Küresel hidrojen talebi 2021 yılında 94 milyon ton (Mt) olmuştur. 2030 yılına kadar bunun 115 Mt’a ulaşabileceği tahmin ediliyor1. Hidrojen üretim maliyetindeki rekabet arttıkça ve maliyetler düştükçe hidrojen talebinin de artması beklenmektedir.
Hidrojen, Dünya’da en fazla bulunan elementtir. Böyle olmasına rağmen hidrojen doğada direkt olarak bulunmaz. Su, fosil yakıtlar veya biyokütle gibi kaynaklardan üretilmesi gerekir. Bu üretimin gerçekleşebilmesi için enerji harcanması kaçınılmazdır.
Yenilenebilir enerjiye geçişin hızlandığı bir süreçte, hidrojen üretiminde çeşitli yollar keşfedilirken ekonomik performansını analiz edebilme yeteneği çok kritik bir değere sahiptir. Bu yeteneğe tekno-ekonomik analiz denmektedir. Tekno-ekonomik analiz, teknik ve finansal değişkenlere dayanarak sistemlerin işletme maliyetini, sermaye maliyetini ve gelirini analiz eder. Bu analiz sonuçları, teknolojilerin başarısının önündeki engelleri, birincil maliyet etkenlerini ve geri kalan araştırma ve geliştirme zorluklarını belirlemeye yardımcı olur.
Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) tarafından oluşturulmuş olan H2A-Lite isimli yeni basit hidrojen üretim analizi modeli, seçilen hidrojen üretim teknolojilerinin üst düzey tekno-ekonomik görünümünü sağlamaktadır. Model, aktif olarak geliştirilmekte olan bir dizi hidrojen analiz araçlarının bir parçasıdır.
NREL’de altyapı ve enerji depolama analizi kıdemli analisti Michael (Misho) Penev bir açıklamasında, “H2A-Lite, incelikli üretim senaryolarını gerçekten hesaplamanıza yardımcı olan üretim teknolojilerinin her biri hakkında süreç bilgileriyle titiz bir modeldir.” demiştir. Amerika Enerji Bakanlığı (DOE) da “Lite modelinde, bu çerçeveyi daha geniş bir izleyici grubu için daha erişilebilir hale getirmeye odaklanıyoruz.” açıklamasında bulunmuştur.
Günümüz hidrojen üretim yolları arasında elektrolitik, termokimyasal, doğrudan güneş enerjisi ile su ayırma ve biyolojik işlemler yer almaktadır. Bu teknolojilerin sahip oldukları çeşitli olgunluk aşamaları mevcuttur ve bu üretim yollarının hepsinde maliyeti düşürmek ve çevreden kaynaklanan etkileri en aza indirgemek üzerine çalışmalar yürütülmektedir2.
Hidrojen üretim analizini basitleştirme
H2A-Lite, H2A hidrojen üretim analizi modellerine ek olarak geliştirilmiştir. H2A, hidrojen üretim tekniklerinin detaylı bir biçimde tekno-ekonomik analizini yapmak üzere DOE ve NREL tarafından işbirliği yapılarak üretilmiştir. Resmi DOE vaka çalışmaları için kullanılmaktadır.
Kullanıcılar H2A-Lite içerisinde H2A’dan farklı olarak, sermaye, karakteristik ölçek ve işlemler üzerinden en az sayıda girdi (tercih edilen hidrojen üretim teknolojisi gibi) ile bazı çıkarımlar yapabilmektedir. Enerji ve hammadde fiyat tahminleri, Enerji Bilgi İdaresi’nin Yıllık Enerji Görünümü 2022 referans alınarak yapılmaktadır. H2A-Lite çıktı olarak, sera gazı ve temel kirletici gazların emisyonları dışında titiz bir şekilde mali analizlerden maliyet dökümü sağlamaktadır3.
H2A-Lite hidrojen üretim teknolojilerinin kapsamlı yönleri hakkındaki yerleşik varsayımlarını tamamen özelleştirilebilir. Modelin:
- 1. bölümü, tahmin edilen maliyetleri ve emisyon etkisini incelemek için üretim ve tedarik zinciri teknolojilerinin seçilmesini ve temel maliyet ve performans parametrelerinin manipüle edilmesini sağlar.
- 2. bölümü, kullanıcıların hidrojen besleme stok maliyeti, kullanımı ve donanım kullanımı için yıllık veri noktaları sağlamasına imkân sunar.
- Son bölüm ise seçilen hidrojen üretim teknolojisinin yıllık öngörülen gelir tablolarının, nakit akış tablolarının ve bilançolarının bir özetini sunar.
Kaynaklar
- https://www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-2022
- https://techxplore.com/news/2022-12-hydrogen-production-analysis.html
- https://www.nrel.gov/hydrogen/h2a-lite.html