Giriş Tarihi : 30/03/09 Yer : İstanbul Yaş : 34 Mesajlar : 14824 Rep Puanı : 14472 Rep Gücü : 6503
Konu: Hidrojen Ekonomisi Salı Şub. 02, 2010 6:19 am
Hidrojen Ekonomisi Vikipedi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] özgür ansiklopedi
Hidrojen ekonomisi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] taşıtların ve elektrik dağıtım şebekesinin dengelenmesi için ihtiyaç duyulan enerjinin[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen (H2) olarak depolandığı[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] varsayılan bir gelecek ekonomisidir.
Mevcut Hidrojen Pazarı Hidrojen üretimi oldukça geniş ve büyüyen bir endüstridir. Tüm dünyada[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] 2004 yılında üretilen toplam hidrojen 50 milyon tondur ve bu üretilen hidrojenin petrol cinsinden karşılığı 170 milyon ton yapar. Yıllık büyüme miktarı yaklaşık %10 civarındadır. Amerika Birleşik Devletlerinde[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] 2004 yılında yaklaşık 11 milyon ton üretim gerçekleştirilmiştir ve bu değerin enerji cinsinden karşılığı 48 gigawatt’tır (karşılaştırılacak olursa[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] 2003 yılındaki ortalama elektrik üretimi 442 gigawatt’tır). Hidrojenin depolanması ve nakledilmesi oldukça pahalı olduğu için[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] üretimin büyük çoğunluğu bölgesel olarak gerçekleşmiş ve genellikle üretici firma tarafından hemen tüketilmiştir. 2005 itibarıyla[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] tüm dünyada[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bir yıl içerisinde üretilen hidrojenin ekonomik değeri 135 milyar ABD doları’dır. Hidrojen[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] sentetik bir enerji taşıyıcısı. Üretim kaynakları son derece bol ve çeşitli. Bunların en başta gelenleri su[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kömür ve doğal gaz. Hidrojen[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim ağırlık başına en yüksek enerji içeriğine sahip (120[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.]000 kJ/kg). Sıvı haline dönüştürüldüğünde gaz halindeki hacminin sadece 1/700'ünü kaplıyor. Saf oksijenle yandığında sadece su ve ısı açığa çıkarıyor. Hava ile yandığında ise azot oksitler açığa çıksa da diğer yakıtlara göre kirliliği son derece az. Dünyada üretilen hidrojenin çok büyük bir bölümü[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] metanın su buharı ile katalitik olarak oksidasyonu yöntemi ile doğal gazdan elde edilmekte. Doğal gazın yanı sıra diğer hidrokarbon yakıtlardan da (metanol[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] LPG[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Nafta[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Benzin) su buharı ile katalitik olarak hidrojen üretilebilmekte. Hidrojen[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] alternatif olarak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] saf oksijen veya hava ile kısmi oksidasyon[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] piroliz ve ototermal reforming (kısmi oksidasyon ve su buharı oksidasyonu bir arada) reaksiyonları ile de üretilebilmekte. Bugün hidrojenin kullanımının iki temel nedeni vardır. Tüm tüketimin yaklaşık yarısı haber prosesi yardımı ile amonyum (NH3) üretmek için yapılır. Dünya nüfusu arttıkça[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] onu desteklemek için artmak zorunda olan tarım[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] amonyuma duyulan talebi sürekli büyütmektedir. Hidrojen tüketiminin diğer yarısı ise[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ağır petrol kaynaklarını[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yakıt olarak kullanılabilecek daha hafif türevlere dönüştürmek için gerçekleştirilir. Artan petrol fiyatları petrol şirketlerini katran gibi fakir maddelerden yakıt elde etmek için daha da cesaretlendirerek[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen tüketiminde ilk uygulamaya göre daha da yüksek bir büyümeye neden olmuştur. Eğer hidrojen üretimi için ihtiyaç duyulan enerji[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] rüzgar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] güneş ya da nükleer santrallerden kolay ve ekonomik bir şekilde elde edilebilseydi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojenin hidrokarbon yakıt elde etmek üzere kullanılması[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] toplam hidrojen tüketimini örneğin ABD için 5 ila 10 kat kadar artırabilirdi. Bugün ABD’de bu amaçla hidrojen tüketimi yaklaşık yılda 4 milyon tondur. ABD için yıllık 37.7 milyon ton hidrojenin[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] petrolde dışa bağımlılığı kaldıracak miktarda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kömürden dönüştürülmüş sıvı yakıt elde etmek için yeterli olacağı sanılmaktadır. Ancak kömürün sıvı yakıta dönüştürülmesi dışa bağımlılığı azaltmakla birlikte sera gazı etkisi sorununa çözüm üretmemektedir. Günümüzde hidrojen üretiminin %48’i doğal gazdan[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] %30’u ham petrolden[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] %18’i kömürden ve %4’ü suyun elektroliz yolu ile ayrıştırılmasıyla üretilmektedir. Büyüyen pazar ve hızla artan fiyatlar hidrojenin daha ekonomik yöntemlerle üretilmesi konusunda ilgi yaratmıştır.
