Hidrojen Kullanımında Güvenlik Ve Çevre:

1--Hidrojen diğer yakıtlardan farklı güvenlik donanımı ve prosedürü gerektirse de onlardan daha fazla tehlikeli değildir. Dünyada hidrojen zaten petrol ve kimya endüstrisinde veya başka yerlerde güvenle kullanılmaktadır. Hidrojen güvenlik sıralamasında propan ve metanın (doğal gaz) arasındadır.

2--Hidrojenin fiziksel özelliklerinden dolayı güvenlik karakteri diğer yakıtlardan oldukça farklıdır. Hidrojen düşük yoğunluklu olduğundan bir kaçak anında yer seviyesinde birikinti halinde kalmayarak atmosferde yükselir ve dağılır. Bu durumda iyi havalandırma uygulanarak güvenlik artırılabilir.

2.1--Düşük yoğunluklu olması demek aynı zamanda belirli bir hacimde patlayan diğer yakıtlardan daha az enerji verecek demektir. Ayrıca hidrojen diğer yakıtlardan daha hızlı yayılır, böylece tehlike seviyesi de azalmış olur. Hidrojen gazolin, propan veya doğal gazdan daha hafiftir.

3--Gazolin veya doğal gaz ile karşılaştırıldığında hidrojenin patlama yapması için havada daha yüksek derişimde bulunması gerekir. Patlama için yakıt/hava oranı hidrojen için %13-18'dir ve bu oran doğal gazın sahip olduğu orandan 2 kat, gazolinin sahip olduğundan 12 kat büyüktür.

3.1--Yakıtlar içerisinde hidrojen birim depolanan enerji başına en düşük patlama enerjisine sahiptir. Belirli bir hacimdeki hidrojen aynı hacimdeki gazolin buharından 22 kat daha az patlama enerjisine sahiptir.

4--Hidrojenin yanması için havada hacimce %4-%75 arasında olması gerekir. Bu aralık diğer yakıtlarda düşüktür.

4.1--Örneğin doğal gaz için %5,3-15, propan için %2,1-10 ve gazolin için %1-7,8'dir.

4.2--Herhangi bir kaçak anında hidrojenin en düşük tutuşma sınırı gazolininkinden 4 kat, propanınkinden 1,9 kat ve doğal gazınkinden de çok az büyüktür.

4.3--Böylece hidrojenin geniş bir derişim aralığında düşük tutuşma sıcaklığı ve tutuşturuculuğu özellikle garaj gibi kapalı mekanlarda yangın tehlikesini azaltır. Hidrojen temiz ve kokusuz olduğu için sızıntısı gazolin veya diğer yakıtlara göre daha az fark edilecektir.

4.4--Hatta yanan hidrojenin alevi görülmez. Ancak sızıntı belirleme teknikleri vardır ve öncelikle de araştırılmaktadır. Ayrıca doğal gaza uygulandığı gibi kokulu bir maddenin veya renklendiricinin veya her ikisinin hidrojene eklenmesi yapılabilir. Ancak yapılacak herhangi bir ekleme saf hidrojenin çevresel açıdan temizliğini bozar.

5--Hidrojen Enerjisinin Çevresel Yönü:

5.1--Hidrojen kullanımı çok temiz bir yakıttır. Hidrojenin yanması veya yakıt hücresinde tüketilmesi sonucu son ürün olarak sadece su üretilir. Yanma yüksek sıcaklıkta olursa havadaki azot ve oksijenden NOx oluşabilir. Ancak bu sorun diğer yakıtlarla aynıdır ve kontrol edilebilir.

5.2--Diğer yakıtların aksine hidrojen elementlerden üretilen kirletici içermez. Bu nedenle de SO2, CO, CO2, uçucu organik kimyasallar oluşmaz

5.3--Hidrojenin fosil yakıt kullanarak buhar iyileştirme ile üretilirse oluşacak karbondioksit miktarı fosil yakıt direkt yakıldığında oluşacak emisyon miktarından yüksektir. Ayrıca buhar iyileştirmede kükürt gibi fosil yakıtın içerdiği safsızlıklarda kirletici emisyona neden olmaktadır.

5.4--Elektroliz yöntemi kullanıldığında ise elektroliz işleminin sürebilmesi için gerekli elektriğin ne şekilde temin edildiği önem taşımaktadır. Hidrojenin biyokütleden, solar enerjiden veya diğer yenilenebilir kaynaklardan üretimi emisyon miktarını azaltır .

5.5--Uçaklarda hidrojenin kullanımı sonucunda oluşacak su buharı emisyonu tehlikeli olabilir. Ortalama yükseklik ve enleme bağlı olarak buz bulutları oluşur ve bu bulutlarda sera etkisine ve ozon tüketimine neden olurlar. NOx oluşumu ise alev sıcaklığına ve zamana bağlıdır.

5.6--Hidrojen geniş bir aralıkta alev alma sıcaklığına sahip olduğundan NOx emisyonu motor tasarımları değiştirilerek azaltılabilir.

5.7--Dünyada deniz ve nehirlerden su buharlaşması yılda yaklaşık 5.1014m3'tür. Eğer günümüzde insanlığın toplam enerji tüketimi olan 11TW hidrojen ile sağlanırsa yıllık su buharlaşması yaklaşık 2.5.1010m3 olur. Bu değer doğal buharlaşmanın 1/20 000'idir.

5.8--Hava kirliliğinin insan sağlığı üzerindeki etkileri düşünüldüğünde, fosil yakıt yerine hidrojen kullanılması ile fiziksel sağlık şartlarında da iyileşmeler olacaktır. Enerji üretimi sırasında CO2 emisyonunun azalması veya atmosferdeki CO2 derişiminin düşürülmesi sağlanabilir.

5.8.1--Atmosferdeki CO2 derişiminin düşürülmesi teknik ve ekonomik olarak solar fotosentez ile sağlanabilir.

5.9--Atmosferde CO2 derişimi 2050 yılında 520 ppm'e ulaşacaktır. Ancak hidrojen kullanılırsa bu senaryo değişebilecektir.solar hidrojene geçiş 25 yıl gecikirse karbon dioksit 2070 yılında yaklaşık 620ppm'e kadar yükselir. Eğer hidrojene geçiş 2050 yılında olursa bu geçişin hiç pozitif etkisi olmaz.

6—Yorum:

1--Atmosferdeki değişim yorumlanırsa Küresel iklim değişimi kışın dünyayı soğutmaya yağışlı hale getirmeye çalışırken-küresel ısınma yazların daha sıcak kurak yangınlı ve daha az yağışlı geçmesine yol açtığı düşünülebilir.Sonuçta tahtrevallininin bir ucunda iklim değişimi diğer ucunda küresel ısınma arada dünya bir o tarafa bir bu tarafa doğru yuvarlanıyor.Temiz yakıtlara geçiş önemli.

2—Hidrojen küresel enerji taşıyıcısı olarak yerini alırsa hidrojen kullanımına bağlı sera gazı olan su buharı üretimi doğal buhar oluşumunun 1/20.000 kadar olması oldukça önemli.

Kaynak: Hidrojen Enerjisi: Depolanması, Güvenliği, Çevresel Etkisi Ve Dünyadaki Durumu-Ümran TEZCAN ÜN-Anadolu Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü