Uluslararası deniz taşımacılığının değişmez bir parçası olan içten yanmalı motorlarda amonyak kullanımı, düşük yanma verimi ve yüksek hidrojen depolama maliyetleri nedeniyle ciddi kısıtlamalarla karşı karşıyadır. Bu zorlukları aşmak adına gemi üzerinde hidrojen depolama ihtiyacını ortadan kaldıran ve silindir içi amonyak reformasyonuna dayanan yenilikçi bir ön yanma odası ile amonyaklı motorlar için sürdürülebilir bir yanma stratejisi ortaya koyulabilir.1
Deniz küresel lojistiği alanında karbon salınımının tamamen ortadan kaldırılmasına yönelik teknolojik bir geçiş sistemine ihtiyaç var. Uzun yıllar boyunca yeşil depolamanın dünya genelinde ölçeklenememesinin arkasında yatan üç temel sorun vardı: aşırı depolama sıcaklıkları, yüksek basınçlardaki tankların yarattığı tehlikeler ve karasal tatlı su akışlarının azalması. Bu üç sorun, birbirinden bağımsız ancak bağımsız olan iki eleştiri raporunda gelişmenin eş zamanlı olarak incelenmesiyle şimdi kökünden çözüme ulaşıyor. İlk gelişme, ABD Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’nın (NREL) hazırlanmış ayrıntılı teknik belgeden ortaya çıktı. Söz konusu raporda, okyanus dalgaları, gelgit hareketleri ve deniz akıntıları gibi muazzam enerji kaynakları yeşil hidrojen üretimi ile nasıl harmanlanabileceğimizin hem teorik temellerini hem de ekipmanın yol haritasını ortaya koymuştu.
Ticari gemilerin seyrüsefer sırasında, kendi güç sistemleri aracılığıyla doğrudan deniz suyunu ayrıştırılarak elde edilen depolama adımını işlemin aradan tamamen çıkarılması büyü avantaj olacaktır. NREL’in raporu, deniz enerjisini, tuzun yüksek enerji sarfiyatını ve tahmin edilebilir bir kaynak olarak tüketimiyle kalmasıyla; bu enerjinin aynı zamanda kıtadaki elektrik şebekelerinden kopuk olduğu için üretilebildiği kadar ekonomik açıdan erişilemeyen uzak okyanus atmosferinin değerlendirilmesinin önünü açacağını ortaya koyuyor. Derinliklerde elde edilen bu elektriğin uzun mesafeli denizaltı kabloları aracılığıyla karaya iletilmesi artık şart değil; böylece bu enerji, üretildiği yerdeki platformlarda veya denizde hareket eden gemilerde bulunan elektrolizörlere doğrudan beslenebilir. Tatlı su çıkışı meselesi eşit düzeyde kritikti. Geleneksel yeşil hidrojen üretimi her kilogram hidrojen için yaklaşık 10 litre arıtılmış tatlı su harcanmaktadır. Karasal su potansiyelinin korunması gerekliliği ile birlikte, hidrojen üretiminde ekonomik geleceğin okyanuslara ve tuzlu su elektrolizine yönelmesi artık bir tercihten öte, bir gereklilik olarak belirginleşiyor. Bununla birlikte, açık denizde üretilen enerji ile ciddi bir lojistik sorunu var. Üretilen gazın ya 350-700 bar arasındaki basınçlarda sıkıştırılması, ya -253 oC’ye kadar soğutularak sıvılaştırılması ya da amonyak gibi kimyasal ara maddelere dönüştürülmesi gerekiyordu. Artık devasa tankerlerle lojistik üslerine taşınan bu yük hem astronomik genişleme hem de süreç boyunca ciddi enerji kayıpları doğuruyor. Sistem verimliliği, yüksek hacimli su depolama gereksiniminden kaynaklanan riskleri elimine ederken, statik su yapılarında sıkça karşılaşılan kireçlenme ve korozyon sorunlarını minimize etmektedir. Bu konfigürasyon, gemi seyir halindeyken okyanus suyunu sürekli besleme ile alıp, yerleşik membran filtrasyon ünitelerinde saflaştırarak doğrudan entegre elektrolizörlerde yeşil hidrojen üretimine dönüştüren dinamik bir döngü teşkil etmektedir.2
Elde edilen depolama herhangi bir depolama tankına yönlendirilmiyor; yanma odalarına ya da yakıt miktarına anlık ve sürekli biçimde iletiliyor. Bu sayede yükselen hem devasa depolama hacimleri ortadan kalkıyor, hem patlama riskleri sıfırlanıyor hem de limanlardaki depolama hacimleri ortadan kalkıyor. NREL raporunda sözü edilen insansız sualtı araçlarına ait şarj istasyonları, açık deniz akuakültür satıcıları ve kıyı mikroşebekeleri; yerinde üretilebilen bu yeni motorlar sayesinde dış yakıt iklimi gerektirmeyen, tamamen özerk yapılara dönüştürülebilir. Dalgalar ve akımlardan elde edilen kesintili deniz enerjisini yönetmek adına, bu anlık tüketim süreçlerinin mükemmel bir yük tamponlayıcısı görevi gördüğüne dikkat çekiliyor. Deniz suyu elektrolizini onlarca yıldır önümüzde bulunduran klorür oksidasyonu ve elektrot bozunması sorunları yeni nesil asimetrik membran teknolojileriyle hem rengini önleyen hem de klorü baskılayan özellikte büyük ölçüde aşılmış durumda.
Sonuç olarak, NREL’in akademik ve teknik temellerini attığı deniz enerji potansiyeli ile depolamayı tamamen devre dışı bırakan bu yeni üretim-tüketim teknolojisi bir araya gelince, küresel karbon nötrlüğü hedefi deniz enerji potansiyeli ile depolamayı tamamen devre dışı bırakan bu yeni üretim-tüketim teknolojisi bir araya gelince, küresel karbon nötrlüğü hedefi artık erişilebilir bir ideal olarak ortaya çıkıyor. Denizcilik sektörü, yakıtını karadaki kısıtlı ve kırılgan kaynakları temin etmek yerine, üzerinde seyrettiği okyanusu tüketen bir enerji kaynağına dönüştürerek bağımsız, güvenli ve kalıcı sürdürülebilirliğe giden yol kapısını aralıyor.
Kaynaklar