Sürdürülebilir bir enerji sistemi, rüzgâr türbinleri ve güneş panelleri inşa etmekten çok daha fazlasıdır. Tüm enerji sisteminin elden geçirilmesi gerekir. Ana sorunlardan biri ise en çok ihtiyaç duyduğumuz yerlerde, yeterince ucuz yenilenebilir enerji üretemememizdir. Ucuz sürdürülebilir elektriği, su elektrolizi yoluyla hidrojene dönüştürerek sürdürülebilir enerjiyi doğru yer ve zamanda enerji talebine ulaştırmak mümkün hâle geliyor. Peki hidrojen başka ne getirebilir?
Hidrojen döngüsel bir enerji taşıyıcısıdır. Su elektrolizi yoluyla hidrojen üretimi, elbette suya ihtiyaç duyar. Bu nedenle, birçok kişi hidrojen üretimi ne kadar su tüketir, bu su mevcut mudur ve içme veya sulama suyu tedarikiyle rekabet etmez mi, gibi sorular soruyor. Ancak hidrojen üretimi ve kullanımı hiç su tüketmez. Su elektrolizi yoluyla hidrojen üretmek için kullandığımız su, hidrojeni elektrik ve/veya ısı üretmek için kullandığımızda geri gelir. Bir kilogram hidrojen üretmek için dokuz litre çok temiz suya ihtiyacımız vardır. Ancak bir kilogram hidrojeni elektrik ve/veya ısı üretmek için kullandığımızda, dokuz litre çok temiz suyu geri alırsınız.
Örnek olarak, yakıt hücreli bir araçla 100 kilometre yol aldığımızda, bir kilogram hidrojen kullanıyoruz ve dokuz litre çok temiz su üretiyoruz. Bu da bir kişi için üç gün yetecek içme suyu demektir. Dolayısıyla sudan üretilen hidrojen, su kullanmayan döngüsel bir enerji taşıyıcısıdır. Aslında hidrojenle sadece enerji değil, aynı zamanda temiz suyu da dünyanın dört bir yanına taşıyabilirsiniz.
Yeşil Hidrojen ve İçme Suyu İçin Deniz Suyu
Hidrojen üretilirken ve kullanılırken net su tüketimi söz konusu değildir, ancak soru hâlâ devam etmektedir; örneğin çöllerde su elektrolizi yoluyla hidrojen üretmek için suyu nasıl elde edeceğiz? Cevap: Okyanuslardan. Ancak bu sefer bir sonraki soru ortaya çıkıyor: Bu pahalı değil mi? Deniz suyundan içme suyu elde etme teknolojisi, ters osmozdur. Ters osmoz, basınç ve içinden sadece su moleküllerinin geçtiği bir membran kullanarak deniz suyundaki tuzları ve diğer safsızlıkları ayırır. İçme suyu üretiminin yanı sıra tuzlu su adı verilen daha tuzlu bir atık su akışı da üretilir. Bu tuzlu su normalde okyanusa geri pompalanır. Çölde, kıyıdan bin kilometre uzaklıkta çok GW’lık bir hidrojen üretim sahası için su tedarik maliyetini analiz ettik. Su elektrolizi yoluyla hidrojen üretimi çok temiz, demineralize su gerektirir. Demineralize su yapmak için önce ters osmoz, ardından sürekli elektro de-iyonizasyon uygulanır. Bu işlem 3-4 kWh elektrik gerektirir ve 1 metreküp demineralize su üretmek için yaklaşık 2 euro’ya mal olur. Deniz suyunun bin kilometreyi aşan taşıma maliyeti ve tuzlu suyun okyanusa geri taşıma maliyeti, metreküp başına 2 euro’dur. Toplamda bir metreküp demineralize su maliyeti 4 euro’dur. Ancak, bir metreküp demineralize suyla 100 kilogram hidrojen üretebiliriz. Dolayısıyla, 1 kilogram hidrojen için su maliyeti kilogram başına 4 euro senttir ve bu da toplam hidrojen üretim maliyetinin sadece yüzde birkaçıdır.
Hidrojen üretimi için demineralize su üretmek üzere deniz suyunu çöle taşırsak, sadece küçük bir boru hattına ihtiyacımız olur. Ekstra malzeme için marjinal maliyetle daha büyük bir boru hattı kolayca kurulabilir. Böylece içme ve sulama suyu da üretebiliriz. Bu da çölde yaşamayı, mahsul yetiştirmeyi ve daha pek çok şeyi mümkün kılıyor.
Malzemeler ve Kimyasallar İçin Deniz Suyu
Daha tuzlu atık su olan tuzlu suyun okyanusa geri taşınmasına gerek yoktur. Tuzlu su hacimleri o kadar büyüktür ki tuzlu su madenciliği ilginç hâle gelir. Deniz suyunda piller, tuzlar ve kimyasallar için lityum ve rubidyum gibi çeşitli değerli elementler bulabilirsiniz. Örneğin deniz suyundaki lityum konsantrasyonu litre başına 0,1 miligramdır, bu da 1 kilogram lityum üretmek için 10 milyon litre deniz suyuna ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Tuzlu su her türlü malzemenin kaynağına dönüşür.
Çevresel açıdan bakıldığında, büyük miktarlarda tuzlu suyun okyanusa boşaltılmaması, özellikle de mercan resifleri gibi hassas doğa alanlarında boşaltılmaması daha iyidir. Tuzlu su madenciliğini, kalan suyun güneş tarafından buharlaştırılmasıyla birleştirerek sıfır sıvı deşarjı mümkün ve hatta uygulanabilir hâle gelir.
Sonuç olarak hidrojen üretimi için deniz suyundan demineralize su üretmenin maliyeti, hidrojen üretim maliyetinin sadece birkaç yüzdesidir. Deniz suyunun çöllere ya da yeterli tatlı su kaynağı olmayan diğer bölgelere getirilmesi, içme suyu, gıda ve malzeme üretimini de tetikleyebilir. Bu şekilde yeşil hidrojenin geliştirilmesi, yerel ve yeni topluluklar için iş, refah ve daha iyi yaşam koşulları yaratacaktır.