Öngörülen merkezi Hidrojen Kaynakları Önümüzdeki 30-40 yıllık dönemde Çin[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Hindistan gibi yükselen ekonomilerin hızla artan talebiyle birlikte petrolün fiyatının bugünkü fiyatını düzeyini bekleniyor. Petrolün bugünkü ve gelecekte öngörülen durumu[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ithalat bağımlılığı[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] fosil yakıtların yarattığı karbondioksit emisyonları ve Kyoto Sözleşmesinin emisyonlara getirdiği sınırlamalar hidrojenin hazır ve sınırsız bir alternatif olarak nitelendirilmesine neden oluyor. Şu anki problem fiyat ve altyapı maliyetleri. Bu nedenle de petrole bağlı enerji sektörünün dönüşümünün sağlanmasında özel sektör kadar destekleyici hükümet politikaları da kilit rol oynayacak. Hidrojen ekonomisinde[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen gazı üretmek için[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] temel enerji kaynakları ile biyokütleler kullanılır. Petrol[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kömür[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] doğal gaz gibi fosil yakıtların dışında kalan enerji kaynakları[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] fosil yakıtlara göre çok daha düşük sera gazı emisyonlarına sahiptirler. Yüksek verimlilikli hidrojen jeneratörlerinin ürettiği gazın[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] doğal gaz dağıtım şebekesine benzer bir sistemle dağıtılması beklenir. Ancak doğal gaza göre aşılması gereken zorluklar vardır. Örneğin hidrojenin contalardan daha kolay sızabilmesi ya da dağıtım borularında çatlaklara neden olur. Hali hazırda geniş doğal gaz dağıtım şebekesi üzerinde kurulu kojenerasyon tesisleri sağladıkları elektrik dönüşümü ile yukarıda bahsedilen sisteme benzerlik gösterirler. Tam bir hidrojen ekonomisinde[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] rüzgar ya da hidroelektrik tesislerinin ürettiği enerjinin tamamı elektrik şebekesine verilmeyerek[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bir kısmı ile hidrojen üretilir. Nükleer enerji tesislerinin bir çıktısı olan ısı enerjisi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] elektroliz sıcaklığını arttırmak şeklinde verimliliğe katkısı bulunacaktır.
Yakıt Hücreleri Hidrojen ekonomisinin özünde[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kimyasal enerjiyi harekete ya da elektrik enerjisine dönüştürmek için[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] içten yanmalı motorların ve türbinlerin yerine yakıt hücrelerinin kullanımı vardır. Bu değişimin altında yatan beklenti[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yakıt hücrelerinin elektrokimyasal oluşu ve yanmalı motorlara göre çok yüksek verimliliğe sahip olmasıdır. Tüm yakıt hücreleri saf hidrojeni kullanabilirken[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bazı yakıt hücreleri hidrokarbon yakıtları da kullanabiliriler. Hali hazırda yakıt hücreleri oldukça pahalıdır[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ancak yapılan araştırma ve geliştirmeler[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yakıt hücrelerinin maliyetlerini düşürmeyi sürdürmektedir. Yakıt hücrelerinin maliyeti içten yanmalı motorlar ve türbinlerle yaklaştığı zaman[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] verimlilikten sağlanacak her bir kuruşun çok önemli olduğu elektrik enerji santralleri başta olmak üzere kullanımları pek çok alanda hızla yaygınlaşacaktır. Hidrojene duyulan ilginin büyük bir kısmı[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yakıt hücrelerinin otomobillerde kullanılması fikrinden kaynaklanmaktadır. Yakıt hücreleri[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] içten yanmalı motorlara göre daha sessiz çalışırlar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] daha iyi güç/ağırlık oranına[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] çok daha yüksek verimliliğe ve teorik olarak sıfır emisyona (hidrojen üretimi sırasında kullanılan yöntemler emisyona neden olabilirler) sahiptirler. Hidrojenin depolanmasındaki zorluklara ve yakıt hücrelerinin yüksek maliyetlerine karşı çözümler üretildikçe[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] gelişmiş hibrid (yakıt hücresi ve akü kombinasyonlu) otomobillerin de kullanımı yaygınlaşacaktır. Hidrojen enerjisinin global olarak kullanılacağı asıl büyük pazar ise otomotiv; ulaşım sektörü. 1990’ların ortalarından itibaren benzin ve yakıt pili ile birlikte çalışan melez (hibrid) araçlar geliştirilirken[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yakıt pilinin beslenmesinde yakıt kaynağı olarak hidrojen kullanılıyor. Hidrojenin üretilmesinin ucuz hale gelmesi ile birlikte yaygınlaşacak olan bu araçlar son tüketiciler için de petrol yakıtlarına oranla çok daha ucuz ve iki-üç kat daha verimli hale gelecek. Bu alanda da bugüne kadar yapılan çalışmalar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojenle çalışan yakıt pilli araçların üretilmesi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bu alanda büyük bir rekabetin başlayacağını gösteriyor. Enerji ve otomotiv yavaş yol alınan sektörler olduğu için şu an hibrid (melez) otomotivlerle başlayan dönüşüm süreci araçların 5.- 6. jenerasyonlarının üretilmesi ile hidrojenle veya başka kaynaklarla çalışan yakıt pilli araçların tamamen piyasada olması ile tamamlanacak. ABD Kaliforniya Eyaleti hidrojenli araçları teşvik etmek amacıyla 2010 yılına kadar tamamında hidrojen istasyonlarının yer aldığı bir otoyol ağı kurmayı amaçlıyor. 2030 yılında karma yakıtlı araçların otomotiv sektöründe payının artacağı[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] 2040 yılında da büyük oranda yakıt pilli araçların sektörde yer alacağı tahmin ediliyor.
Hayata Geçirilmesi <blockquote>Üretim </blockquote>Dünyadaki hidrojenin büyük bir kısmı denizlerde hapsolmuş durumdadır. Hidrojen[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] doğal gazın buhar ile yeniden yapılandırılması ya da kısmi oksidasyonu gibi yöntemlerle fosil yakıtlardan da üretilebilirler. Wang’ın 2002’de ve Kreith’in 2004’te yaptığı çalışmalar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] üretim ve dağıtım sırasında açığa çıkan emisyonlar göz önüne alınsa dahi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojenin neden olduğu CO2 çıktısının[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] içten yanmalı motorların neden olduğu CO2’ten çok daha az olacağını göstermiştir. Yakıt hidrojenin temelde[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] sudan yenilenebilir enerjilerle üretilmesi ana ilkedir. Hidrojen üretim yöntemlerinin başında suyun direkt elektrolizi gelir. Elektroliz için elektrik gereksinimi fosil yakıtlardan[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidroelektrik kaynaktan[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] nükleer güçten[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] jeotermal enerjiden[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] güneş[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] rüzgar ve deniz dalga enerjilerinden elde olunabilir. Gelecek için üzerinde ençok durulan yöntem fotovoltaik güneş üreteçlerinin kullanılmasıdır. Hidrojen suyun ısıl parçalanması (termal krakingi) ile de üretilebilmektedir. Bir diğer hidrojen üretim yöntemi doğal gazın ve gaz hidrokarbonların buhar reformasyonudur. Hidrojen üretimi için ayrıca kömür gazifikasyon yöntemi vardır. Gazifikasyon işlemi kolaylıkla kükürtün elimine edilmesine olanak tanıdığından çekici bulunmaktadır. Ortalama olarak 6 kg kömürden 3.785 lt benzine eşdeğer 1 kg hidrojen elde olunur. Kömür dünyanın en zengin fosil yakıtıdır. Bilinen kömür yataklarına biçilen güvenilir ömür 200 yıl kadarsa da[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bunun 400 yıla uzanabileceği söylenmektedir. Katı atıklar ve kanalizasyon materyalleri de hidrojen üretimi için hammadde olup[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] gazifikasyon işlemine bağlı olarak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] sentez gazının hava veya oksijenle reformasyonu hidrojen vermektedir. Termokimyasal çevrimlerle sudan[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] fotokimyasal işlemle organometalik bileşikler veya enzim su karışımından hidrojen üretilebilir Hidrojen üretimi sırasında tüketilen enerji miktarı hakkında bazı endişeler vardır. Hidrojen üretimi içerisinde hidrojen barındıran su ya da fosil yakıt gibi kaynaklara ihtiyaç duyar. Fosil yakıtların kullanılması doğal kaynakların tükenmesine ve buna karşın CO2 üretilmesine neden olurken[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] suyun elektroliz edilmesi için ihtiyaç duyulan enerjinin önemli bir kısmı[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yine fosil yakıtların elektrik enerjisine dönüştürülmesi yöntemiyle sağlanmaktadır. Bu açıdan[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen yakıtının[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bugün için fosil yakıtlardan tamamen bağımsız ya da hiçbir emisyona neden olmayan bir yöntem olduğunu iddia etmek oldukça güçtür. Eğer elektrik enerjisi üretimi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kimyasal yöntemlere dayanıyor ise[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojeni üretmek için de doğrudan kimyasal yöntemlere başvurulması daha uygundur. Fakat elektrik enerjisi üretimi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidroelektrik ya da rüzgar jeneratörleri gibi mekanik yöntemlere dayanıyor ise[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojenin suyun elektroliz edilmesi yöntemi ile üretilmesi uygun olabilir. Çoğunlukla tüketilen elektriğin maliyeti[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] üretilen hidrojenin fiyatından daha yüksek olduğu için[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] elektroliz yöntemi hidrojen üretiminde çok küçük bir paya sahiptir. Eğer elektrik enerjisi üretimi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ısı (nükleer ya da güneş) enerjisi yöntemine dayanıyor ise[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen üretmek için en uygun yöntem yüksek sıcaklıklı elektrolizdir. Düşük sıcaklıklı elektrolizden farklı olarak suyun yüksek sıcaklıklı elektrolizi (YSE) başlangıçtaki ısı enerjisinin önemli bir