DÜNYADA VE TÜRKİYEDE HİDROJEN ENERJİSİ ÖNEMİ VE  UYGULAMALARI

Abdurrahim BARIN

Türkiye Ulaş İş Sendikası   Gn.Bşk.

tugra113@gmail.com

Özet:

Yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. 

Hidrojen gazı hem en yüksek birim enerjiye sahip olması hem de çevre dostu olması sebebiyle

en önemli temiz enerji kaynağıdır.

Araçlarda petrol yerine yakıt olarak kullanılabilir olması,

evlerde ve  fabrikalarda doğalgaz kullanılan tüm alanlarda kolaylıkla kullanılması ve

elektrik enerjisi elde edilebilmesi yönlerinden son derece stratejik öneme sahiptir. 

Güneş, rüzgâr ve diğer temiz enerji kaynaklarıyla hidrojen arasında oluşturulacak

melez (hibrit) enerji üretim sistemleri gelecek açısından hayati öneme sahiptir.

Hidrojenin öneminin ve kullanımının artması

fosil yakıtlara olan ihtiyacı aza indirirken

yaşanılabilir ve sürdürülebilir bir dünya oluşumuna katkı sağlayacaktır.  

 
DÜNYA HİDROJEN ENERJİ MRK. BŞK. I.A.H.E. 
 .Prof.Dr.Nejat VEZİROĞLU ;  

 

ÜLkemizin Ekonomik Bağısızlık Şartı Dediği  
 
BM.Hidrojen Enerji Mrk. İSTANBUL da Kurarak,  
 

TÜRKİYE mizi  Dünya Hidrojen Enerjisi alanında  
 
Lider  Ülke yapma çalışmalarını 2004-2008 yılları arasında sürdürmüştür.  
 
Tanıtım konularında nacizane katkılarım olmuştur.  
 
Birtakım güçler nedeniyle  Merkez Açılamamış ,  işlevlerini yerine  
 
getirememiştir.. Başkan. ABD ye Dönmüştür. 
 
Bu çalışmada hidrojen enerjisi hakkında genel bilgiler verilmeye çalışılmış,

dünyanın ve Türkiye'nin hidrojen enerjisi potansiyelleri karşılaştırılmaya çalışılmıştır.

Ekonomik büyüme ve toplum refa

ının en önemli göstergesi enerji kullanımıdır.

Ulusların

yaşam standardı tükettikleri enerji ile doğru orantılıdır.

Tüketilen enerji söz konusu olduğunda,

enerjinin elde edilişi de o nispette önem arz etmektedir.

Günümüzde dünyadaki enerjilerin büyük bölümü fosil kaynaklardan sağlanmaktadır.

Fosil kaynakların tükenmeye yüz tuttuğu günümüzde

yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmekten başka çare bulunmamaktadır.

Söz konusu "Yenilenebilir Enerji" olduğunda

geleceğin enerji kaynağı olan

"Hidrojen Enerjisi"

şüphesiz en başta akla gelen enerji kaynağı olacaktır.  

İnsanoğlu var olduğu ve güneş dünyayı ısıttığı müddetçe  

 hidrojen hep var olacak ve hiç bir zaman tükenmeyecektir.

Hidrojenin ana bileşeni su olduğundan

dünyanın her yeri hidrojen deposu veya kaynağı açısından eşit şartlara sahiptir.  

Hidrojenin yanması sonucu çıkardığı atığın  

çevreye zararı yok sayılabilecek seviyededir ve en önemli atığı su'dur.  

Hidrojen bünyesinde yüksek enerji bulundurmasna rağmen,  

birincil enerji kaynağı olarak kullanılamamaktadır.  

Doğada serbest halde hidrojen bulunmadığından en önemli problem  

hidrojen eldesinin hangi yöntemle, nasıl elde edileceğidir.   

Günümüzde hidrojenden etkin yararlanılamamasının temel sebebi de budur.  

Suyun çeşitli kimyasal süreçlerden geçirilmek sureti ile önce  

hidrojenin sonrada hidrojenden enerji elde edilmesi   

ekonomik bir takım zorlukları beraberinde getirmektedir.

