Geleceğin enerjisi;HİDROJEN

Geçen aylarda UTB de sayın Prof. Dr. Fazilet Vardar SUKAN tarafından sunulan Rekabetçilik ve İnovasyon Programı- (Competitiveness and Innovation Programme – CIP) kapsamında geliştirilen yeni araçlar içinde yer alan, “Yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarının sürdürülebilir toplumların oluşumunda kullanılması” konusu özellikle ülkemiz açısından büyük önem taşımaktadır. Bilindiği üzere fosil yakıt olarak tanımlanan kömür, petrol ve doğal gazın dünyamıza verdiği zararlar artık herkes tarafından kabul edilmekte ve bu zararlar sosyal maliyet olarak tanımlanmaktadır. Sosyal maliyet konusu üzerinde yapılan ciddi çalışmalar fosil yakıtların çevreye verdiği zararın yılda yaklaşık 5 trilyon dolar (5 bin milyar dolar) olduğunu ortaya çıkarmıştır.

Araştırmalar, sahip olduğumuz güneş, rüzgar, jeotermal, biyokütle, hidrolik, dalga, gelgit gibi temiz enerji kaynaklarının tüm enerji ihtiyacımızın binlerce defa fazlasını sağlayabileceğini göstermektedir. Günümüzde rüzgar enerjisi gibi kaynaklar ile fosil yakıtlar karşılaştırıldığında, maalesef yukarıda kısaca değinilen sosyal maliyet hesapları göz önüne alınmamaktadır. Örneğin kömürle veya doğal gaz ile çalışan bir termik santralin kuruluş, yakıt, işletme ve benzeri giderleri üzerinden üretilecek elektriğin birim fiyatı hesaplanmakta ancak bu santralin çevreye vereceği zararlar birim elektrik maliyeti hesaplarına dahil edilmemektedir. Sonuç olarak fosil yakıt santrallerinden üretilen elektriğin fiyatı rüzgar enerjisinden elde edilecek elektrikten daha ucuz gözükmektedir. Bugün, bazı gelişmiş ülkeler karbon vergisi ve çevre etki değerlendirmesi sistemini uygulamakta olup, karşılaştırmayı bu faktörleri göz önüne alarak yapmaktadırlar. Burada unutulmaması gereken diğer bir konu da Türkiye’nin enerjisinin yaklaşık % 70 ‘ini ithal ettiği ve bunun karşılığında yılda 20 milyar doların üzerinde yurtdışına ödeme yaptığıdır. Ödenen bu miktarın önümüzdeki yıllarda hem artacak ithalat miktarı hem de petrol ve doğal gaza yapılacak zamlarla daha da büyüyeceği ve ekonomimizde gittikçe derinleşen bir yara açacağı kesindir.

Bilindiği üzere Türkiye petrol, doğal gaz ve kömür gibi fosil yakıt kaynakları yönünden fakir bir ülke olmasına karşın, güneş, rüzgar, ve jeotermal gibi temiz enerji kaynakları yönünden son derece zengin bir ülkedir. Görüldüğü gibi temiz ve yenilenebilir kaynaklara yönelmek Türkiye için bir tercih değil zorunluluktur. Atatürk’e 1936 sanayi planı hazırlığı sırasında, kömürden benzin üretimimin mümkün fakat bunun pahalı olduğu söylendiğinde aynen şu cevabı vermiştir. “kömürden benzin istihsali bir maliyet mevzuu değil bir milli müdafaa mevzudur”.

Temiz enerji kaynaklarının geniş çapta kullanılmasını engelleyen faktörlerin başında bu enerjilerin kesikli, düzensiz olması ve depolanamaması gelmektedir. Bu enerjiler ile son kullanıcı arasında bir bağlayıcıya yani sentetik bir yakıta gerek duyulmaktadır. Uzun yıllar yapılan araştırmaların sonucu bu bağlayıcının ideal yakıt olarak kabul edilen hidrojen olduğunu göstermiştir. Hidrojen aynı elektrik gibi ikincil bir enerji, yani enerji taşıyıcı olup, bir şekilde üretilmesi gerekmektedir. Bu üretimin temiz enerji kaynakları ile sudan elde edilmesi ise hem sonsuz bir enerji, hem de dünyanın küresel ısınma başta olmak üzere tüm çevre problemlerinden kurtulması anlamına gelmektedir. Örneğin güneş enerjisi ile suyun hidrojen ve oksijene ayrılması, elde edilen hidrojenin istenilen yere boru hatları veya depolanmış olarak taşınması ve daha sonra yine oksijenle birleşerek yakılması sonucunda elde edilen enerjinin atık maddesi yine birkaç damla saf su veya su buharı olmaktadır.

Hidrojen güvenliği konusunda yapılan çalışmalar bu yakıtın benzin, LPG gibi yakıtlardan çok daha güvenli olduğunu göstermiştir. Bilindiği üzere 6 Mayıs 1937 de Alman yapımı Hindenburg adını taşıyan zeplinin fırtınalı bir havada Amerika da Lakehurst şehrine inerken patlaması sonucu 37 kişinin hayatını kaybetmesi hidrojenin güvenliği konusunda maalesef yanlış bir kanaat oluşturmuştur. Daha sonra NASA tarafından bu konuda yapılan kapsamlı bir araştırmanın sonucu hazırlanan raporda kazanın, balonun yapıldığı kumaşın üzerine sürülen boya karışımının son derece yanıcı olmasından kaynaklandığı ve hava şartları nedeniyle bulutlardan boşalan sttaik elektriğin bu maddeyi ateşlediğini göstermiştir. Raporda ayrıca hidrojenin yakıt olarak değil, balonun havalanması için kullanıldığı ve motorlar için depolarda dizel yakıtı bulunduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, hidrojen yerine asal gaz olarak bilinen helyum gazı kullanılsa dahi kazanın kaçınılmaz olduğunu ve balon ateş aldıktan sonra dizel yakıtın saatlerce yanmaya devam ederek aynı facianın yaşanmasına neden olacağı açıklanmıştır.

