Hidrojenden elde edilen enerji, küresel enerji dönüşümünde önemli bir yere sahip. Karbon salımını azaltma hedefleri doğrultusunda otomotiv sektörü, geçen hafta da bahsettiğim üzere fosil yakıtlar yerine elektrikli ve hidrojenli araçlar gibi alternatif güç kaynaklarına yönelmekteler. Bu yazımda sizlere hidrojenli içten yanmalı motorlar (ICE-H2), yakıt hücreli araçlar (fuel cell) ve hidrojenli otomobillerin elektrikli araçlara göre avantaj ve dezavantajlarından biraz bahsedip, hidrojenin yaygınlaşmasındaki sıkıntılardan da biraz bahsedeceğim.

Hidrojenli İçten Yanmalı Motorlar (ICE-H2)

ICE-H2 motorları, klasik benzinli veya dizel motorların modifikasyonu ile hidrojen kullanılarak çalışır. Hidrojenin yanması sonucu yalnızca su buharı ve çok az miktarda nitrojen oksit (NOx) açığa çıkar. Böylece, karbon salımı olmadan temiz enerji üretimi sağlanabilir.

İçten yanmalı motorlarda mevcut motor ve şanzıman teknolojisi sürdürülmektedir, üretim altyapısı değiştirilmeden üretilebildiği için nispeten düşük maliyetli bir geçiş imkanı sunmaktadır. Yakıt dolumu elektrikli araçlara göre çok çok daha hızlıdır, bir iki dakika içerisinde dolum yapılabilir. Ayrıca batarya üretiminde kullanılan ve üretimi çevreye zarar veren lityum ve kobalt madenlerine ihtiyacının olmaması da ayrı bir avantajı.

Buraya kadar her şey güzel, ama tamamen de değil. Yanma odasında çok az da olsa yağ bulunduğu için yanma sonucu oluşan NOx emisyonları tamamen ortadan kaldırılamaz, ki bunlar da çevreye ve sağlığa zararlıdır. Ayrıca içten yanmalı motorlar verimlilik açısından yakıt hücrelerine kıyasla düşük performans gösterir, yani aynı miktarla gidebildikleri mesafe biraz daha kısadır.

Yakıt Hücreli Araçlar (Fuel Cell Vehicles)

Yakıt hücreli araçlar, hidrojen ve oksijenin kimyasal tepkimesi sonucu elektrik üretir ve bu elektrik, motoru besler. Egzoz emisyonu olarak yalnızca su buharı açığa çıkar.

Fuel cell'li araçlarda verimlilik oranları, içten yanmalı motorlara göre oldukça yüksektir. Egzoz emisyonları gerçekten sıfırdır, tek çıkan şeyin su buharı olması da mevcut tüm alternatiflerden daha çevreci bir sonuçtur. Hidrojen dolumu dakikalar içinde tamamlanabilir ve menzil elektrikli araçlara benzer seviyededir.

Ancak yakıt hücrelerinin maliyeti hâlâ oldukça yüksek ve teknolojinin burada gelişip maliyetleri düşürmesi gerekiyor. Bir Fuel cell ünitesi yaklaşık olarak içten yanmalı motorun ve çevre ekipmanların 2-3 katı maliyet yaratmaktadır. Hem fuel cell hem içten yanmalı motorların en büyük sıkıntısı ise, Hidrojen dolum istasyonlarının yaygın olmaması. Hatta ülkemiz özelinde neredeyse hiç yok, bu durumda zaten sürdürülebilir bir kullanım mümkün değil. En son olarak ise hidrojenin üretimi, depolanması ve taşınması pahalı ve karmaşıktır. Birçok firma bunu daha sürdürülebilir hale getirmek için büyük yatırımlar yapmakta, bu konu sonuçlandığında hidrojen devrimini bir anda görebiliriz.

Peki, imkanlar eşit olsa, hidrojenli araçlarla elektrikli araçları kıyasladığımızda sonuç nasıl olur?

Hidrojenli araçların kısa dolum süresi, yoğun kullanıma sahip ticari filolarda ve uzun yolculuklarda avantaj sağlıyor. Yukarıda da bahsettiğim gibi kobalt, nikel, lityum madenlerine olan gereksinimi ve bu madenlerin üretiminin yarattığı tahribatı ortadan kaldırıyor.

Bakıldığı zaman Hidrojenli araçlar, ağır vasıtalar ve otobüsler gibi uzun menzil gerektiren kullanım alanlarında daha uygun olabilir. Zaten pazarda bu tarz araçlar için geliştirilmekte olan motor ve fuel cell projeleri de mevcut. Ancak en büyük dezavantajları da üretim. Hidrojen evrende en yaygın bulunan element olsa da, tek başına bulunmadığı için ayrıştırılması gerekiyor. Üretimindeki yüksek enerji ihtiyacı, sürdürülebilirlik konusunda işleri zorlaştırıyor. Öncelikle hidrojeni üretmek için gereken elektroliz teknolojisi halen oldukça pahalı ve oldukça fazla elektrik enerjisi gerektiriyor. Bunun haricinde hidrojenin sıkıştırılması ve taşınması oldukça pahalı. Uçucu ve yanıcı bir gaz olduğu için akaryakıt dolum istasyonlarının kurulumu da oldukça yüksek maliyetler gerektirmekte.

Elektrikli araçlara bakacak olursak, son yıllardaki atak sonucunda elektrikli şarj altyapısı, ülkemizde hidrojen istasyonlarına göre kıyaslanamayacak kadar daha yaygın. Elbette hatırlamak gerekir ki, 12 sene önce ilk Renault Fluence ZE piyasaya çıktığında elektrikli şarj istasyonu neredeyse hiç yoktu, hidrojen kullanan araç opsiyonları geliştikçe bunların da bulunurluğu kaçınılmaz olarak artacaktır. Bunun haricinde eğer eviniz uygunsa elektrikli aracınızı evde şarj ederek maliyetinizi iyice düşürmek mümkün. Bataryalı sistemlerin enerji verimliliği de daha yüksek.

Ancak elektrikli araçların nispeten uzun şarj süreleri, ticari kullanım için dezavantaj oluşturuyor. Yeni tanıtılan teknolojilerle daha hızlı şarj ve daha uzun menzil vaatleri mevcut, bu teknolojilerin 3 ila 5 yıl içerisinde yaygın hale gelmesini bekleyebiliriz. Bu durum aşılır ise elektrikli araçların piyasayı tamamen domine edebilecekleri bir kırılma noktası olacaktır.

Sonuç olarak bakacak olursak, hidrojenli içten yanmalı motorlar ve yakıt hücreli araçlar, temiz enerjiye geçişte bence ilerleyen yıllarda ciddi önemli alternatifler sunacaklar. Ancak, hidrojenin yaygın kullanımı için altyapı yatırımları ve üretim teknolojilerinin gelişimi gerekiyor. Elektrikli araçlar kısa vadede yaygınlaşmaya devam ederken, hidrojenli araçlar özellikle ticari filolar, ağır vasıtalar ve uzun menzil gerektiren uygulamalarda ön plana çıkabilir. Her iki teknoloji de farklı alanlarda sürdürülebilir ulaşımı destekleyecek potansiyele sahip gibi görünüyor.