Gelişen teknoloji ve bilime paralel olarak

hidrojen elde etmek için harcanan enerji gittikçe azalırken,   

hidrojenden elde edilen enerjinin hem miktarı hem de verimi artmaktadır.

Gelecekte bu fark daha çok büyüyeceğinden,

hidrojen enerjisi vazgeçilmez bir kaynak olacaktır.  
 

Merkezi İstanbul'da olan

Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi'nin(ICHET)

ve Birleşmiş Milletler Sanayi Kalkınma Örgütü'nün(UNIDO)  

 

hidrojen enerjisi hakkındaki öngörüsü  

2074 yılına kadar tamamen bu tür enerjiye geçilmiş olacağı yönündedir  

2. Hidrojen Üretim Teknikleri

Hidrojen üretimi temelde kullan

ılan enerjiye göre iki kısma ayrılabilir.  

Bunlardan birincisi fosil kaynaklardan elde edilen hidrojendir.  

Örneğin fosil kaynaklardan yılda 500- 600x109 m3 hidrojen üretilmektedir.[1]  

Diğeri ise yenilenebilir enerji kaynakları ile  

melez (hibrit) sistemler kurularak üretilen hidrojendir.  

Fosil kaynakların çevreye olan zararları ve  

bir gün tükenecek olması düşünüldüğünde   

yenilenebilir enerji kaynaklarıyla bütünleşmiş  

hidrojen üretim sistemlerinin geliştirilmesine önem verilmelidir. 

Güneş

-Hidrojen Sistemleri

Birincil enerji kaynğı olarak güneş enerjisi kullanarak hidrojen elde etmenin birçok yöntemi vardır. 

Sorun, güneş enerjisinden en iyi usulle hidrojen üretiminin ne şekilde olması gerektiğidir.

En iyi yöntem en düşük maliyet kullanılarak hidrojen açığa çıkarmaktır.

Hidrojenin güneş enerjisi kullanımı ile üretilmesi, hem çevre, hem de ekonomik yönden

büyük bir üstünlük sağlamaktadır. Güneşten elde edilecek enerjinin maliyeti gelişen

sistemlerle birlikte çok düşük olabilecektir. Ülkemizin güneşlenme haritası da göz önünealındığında bu sistemin verimliliğinin çok fazla olması beklenmektedir. 

Fosil yakıtların yakın bir gelecekte tükeneceği gerçeği de göz önüne alındığında, s

on yıllarda çalışmalar güneşhidrojen sistemi üzerinde yoğunlaşmıştır.

Güneş-hidrojen sistemi son derece temiz ve Güvenli bir enerji üretim yoludur.

Bu sistemler ısıl yöntemler ve fotonsal yöntemler olmak üzere ikiye ayrılır.

Gelişmeler daha çok ısıl yöntemler üzerine yoğunlaşmıştır.

Fotonsal yöntemler henüz tam manasıyla gelişme gösterememiş ve  
 

uygulanma olanağına sahip olamamışlardır [2].

Isıl Yöntemler

Isıl işlemde, güneş enerjisi önce ısıya çevrilerek ya bu ısı enerjisinden yararlanılır veya

enerji değişik çevrimler ile mekanik ya da elektrik enerjisine dönüştürülür.  

Isıl yöntemler;

Güneş pilleri - elektroliz yöntemi, güneş-buhar güç çevrimi-elektroliz yöntemi, güneşbuhar

güç çevrimi-elektroliz yöntemi

olarak sınıflandırılabilir. Şekil 2’de bu yöntemlerle 1

kW enerjiye sahip hidrojen elde ediliş yöntemleri ve gereksinim duyulan enerjiler gösterilmiştir.

Şekil 2: Güneş pilleri (PV) kullanılarak güneş enerjisinden hidrojen üretim şeması

Şekil 3: Buhar-güç çevrimi kullanarak güneş enerjisinden hidrojen üretimi şeması  

3. Depolama

Hidrojen gaz veya sıvı olarak saf halde tanklarda depolanabileceği gibi,

fiziksel olarak nano-tüplerde veya kimyasal olarak hidrür şeklinde depolanabilmektedir.

Hidrojenin yanıcı özelliğinin çok fazla olması sebebiyle depolamada güvenlik çok önem arz etmektedir. 

  

Ayrıca taşıtlarda kullanılması için bu depolamanın yeterince hafif de olması gerekmektedir.

Hidrojenin belki de en önemli özelliği depolanabilirliği.

Günümüzde büyük miktarlarda enerji depolamak için hâlâ uygun bir yöntem bulunamamış olması,   

hidrojenin önemini daha da arttırmaktadır.

Bir örnek verilecek olursa,

eğer bugün hidro-elektrik santrallerinden elde edilen enerjinin depolanması mümkün olsaydı,

enerji sorunu büyük  ölçüde çözülmüş olurdu.

Bu yaklaşım hidro-elektrik santrallerinin belirli yoğunlukta sürekli çalışmasını esas almakta,

ihtiyaç fazlası enerji ise suyun elektrolizi ile hidrojen üretiminde değerlendirilmekte ve  

bu şekilde enerji depolanabilmektedir [3]. Hidrojen depolamada kullanyöntemler şunlardır.

Tanklarda Depolama,

Nano-tüplerde Depolama,

Metal Hidrürlerde Depolama, 

   

Alanatlarda Depolama,

Bor Esaslı Depolama.

4. Hidrojenin Taşınması

Yapılan araştırmalar hidrojen gazı, doğal gaz veya hava gazına benzer olarak borular

aracılıyla her yere kolaylıkla ve güvenli olarak taşınabileceğini göstermektedir.  

Doğal gaz için kurulan yer altı boru dağıtım ağının ileride çok az bir değişiklikle hidrojen içinde kullanılması

olanaklıdır. Boru hatları dışında hidrojen, basınçlı gaz olarak veya sıvılaştırarak tüplere konup

tankerlerle taşınabilir.

Çift çeperli yalıtılmış 25 m3 hacmindeki tanklara konulan sıvılaştırmış hidrojen,  

karayolu ile  

yine benzer şekilde 130 m3 hacminde tanklara konulan sıvı hidrojen ise demiryolu ile taşınabilmektedir.   

Yakıtıt Pilleri

Yakıt pili (yakıt hücresi),

enerji üretiminde kullanılan

verimli, sessiz, çevre ile uyumlu ve elektro-kimyasal ilkelerle

yakıt enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren güç üretim elemanıdır.

Şekil 5: Şematik Yakıt Pili

Yakıt pillerinin kullanım amacı şöyle sıralanabilir.

• Yakıt pilleri doğrudan hidrojendeki kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çevirerek

oluşan saf suyu sadece üretimde kullanılabilecek potansiyel ısıya çevirebilecek bir

yapıya sahiptir,

• Hidrojen destekli yakt pilleri sadece temiz bir teknoloji değil 

aynı zamanda geleneksel yakıt teknolojilerinden 

2-3 kat daha verimlidir,

• Geleneksel yanma tabanlı bir güç istasyonu

elektrik üretmeyi genel olarak %33-35 verimlilikte sağlarken,

yakıt pili sistemleri elektrik üretim etkinliğini %60'ı aşan bir orana çıkarabilir,

• Geleneksel arabalardaki benzin deposu

normal sürüş koşulları altında aracı hareket ettiren gücü sağlayan kimyasal enerjiyi %20 den daha az 

etkin olarak çevirmektedir.

Elektrik motoru kullanan hidrojen yakıt pilli araçların enerji verimliliği çok daha

fazladır ve içten yanmalı benzin deposuna sahip araçlara kıyasla yakıt tüketimi %50

daha düşüktür, 

  Ek olarak yakıt pilleri daha az hareket eden parçaya sahip olup

sessiz çalışan ve pek çok uygulamaya uygun yapıdadır [4].