kısmını kimyasal enerjiye (hidrojen) dönüştürme kabiliyetine sahiptir. Potansiyel olarak prosesin enerji verimi %50 daha fazladır. İhtiyaç duyulan enerjinin bir kısmı ısı ile sağlandığı için kimyasal dönüşüme konu elektrik enerjisi daha az tüketilir. YSE’nin laboratuar uygulamaları yapılmış olmasına karşın henüz endüstriyel bir uygulaması yoktur. <blockquote>Depolama ve Taşıma </blockquote>Üretilen hidrojen depolanabilmekte[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] boru hatları ve/veya tankerlerle taşınabilmektedir. Doğal gaz boru hatlarının gelecekte hidrojen taşınması için kullanılabileceği belirtilmektedir. Hidrojenin depolama yöntemleri; tüplenmiş alçak basınçlı gaz (12 bar) ve yüksek basınçlı gaz (150 bar) dışında sıvılaştırılmış biçimde[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kriyojenik (dondurulmuş) tanklarda (220 kPa) ve metalik hidrid biçiminde olabilmektedir. Hidrojen gaz biçiminde boru hatlarıyla taşınabildiği gibi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yüksek basınçlı gaz ve sıvılaştırılmış biçimde tankerlerle taşınabilmektedir. Gaz hidrojenin zeolit ortamlarda depolanması çalışmaları vardır. Ancak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] enerji içeriğinin yüksekliği açısından gaz yerine sıvı hidrojen depolama teknikleri üzerinde durulmaktadır. Hidrojenin hidridlerle depolanması ve taşınması da önemle ele alınmaktadır. Geliştirilen hidridler; titanyum alaşımları (özellikle demir-titanyum)[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] palladyum alaşımları[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] zirkonyum alaşımları[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] titanyum-zirkonyum-vanadyum-nikel alaşımları[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] titanyum-zirkonyum-vanadyum-demir-krom-mangan alaşımları[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] mağnezyum-nikel alaşımları vs. gibi materyallerle oluşturulmaktadır. Düşük sıcaklık ve yüksek sıcaklık hidridleri vardır. Demir-titanyum alaşımı düşük sıcaklık hidridi iken[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] mağnezyum-nikel alaşımı yüksek sıcaklık hidrididir. Düşük ve yüksek sıcaklık hidridlerinin kombinasyonu da kullanılmaktadır. Metal hidridler paket olarak taşınmaya uygundur. <blockquote>Maliyet </blockquote>Yakıtların ekonomik kıyaslaması efektif maliyete göre yapılır. Efektif maliyet ise çıplak maliyet ve çevre zararlarını içeren maliyet ile kullanım veriminin fonksiyonudur. İç maliyet de denilen çıplak maliyet[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] alışılagelmiş görünür maliyettir. Çevre zararlarını içeren dış maliyet ise yeni bir kavramdır. Burada yakıtın birim miktarının çevrede oluşturduğu maddi zarar anlaşılmaktadır. 1990 ABD verileri ile fosil yakıt[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kömür-sentetik ve güneş hidrojen sistemlerinin efektif maliyetleri Tablo 12.4'de gösterilmiştir. Efektif maliyete göre hesaplanan ekonomiklik faktörü hidrojende 1 iken doğal gaz dışındaki fosil yakıtlarda 0.37-0.61 arasında değişmekte olup[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojenden daha az ekonomiktirler. Ancak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] doğal gazın ekonomiklik faktörü bugün için hidrojenden yüksektir. Yukarıda açıklandığı gibi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] temelde efektif maliyet önemli olmakla birlikte[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] günümüzde maliyet karşılaştırmaları[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] daha çok iç ya da çıplak maliyetle yapılmaktadır. Bu nedenle[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yalnız iç maliyet açısından bakıldığında[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] en ucuz hidrojen üretimi kömürden sağlanmakta[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] onu hidro-hidrojen izlemektedir. En düşük hidrojen maliyeti[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ulaştırma sektörü için benzinden ucuz olabilmektedir. Dış maliyet[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yani çevre maliyeti gözönüne alınmaksızın hidrojen endüstri[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] konut ve elektrik sektörlerinde doğal gazdan 1.5-3.7[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] petrol ürünlerinden 1.3-3.5 ve kömürden 4.7-5.8 kat daha pahalı görünmektedir. Ancak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yakıt hidrojenin kütlesel üretimi yapılmadığından bu karşılaştırmalar göreceli kalmaktadır.
Diğer Kimyasal Yakıtlar
Yeşil yakıtlar: Bitkilerden elde edilen[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] etanol[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] biyodizel gibi biyoyakıtların kullanımı ekonomideki küçük değişikliklerle gerçekleştirilebilir. Bunla birlikte[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kayda değer miktarda petrol tüketiminin yerini alabilmesi için[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] çok geniş tarım alanlarına ihtiyaç duyulduğundan[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bütün ülkeler için uygun bir çözüm olmayabilir.
Sera gazı-nötr alkol: Hidrojen ekonomisinde hidrojen[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] tamamıyla elektrikli olmayan araçlarda kullanılmak üzere[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak elde edilir. Hidrojene diğer bir teorik alternatif ise[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen ve karbondioksitin birlikte kullanılarak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] etanol ya da metanol gibi sıvı bir yakıta dönüştürülmesidir. Hidrojeni[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] üretildiği tesisten taşımak yerine[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] aynı tesiste diğer sıvı yakıtlara dönüştürerek[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] mevcut dağıtım ağında taşınması ve kullanılması sağlanabilir. Böylece hidrojen gazının taşınması ve depolanması ile ilgili zorluklar aşılırken[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] karbondioksit gazının tüketilmesi ile ilgili endüstriyel bir alternatif yaratarak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] sera gazlarının azaltılması ile ilgili önemli bir adım atılabilir.
Çevresel Kaygılar Yakıtın zehirliliği[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yanma ürünlerinin zehirliliği[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] diffüzyon katsayısı[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ateşleme enerjisi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] patlama enerjisi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] alev emissivitesi gibi faktörlere göre yapılan emniyet değerlendirmesi açısından[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen en emniyetli yakıttır. Hidrojenin emniyet faktörü 1 iken[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] benzinde 0.53 ve metanda 0.80 olmaktadır. Kısacası benzin ve doğal gaz hidrojene göre tehlikeli yakıtlardır. Hidrojenin benzin ve metana göre yanma tehlikesi daha azdır. Yakıtlar için önemli olan bir özellik de çevresel uygunluktur. Fosil yakıt kullanımının hava kalitesi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] insanlar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hayvanlar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] plantasyonlar ve ormanlar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] akuatik ekosistemler[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] insan yapısı yapılar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] açık madencilik[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] iklim değişikliği[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] deniz seviyesi yükselmesi üzerindeki olumsuz etkilerinden kaynaklanan çevre zararları dünya genelinde[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] 1990 verileriyle; kömür için 9.8 ABD $/GJ[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] petrol için 8.5 ABD $/GJ ve doğal gaz için 5.6 ABD$/GJ olarak saptanmıştır. Çevresel zarar ve çevresel uygunluk faktörü için fosil yakıt sistemi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kömür/sentetik yakıt sistemi ve güneş-hidrojen sistemi (güneş PV panellerinden sağlanacak enerji ie hidrojen üretim sistemi)[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bu verilerin ışığında karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçları Tablo 12.2'de yer almaktadır. Güneş-hidrojen üretim sisteminde çevresel zarar 0.46 ABD $/GJ gibi yok denecek düzeye düşmekte ve çevresel uygunluk faktörü üst sınıra çıkarak 1 olmaktadır.
Kullanımındaki Tehlikeler Hidrojen[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] basında nispeten tehlikeli bir gaz olarak tanıtılmıştır ve gerçekte de hidrojen hava karşımı diğer gazlardan daha patlayıcı/yanıcı özelliğe sahiptir. Hidrojen gazı depolandığı tanktan sızabilir ve bir çatlak olması durumunda çok hızlı boşalır. Hidrojen alevi zor görülür ve hidrojen yangınıyla mücadele etmek de oldukça zordur. En çok bilinen hidrojen yangını LZ 129 Hindenburg felaketidir. Yolcuların 2/3 ile mürettebat kurtulmuş[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ölenlerin büyük çoğunluğu atlayanlar olmuştur.
