrojen, suyun (H₂O) elektroliz yöntemiyle hidrojen ve oksijene ayrılması sonucunda elde edilen bir enerji türüdür. Bu süreçte kullanılan elektrik tamamen yenilenebilir enerji kaynaklarından (güneş, rüzgâr, hidroelektrik vb.) sağlandığında, elde edilen hidrojen “yeşil hidrojen” olarak tanımlanır.

Hidrojen, üretim yöntemine göre isimlendirilerek genellikle üretim süreçlerindeki karbon ayak izlerine göre farklı renklere ayrılır.

“Mavi hidrojen” doğal gazın reformasyonuyla (basit zincirli hidrokarbonların dallı zincirli veya halkalı hidrokarbonlara dönüştürülmesi), “gri hidrojen” ise fosil yakıtlar kullanılarak üretilir ve karbon emisyonları doğrudan atmosfere salınır. Yeşil hidrojen, bu iki türe kıyasla daha çevre dostu ve sürdürülebilir bir seçenek olarak öne çıkar.

Yeşil Hidrojenin Üretim Süreci

Yeşil hidrojenin üretimi, temel olarak suyun elektrolizi işlemine dayanmaktadır. Elektroliz, hidrojen elde etmek için kullanılan en iyi yöntemdir. Bu yöntemde, bir elektrolit aracılığıyla elektrotlar arasındaki elektrik akımı akışı gerçekleşir. Katı bir iletken (elektrot) ve sıvı bir iletken (sulu çözelti) arasında kimyasal işlemler gerçekleşir. İki yaygın elektroliz metodu mevcuttur:

1. Alkalin Elektroliz: Alkalin elektrolizör, potasyum hidroksit veya sodyum hidroksit alkali çözeltisi ile elektriği kullanarak hidrojen ve oksijen üretir. Alkali bir elektrolizörde, reaksiyon (1) anotta, reaksiyon (2) ise katotta meydana gelir:

1. 4OH⁻ → H₂O + O₂ + 4e⁻ 
2. 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻

2. PEM (Proton Değişim Membranı) Elektrolizi: Bu metot, membranlar aracılığıyla protonların hareket ettiği işlemdir. Elektrik akımı ve su, ayrışarak reaksiyona girer. PEM teknolojisiyle yapılmış bir elektrolizör için, anot (3) ve katot (4) reaksiyonları aşağıdaki gibidir:

3. 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂ 
4. 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂ 

Bu reaksiyonları tetikleyen girdi elektrik enerjisidir. Elektrik üretim maliyetleri için kritik bir değer olan tüketim yerinde üretim kavramını da düşündüğümüzde, güneş enerjisi ile entegre edilmiş ve içme suyu niteliğinde olmayan su kaynaklarından elde edilecek yeşil hidrojen, 2050 yılına kadar küresel net sıfır emisyon hedefine ulaşmak için umut vadediyor.

Yeşil Hidrojenin Avantajları

Yeşil hidrojen, enerjiyi depolama ve taşıma anlamında da avantajlar sunuyor. Güneş ve rüzgâr gibi enerji kaynakları sürekli enerji sağlayamadığı için fosil kaynaklarla desteklenmesi gerekebilir. Hidrojen enerjisi, depolanabilir ve boru hatları, kara ve deniz araçları ile taşınabilir veya endüstriyel kullanım için depolanabilir. Yeşil hidrojen, elektrik üretimi, ısıtma, ulaşım ve endüstriyel işlemler gibi birçok farklı alanda kullanılabilir.

Yeşil Hidrojenin Ekonomi Açısından Değerlendirilmesi

Pandemi sonrasında yaşanan ekonomik problemler nedeni ile çok sayıda ülkelenin enerji tüketimi büyüme trendine girmiştir. Bu trendin yanında Ukrayna-Rusya savaşı nedeni ile yaşanan geçici buhran ülkeleri enerji bağımsızlıklarını kazanmak için güneş enerjisi ve rüzgâr enerjisi kurulumlarına yöneltti. Bu kontrolsüz büyüme saat bazlı profil riskinin artmasına ve fosil kaynakların hala devrede olması ile çok sayıda ülkede günün belirli saat aralıklarında enerji fiyatlarının trajik olarak düşmesine sebep oldu. Üstelik fosil kaynakların devreden çıkarma programlarının ertelenmesi iklim riskini de arttırdı. Enerji üretiminde taşlar yeniden yerine otururken pek çok alanda uygulaması olan; taşıma, yerinde üretim, endüstride kullanılacak yan ürünler (yeşil amonyak vb.) için profesyonel çözümler sunabilen hidrojen yeşil formu ile küresel enerji yatırımcıları için büyük fırsatlar sunuyor. Bir diğer açıdan ise kendi yenilenebilir kaynaklarından yeşil hidrojen üreten ve kullanan ülkeler, fosil yakıtları ithal etme bağımlılığından tamamen kurtulabilecekleri bir çözüme kavuşuyorlar. Yine de bu alanda ilerlemek için büyük yatırımlar gerektiğini eklemeliyiz.  Energy Transitions Commission tarafından yayımlanan “Hidrojen Ekonomisini Mümkün Kılmak” raporuna göre enerji sektörünün karbondan arındırılması ve hidrojen kullanan sektörler için, 2050 yılına kadar 15 trilyon dolar yatırım yapılması gerekiyor.

Sonuç

Yeşil hidrojen, enerji sektöründe büyük bir dönüşüm potansiyeline sahip olan fosil yakıtlara olan bağımlılığın azaltılması, karbon emisyonlarının sıfırlanması ve yenilenebilir enerji kaynaklarının daha etkin kullanılması açısından yeşil hidrojen, geleceğin umut verici enerji kaynaklarından en öne çıkanı olduğunu söyleyebiliriz.

2050 yılına kadar küresel net sıfır emisyon hedefine ulaşabilmek için yeşil hidrojenin ana bir enerji üretim kaynağı haline gelmesi tek çıkar yol olarak karşımıza çıkıyor. Üretim tesislerinin yapımı tesislerinin işletilmesi bakımından rüzgâr ve güneş enerjisi ile kıyaslandığında daha teknik ve profesyonel çözümlere ihtiyaç duyan yeşil hidrojen küresel enerji yatırımcısı ve yerel büyük yatırımcılar için fırsatlar sunuyor.

Küresel ekonomide ve enerji dünyasında para akışını değiştirebilecek bu devrimin önümüzdeki 40 yılın enerji ekonomisini dolayısı ile ülkelerin siyasetini derinden etkileyeceğini söylemek ütopik bir yaklaşım olmaz.