6. Dünya'da Hidrojen Enerjisi

Amerika'da yakıt pillerini çeşitli yönleriyle inceleyen 200'den fazla araştırma NASA

tarafından desteklenmiştir. Bugün, Apollo ve Space Shuttle görevlerinde güvenli olarak

elektrik (ve su) sağlamış olmaları nedeniyle, yakıt pilleri uzaydaki rollerini ispatlamış bulunmaktadır.

Bu çalışmalar, 1960'larda, yakıt pillerinin dünyanın enerji problemlerinin

tümüne çözüm olabileceği tahminlerine yol açmış ve 1970'li yıllarda çalışmalara başlanmış,

2000'li yıllarda ülkelerin enerji politikalarında önemli yer tutmaya başlamıştır [5].

Brezilya ve Güney Amerika'da en büyük hidro-güç tesisi

Haipu'da kurularak

elektrolitik hidrojen üretilmektedir.

Japonya'da WE-NET (World Energy Network) projesi ile Tokyo metropoliten bölgesinde

hidrojen kullanmı ile oluşacak azot oksit salımlarındaki (emisyonundaki) azalma

potansiyeli araştırılmaktadır. WE-NET Programı

  
 

Japonya'nın Uluslar Arası Ticaret ve Endüstri Bakanlığı’nca desteklenmektedir.

Bu  kadar 4 milyar $'lık bir bütçe ayırmıştır.  

Gelecekte de Pasifik elektrolizle hidrojen üretmeyi planlamaktadırlar. Ayrıca,   

Japonya önümüzdeki 20 yıl içinde  

15 milyon hidrojenle çalışan otomobil üretimi için karar almış bulunmaktadır.

Halen Japonya'da Tokyo Electric Company tarafından kurulan  

11 MW'lık elektrik santrali Rokko adasının elektrik ve ısı ihtiyacını karşılamakla birlikte

,

kapasiteleri 50 ile 500 MW arasnda değişen yüzlerce yakıt pilli tesis bulunmaktadır.  

Sadece Tokyo'da şehrin elektrik ihtiyacının 40.000 kW'lık bölümü  

hidrojen enerji sistemlerinden sağlanmaktadır.

Honda araştırma ve geliştirme bölümü doğal gazdan yakıt pilli araçlar için 

hidrojen üreten, elde edilen elektriğin ve sıcak suyun yine  

üretildiği evde kullanımını sağlayan "Hidrojen Ev Enerji İstasyonu" (HEİ) adlı proje başlatmıştır.    

Proje çerçevesinde California'da   

deneysel amaçlı kurulan evde çalışmalar hidrojen üretimi,  

depolanması ve yakıt olarakkullanılması gerçekleştirilecektir [6].  

Almanya'da Münih havaalanında çalışan otomobil ve otobüslerin   

hidrojen enerjisi kullanması yönündeki projenin yanı sıra  
 

   

Neurenburg yakınlarında mini bir hidrojen enerji sisteminin kurulduğu bir  
 
program yürütülmektedir.  

Solar-Wasserstoff-Bayern  

burada güneş hidrojen tesisi, depolama sistemi ve hidrojen kullanma sistemleri  
 
kurmuştur.   
 

Almanya ayrıca Suudi Arabistan ile ortak yürüttüğü   
 

Hysolar programı ile Suudi Arabistan'ın Riyad yakınında  

güneş-hidrojen üretim tesisi kurmayı planlanmaktadır.   
 

Suudi Arabistan hidrojeni ihraç edecektir.   

Ayrıca Almanya 1800 km’lik Hidrojen Otoyolu ile önemli şehirleri arasında   

hidrojenli taşıtları ile yolculuk yapanlara yakıtlarını doldurabilecekleri  

hidrojen pompa istasyonları inşa etmektedir.  

İzlanda'da hükümet, üniversiteler, taşıma şirketleri, fabrikalar ve çok uluslu otomobil ve petrol şirketleri   

konsorsiyumu oluşturulmuş ve    

2030 yılına kadar İzlanda'nın tamamen hidrojen enerjisine geçmesi planlanmıştır.  

Dünyanın ilk hidrojen dolum istasyonu Shell tarafından İzlanda'da açılmıştır.  