Örnekler ve Pilot Uygulamalar Hidrojenin taşımacılık amacıyla dağıtımı İzlanda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Almanya[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Kaliforniya[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Japonya ve Kanada’da test edilmektedir. Yakıt pilli elektrik santralları yüksek enerji verimlerinin yanısıra[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] çok az yer kaplamaktadırlar. Örneğin 2 MW'lık yakıt pilli santralın kapsadığı alan 20 m2'den az olmaktadır. Büyük yer kapsayan konvansiyonel santralların yerleşim birimlerinden belli uzaklıkta kurulması ve elektrik iletimi sorunu[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] geleceğin yakıt pilli elektrik santralları ile çözüme kavuşacak görünmektedir. Gelecekte tüketicilerin bulundukları yerin yakınına kurulacak yakıt pilli santrallarla iletim ve dağıtım kayıpları olmaksızın gereksinimler karşılanabilecektir. Hidrojenin alevsiz yanması için katalitik yakma düzenleri geliştirilmiştir. Hidrojenin katalitik yanması mutfak ocaklarına[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] fırınlara[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] su ısıtıcılara ve özel sobalara uygulanmıştır. Yine gösterim amacıyla bu tür beyaz eşya üreten firmalar vardır. Böylece[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] konutlarda yakıt olarak hidrojen kullanımının önü açılmış bulunmaktadır. Hidrojenin boru hatları ile evlere kadar ulaştırılması olanaklı olup[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bu konuda projeler geliştirilmekte ve doğal gaz hatlarından yararlanılması tasarlanmaktadır. Hidrojen enerjisi alanında çeşitli ülkelerin işbirliği sonucu uluslararası programlar başlatılmıştır. Avrupa Topluluğu ile Kanada'nın EURO-QUEBEC (hidro-hidrojen) projesi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Norveç ve Almanya'nın NHEG projesi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Almanya ve Suudi Arabistan'ın HY-SOLAR (güneş-hidrojen) Projesi[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] İskandinav ülkeleri ile Yunanistan'ın işbirliği[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Uluslararası Enerji Ajansı (IEA) hidrojen enerjisi projeleri[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Birleşmiş Milletler UNIDO-ICHET hidrojen çalışmaları bunlara örnek gösterilebilir. Henüz uygulanmasına girişilememiş olan UNIDO-ICHET projesi kapsamında[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] İstanbul'da Hidrojen Enstitüsü kurulması gündemdedir Bu çalışmalardan Euro-Québec Hidro-Hidrojen Pilot Projesi (EQHHPP) 100 MW'lık bir kapasitededir. Bu proje ile Kanada'da hidrolik kaynaktan elde olunacak elektrik enerjisi suyun elektrolizinde kullanılacak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] üretilecek gaz hidrojen[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] yine Kanada'da sıvı hidrojen (LH2)[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] amonyak (NH3) ve metilsiklohekzan (MCH) biçiminde bağlanarak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Atlantikten gemilerle Avrupa'ya taşınacaktır. Avrupa'da enerji uygulaması ile gaz ve/veya sıvı hidrojene dönüştürülerek konutlarda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] termik santrallarda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] kent otobüslerinde ve araçlarda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] uçaklarda yakıt olarak kullanılacak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ayrıca kimya endüstrisi için toluen üretilecektir. Enerji ekonomisi analizlerine göre Kanada'daki 100 MW'lık hidrolik güç[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Almanya Hamburg'da 74 MW'lık hidrojen gücüne dönüşmüş olacaktır. Bu güçle yılda 614 GWh enerji sağlanacaktır. Proje tesis maliyeti 415 milyon ECU (~514.4 milyon ABD $'ı) dır. Bir teknoloji standartsız kökleşemeyeceği ve tanımlanamayacağı için[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen enerjisi konusunda uluslararası standart çalışmaları yapılmaktadır. Uluslararası Standartlar Organizasyonu (ISO) tarafından ISO/TC-197 Komitesi oluşturularak[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen enerjisi için uluslararası standartlar çalışmalarına girişilmiştir. Standart çalışmaları tanımlar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ölçümler[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] taşıma[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] emniyet[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] araçlar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] uçaklar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] elektro-kimyasal donanımlar[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidridler[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] çevre ve uygulama alanlarını kapsamaktadır. Değişik senaryolara göre 2025 yılında dünya genel enerji tüketiminin ulaşacağı düzey 12 000-16 000 Mtep olarak kestirilmektedir. Aynı yılda dünyada 1 500-2 600 Mtep hidrojen enerjisinin kullanılması planlanmaktadır. Böylece[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] bu raporda göz önüne alınan etüt periyodu (2000-2025 dönemi) sonunda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] dünya birincil enerjisinin % 9-21 açıklığı arasındaki bir bölümü hidrojene dönüştürülerek kullanılabilecek demektir. Bu oran daha çok % 10 olarak öngörülmektedir. Kuzey Atlantik ada ülkesi İzlanda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] 2050 yılında hidrojen ekonomisine geçmiş olma kararını alan tek ülkedir. Bugün için tüm taşıtlar ve balıkçı filoları için ihtiyaç duyduğu petrolün tamamını ithal eden İzlanda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] sahip olduğu jeotermal ve hidroelektrik kaynakları ile hidrokarbon enerji kaynaklarından daha düşük maliyetle elektrik üretebilmektedir. İzlanda hali hazırda sahip olduğu enerji fazlasını[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] ihraç edilebilir ürünlere ve hidrokarbonlara dönüştürmektedir. 2002 yılında[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] amonyum (NH3) üretiminde kullanılmak üzere[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] elektroliz yöntemi ile 2000 ton hidrojen gazı üretmiştir. Amonyum tüm dünyada üretilir ve dağıtılır. Amonyum maliyetinin %90’ını enerji oluşturur. Ayrıca İzlanda[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] maliyeti büyük ölçüde enerjiye dayanan[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] alüminyum ergitme tesisi kurmaktadır. Reykjavík’te sıkıştırılmış hidrojenle çalışan küçük bir şehir içi otobüs filosu deneme amaçlı faaliyetini sürdürmektedir. Balıkçı filolarının hidrojenle enerjilendirilmesine dair araştırmalar sürmektedir. Norveç’in bir adası Utsira’da hidrojen ekonomisinin denendiği bir pilot proje sürdürülmektedir. Rüzgar jeneratörleri ile üretilen enerjinin fazlası[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] elektroliz yöntemi ile hidrojene dönüştürülür ve rüzgarın yetersiz olduğu zamanlarda tekrar elektrik elde etmek üzere hidrojen gazı olarak depolanır. İngiltere 2004 yılının ocak ayında[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Londra’da iki otobüsle başladığı yakıt hücresi deneme programını 2005 yılının Aralık ayında tamamlamıştır. The Hydrogen Expedition[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] tüm dünyanın çevresinde dolaşacak ve hidrojen yakıt hücrelerinin yapabileceklerini gösterecek[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] hidrojen yakıt hücresi ile çalışan bir geminin inşasını sürdürmektedir. Batı Avustralya Planlama ve Altyapı Departmanı Perth şehrinde[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Sürdürülebilir taşıma enerjisi programı için üç adet Daimler Chrysler Citaro yakıt hücreli otobüsleri ile denemelerini sürdürmektedir. Deneme 2004 yılının Eylül ayında başlamış olup[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] 2006 yılının Eylül ayında sona erecektir. Otobüsler proton dönüşümlü membran sistem yakıt hücresi ile çalışmakta olup[Resimleri görebilmek için üye olun veya giriş yapın.] Perth’in güneyindeki Kwinana’da kurulu BP’nin bir yan ürünü olarak üretilen ham hidrojen ile denenmektedirler.
Konu: Hidrojen Ekonomisi 