Bilindiği üzere hidrojen havadan 14 kat daha hafifi olup, yakılabilmesi için havadaki konsantrasyonunun en az % 4 olması gerekir. Hidrojenin basınçlı tüpler içindeyken, tüpün delinmesi durumunda hızla havaya yayılarak konsantrasyonu düşer ve yakılabilmesi imkansız hale gelir. Yapılan deneyler, böyle bir durumda hidrojenin yakılabilmesi için delinen tüpün 35-40 cm yakınında ilk saniyeler içinde bir kibrit çakılması gerektiğini göstermiştir. Benzinin ateş alması için gerekli konsantrasyonun % 1 ve havadaki yayılma hızının hidrojene göre çok küçük olduğu göz önüne alındığında, hidrojenin benzine göre çok daha güvenli olduğu açıkça görülmektedir. Ayrıca, hidrojenin yandığı zaman sadece saf su oluşturması ve diğer yakıtlarda olduğu gibi zehirli gazlar ve karbon dioksit üretmemesi büyük bir avantaj olarak kabul edilir. Bilindiği üzere, özellikle uçak yangınlarında bir çok insan duman ve zehirli gazlar nedeniyle hayatını kaybetmektedir. Örneğin pistte çarpışan uçaklarda çıkan yangınlar üzerine yapılan bir çalışmada, bu uçaklarda benzin yerine hidrojen kullanılması durumunda hiç kimsenin hayatını kaybetmeyeceği anlaşılmıştır. Hidrojenin güvenlik açsından diğer yakıtlara göre diğer bir üstünlüğü ise hidrojen alevinin ısı yaymasının çok daha az olması dolaysıyla etrafına daha az zarar vermesi ve yangının yayılmasına engel olmasıdır.

Fosil yakıtlardan yalnız doğrudan yakma ile enerji elde edilebilirken hidrojenden katalitik yanma, kimyasal dönüşün, doğrudan buhar üretimi ve en önemlisi elektrokimyasal dönüşüm yoluyla enerji temin etmek mümkündür. Yakıt pilleri (Fuel cell) olarak bilinen bu sistemlerle hidrojenden yüksek verimde elektrik enerjisi elde edilebilmektedir. Günümüzde yakıt pilleri artık diz üstü bilgisayarlardan, otomobil otobüs gibi taşıt araçlarından denizatlılara kadar hemen her yerde kullanılmaya başlanmıştır. Hidrojenle çalışan yüzlerce otomobil, otobüs ve diğer araçlar artık dünyanın her tarafında insan ve yük taşımaktadır.

Dünyada bir çok ülke önümüzdeki yıllarda hidrojen enerjisine geçiş için yoğun çalışmalar yapmaktadırlar. Ayrıca, sınırlı miktarda rezerve sahip fosil yakıtların 40-50 sene gibi çok kısa bir sürede tükeneceği gerçeği göz önüne alındığında zaten başka bir alternatif de bulunmamaktadır. Hidrojen enerjisi, ülkeleri petrol doğal gaz gibi yakıtların ithali konusunda dışa bağımlı olmaktan kurtardığı için “bağımsızlık yakıtı” olarak da adlandırılmaktadır. Nisan 2004 de Kaliforniya Valisi Arnold Schwarzenegger “Hidrojen Otoyolları” projesi çerçevesinde halen 12 adet olan hidrojen dolum istasyonu sayısını önümüzdeki 6 yılda 200’e çıkartmak için çalışma başlatmış ve bundan böyle her 30 km de hidrojenli arabalar için dolum istasyonları bulunacağı müjdesini vermiştir. Japonya önümüzdeki 20 yıl içinde 15 MİLYON hidrojenle çalışan otomobil imali için karar almış bulunmaktadır. Bu konuda dünyanın çeşitli ülkelerinden yüzlerce örnek vermek mümkündür.

Hidrojen enerjisi konusunda Türkiye’de de çok önemli adımlar atılmıştır. Uluslararası Hidrojen Enerjisi Birliği (IAHE) Başkanı ve Miami Üniversitesi Temiz Enerji Enstitüsü Direktörü, Türk bilim adamı Prof. Dr. T. Nejat Veziroğlu’nun uzun yıllar süren çabaları nihayet sonuç vermiş ve Dünyada tek olan “Birleşmiş Milletler Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi (UNIDO-ICHET) Mayıs 2004 yılında İstanbul’da kurularak çalışmalarına başlamıştır.

Türkiye bugüne kadar hızla gelişen teknolojiyi yakalamakta geç kalmış ve devamlı teknoloji ithal eden bir ülke konumuna gelmiştir. Hiç olmazsa enerji alanında bu konumdan çıkma şansı şimdi önümüzde durmaktadır. Artan enerji ihtiyacı ile bu ithalatın daha da artacağı kesindir. Türkiye’nin gelişmiş bir ülke konumuna gelmesi için fırsat önümüzdedir. Hidrojen enerji teknolojisinin ülkemizde geliştirilmesi hemen her sektörde yeni iş olanakları yaratacağı gibi bu yeni teknoloji ürünlerini dünya pazarlarına sunarak ülke ekonomisine büyük katkı sağlayacağı açıktır.