Bunlara ilave olarak İspanya'da INTA solar hidrojen tesisi,

İtalya, Almanya, Norveç'te SAPHYS küçük ölçekli fotovoltaik-hidrojen enerji sistemi ve

  
 

Almanya'da PHOEBUS pilot tesisi gibi birçok proje yürütülmektedir [7].

Günümüzde hidrojenle çalışan yüzlerce otomobil, otobüs ve diğer araçlar artık

dünyanın her tarafında insan ve yük taşımaktadır.  

Airbus şirketi yakın gelecekte hidrojenle çalışan uçakları işletmeye alacağını duyurmuştur.  

Nisan 2004 de Kaliforniya'da “HidrojenOtoyolları” hidrojen dolum istasyonu sayısı  

6 yılda 200’e çıkartılmak istenmektedir.  

Diğer uluslararası başarılı program Avrupa ve Kanada arasındaki Euro-Quebec'tir.   

Bu programda nispeten ucuz olan hidro-güçten üretilerek Kanada'dan Avrupa'ya ithal edilecek  

sıvı hidrojenin deniz aşırı taşınımı, depolanması araştırılmaktadır.  

7. Türkiye'de Hidrojen Enerjisi 
 
Dünyada  bu gelişmeler olurken , 
 
Ülkemizdeki çalışmalar bazı engellerle karşılaşmıştır 
 

www.hidrojenenerjihareketi.tr

Ülkemizde hidrojen alanındaki

çalışmalar ve araştırmalar özellikle son yıllarda ivme kazanmıştır.  

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 meydana getirecektir.   

Hidrojen kaynaklar çok zengin olan Türkiye, önümüzdeki yıllarda bilimsel, ekonomik ve politik  

değer kazanacaktır.  

Petrol bölgeleri gözden düşerken,  

coğrafi konumuyla hidrojen zengini olan Türkiye’nin adeta   

yıldızı parlayacaktır.   

Türkiye’nin petrol, doğal gaz ve kömür gibi fosil yakıt kaynakları yönünden  
 
fakir bir ülke olmasına karşın,  

güneş, rüzgâr ve jeotermal gibi   

temiz enerji kaynakları yönünden son derece zengin bir ülke olduğu  

tüm dünyaca bilinmektedir.    
 

***Hidrojen enerjisinin Türkiye için tarihi ve büyük bir fırsattır. *** 
  

***Hidrojen enerjisi ile dünya enerjisinin kalbi Türkiye’de atacaktır. ***  

Türkiye’nin 7. Beş Yıllık Kalkınma Planı

Genel Enerji Özel İhtisas Komisyonu   
 

hidrojen teknolojisine kısaca değinmekle birlikte,   

***Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu ***  

tarafından saptanan,  

1993-2003 yılı ulusal bilim ve teknoloji politikasında  

***hidrojen yakıtına yer verilmemiştir. ***  

***Hidrojen konusu üniversitelerimiz ve araştırma kuruluşlarımızda  

***çok sınırlı bir biçimde ele alınmaktadır. ***  

TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi’nde   

hidrojen alanında uluslararası enerji ajansı programları kapsamında   

çalışma başlatılmak istenmişse de,  

söz konusu işbirliği 1996 yılında kesilmiştir.  

Şimdi,

Birleşmiş Milletler Endüstri Geliştirme Organizasyonu (UNIDO) desteği ile

Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi (ICHET) projesi kapsamında,  

İstanbul’da Hidrojen Enstitüsü kurulmuştur.  

20-22 Kasım 1996 tarihinde Viyana’da yapılan  

16. UNIDO Endüstriyel Kalkınma Kurulu Toplantısı’nda UNIDO işbirliği ile ülkemizde  

ICHET kurulması kararı alınmıştır.   

Buna göre, UNIDO hukuksal çerçevede özerk olarak çalışmalarını sürdürmektedir.  
 

ICHET’in tasarlanan amacı, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkeler arasında

hidrojen teknolojileri köprüsünü  oluşturmak, hidrojen teknolojilerinin geliştirilmesini 

uygulamalı AR-GE çalışmalarını yapmaktır.

ICHET’in

işlevleri kısa ve uzun dönemli eğitim vermek, bilimsel toplantılar düzenlemek,

danışmanlıkhizmetleri sunmak ve benzeri kuruluşlarla işbirliği oluşturmaktır  

. Merkezin çalışma konuları arasında   

hidrojen enerjisi politikaları,

hidrojen ekonomisi, 

enerji ve çevre,

hidrojen üretim teknolojileri,

hidrojen depolamateknikleri,

hidrojen uygulamaları  bulunacaktır.   

Türkiye, ilk 5 yıllık dönem için arazi, tesis, ilk yatırım ekipmanı ve işletme faaliyetlerini finanse etmek üzere  

40 milyon USD hibe etmiştir.

ICHET projesi

Türkiye’nin hidrojen çağına tutarlı biçimde adım atmasını sağlamıştır.

Türkiye’ye fayda ve üretim kazandıracak önemli bir girişimdir [8]. 

ICHET ilk hidrojen dolum tesisini Eyüp-Feshane arasında açmayı planlamaktadır.

2010 yılı sonuna kadar hizmete girecek olan istasyonda kullanılmak üzere

otobüs ve otomobil siparişi verilmiştir.  

ICHET hidrojenli otobüsle topluma ve dünyaya örnek olmayı hedeflemektedir.  

ICHET bugüne kadar 5 somut projeyi hayata geçirirken  

bunlardan enönemlisi  

***Feshane hidrojen dolum tesisidir. ***  

Bu tesiste 350 bar basınca kadar hidrojen dolumu yapılabilecektir.   

Türkiye, Avrupa'da Norveç, İzlanda ve Almanya'dan sonra hidrojenistasyonu açan  

*** ilk ülkelerden biri olacaktır ***[5].

***2010 yılı içerisinde hizmete açılacak bu dolum tesisi***  

*** hidrojenle çalışan belediye otobüsü ***  

ve otomobillerin yanı sıra   

***Haliç'te ve boğazda hidrojenle çalışan gemilere hizmet vermesi planlanmaktadır.  

*** IDO hidrojenli gemiler konusundaki çalışmalarını sürdürülmektedir.  

 
Sempozyumun gerçekleştiği bugün 02/12/2011 itibarıyla  

 

Merkezle ilgili  bürokratik engellerin kallkmaması ,Prof.Dr. VEZİROĞLU nun  

 

ABD dönmesinden sonra  

 
Hem Mrk Açılamaması -hemde birçok projenin  aksamasına  neden olmuştur.

Türkiye’de hidrojen yakıtı üretiminde kullanılabilecek olası kaynaklar arasında

hidrolik enerji, güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, deniz-dalga enerjisi, jeotermal enerji bulunmaktadır ve    

Türkiye gibi gelişme sürecinde ve teknolojik geçiş

aşamasındaki ülkeler açısından, uzun dönemde fotovoltaik güneş-hidrojen sistemi uygun

görülmektedir. 

Türkiye’nin hidrojen üretimi açısından bir şansı, uzun bir kıyı şeridi olan

Karadeniz’in tabanında kimyasal biçimde depolanmış hidrojen bulunmasıdır.  

Karadeniz’in suyunun %90’ı anaerobiktir ve H2S (hidrojen-sülfür) içermektedir.

TÜRKİYENİN 100 YILLIK İHTİYACI OLAN ENERJİ POTANSİYELİ VARDIR

8. Sonuç

Bitkiler, su, kömür veya doğalgaz gibi kaynaklardan elde edilen hidrojen, enerji

kaynağından çok bir enerji taşıyıcısı olarak düşünülmektedir. Hidrojen kolayca ve güvenli

olarak her yere taşınabilen, taşınması sırasında az enerji kaybı olan, sanayide, evlerde ve

taşıtlarda kullanılabilen bir yakıttır. Hidrojen enerjisi alanında çeşitli ülkelerin işbirliği sonucu

hidrojenin üretim, dağıtım kullanımı mutlak uygulanmalıdır