PROF. DR. REFİK ALİBEYLİ - Uluslararası Ekoenerji Akademisi Üyesi
Çevre kirliliği ve küresel ısınma çağdaş dünyamızın insan sağlığını ve tüm canlı yaşamı ciddi tehdit eden en global problemlerindendir. Hızlı teknolojik gelişmeler sayesinde enerjiye olan ihtiyacın suratla artması ve bu ihtiyacın esasen fosil yakıtlarla karşılanması ve ayrıca insan oğlunun uzun yıllardan beri çevreye olan umursamaz faaliyetleri maalesef global çevre problemini (küresel ısınma, içme suyu kıtlığı vb.) gittikçe daha da derinleştirmektedir. Bu nedenle, çevremizin en azından bugün ki seviyede korunup sağlanabilmesi için her türlü çok ciddi ve hızlı tedbirlerin alınmasının insanlık için hayati önemi tartışılmazdır.
Günümüzde fosil yakıtların kullanılması ile çevremizi sera gazları ve diğer zehirli ve zararlı atıklarla kirleten üç esas alan mevcuttur: elektrik enerjisi üreten termik santraller, araçlar (otomobiller, gemiler, uçaklar vb.) ve ısı üretim amaçlı yapılan sanayi ve evsel faaliyetler.
Dünyada ve ülkemizde çevre kirliliğinin azaltılması ve temiz ve özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması üzerine son dönemlerde ciddi araştırmalar ve önemli yatırımlar yapılmaktadır. Ancak, hazırda dünya sanayisinde üretilen elektrik ve ısı enerjisinin ~%70’nin fosil yakıtlardan (esasen de çevremizi en çok kirleten kömürden) elde edildiği dikkate alındığında, maalesef istatistik veriler fosil yakıtların enerji kaynağı olarak kullanımının önümüzdeki yaklaşık 20-25 yıl daha devam edebileceğini göstermektedir. Bu çok uzun süre(!) zarfında çevremize vurulabilecek ve onarımının çok zor olabileceği, bazı alanlarda ise geri dönüşümünün mümkün olamayacağı ciddi tahriplerin minimuma indirilmesi için dünyada ve Türkiye’mizde yapılması gereken çalışmaları dört esas gruba bölmek mümkündür:
a) Yenilenebilir enerji kaynaklarının daha hızlı bir şekilde yaygınlaştırılması;
b) Fosil yakıtların(özellikle kömürün) yanması sonucu oluşan her türlü zararlı atıkların geri dönüşümü ve/veya bertaraf edilmesi;
c) Geçici olarak fosil yakıtlara göre daha temiz çevreci alternatif enerji kaynaklarının geliştirilmesi ve uygulanması;
d) Hidrojen enerjisinin ve teknolojilerinin hızla geliştirilmesi ve insan yaşamının tüm alanlarında yaygınlaştırılması.
Bu çalışmaların kapsamlı bir şekilde ve paralel olarak yürütülmesi önem arz etmektedir:
■ Yenilenebilir doğal kaynaklardan(güneş, rüzgâr, dalga vb.) daha yüksek verimliliğe ve ekonomik göstergelere sahip enerji üretimi teknolojilerinin geliştirilmesi ve tüm dünyada hızla yaygınlaştırılması. Ayrıca, dünyamızın dörtte üçünün su ile kaplı olduğu ve Türkiye’nin de üç taraftan denizlerle çevrelendiği dikkate alındığında çok büyük potansiyele sahip dalga enerjisinin de etkin teknolojik yöntemlerle kullanımının çevre ve ekonomik açıdan önemi tartışılmazdır. Lakin statikler gösterir ki, yenilenebilir enerji kaynaklarının dünyamızın mevcut ve hızla artan enerji ihtiyaçlarını tek başına karşılaması mümkün olmamaktadır;
■ Fosil yakıt kullanılan tüm alanlarda, özelikle termik santrallerde yanma sonucu oluşan emisyonların her türlü zararlı atıklardan (gaz, sıvı, katı) arındırılması için hızlı bir şekilde teknolojik ve ekonomik açıdan daha üstün çevreci filtre sistemlerinin uygulanması ve yaygınlaştırılması gerekmektedir.
Ayrıca, kömürün kurutulması ve yakılması için yüksek verimliğe sahip çevreci ve ekonomik yöntemlerin uygulanması gerekmektedir. Aynı zamanda, fosil ve diğer hidrokarbon yakıtların yanması sonucu oluşan sera gazından- karbon dioksitten yeni etkin katalitik yöntemlerle yapay(sentetik) doğal gaz ve sıvı yakıtların üretim teknolojilerinin geliştirilmesi ve uygulanması gerekmektedir;
■ Fosil yakıtlara alternatif olarak ve onlara göre çevremizi çok daha az kirletecek geçici yakıtların özellikle Dimetil Eterin (CH3-O-CH3) üretilmesi ve araçlarda, sanayi ve evsel kullanımlarda yaygınlaştırılması önem arz etmektedir.(Bak: Refik Alibeyli ’’Dimetil Eter-21. yüzyılın petrole alternatif temiz sentetik yakıtı’’, Dünya Gazetesi,28 Mart,2020). Dimetil eter ülkemizde de büyük rezervleri olan yerli kaynaklar (düşük yanma ısısına sahip linyit kömürler, biokütle, asfaltit, petrokok vb.) temelinde üretilebilir;
■ Araştırmalara göre, 21.yüzyıla son olarak hidrojen enerjisinin ve teknolojilerinin damgasını vuracağı beklenmektedir. Bu dönemde hidrojen en önemli enerji ve yakıt kaynağı olarak insan yaşamının tüm faaliyet alanlarında yaygın olarak uygulanacaktır. Evrenin tek yakıtı olan hidrojen, dünyamızın da en temiz, en güvenli, en hafif ve en yüksek ısı değerine (~34000kkal/kg) sahip tükenmez enerji kaynağıdır. Keza, sudan elde edilen hidrojenden enerji üretilirken o tekrar suya dönüşmekte ve böylece dünyamızın su dengesini genel olarak etkilememektedir. Ayrıca hidrojen dünyamızın karbon içermeyen ve yandıkta hiçbir emisyon salınımı yapmayan tek yakıtıdır.
Hidrojenin en büyük kaynağı dünyamızın dörtte üçünü kaplayan ve kütlece ~%11 oranında hidrojen içeren sudur. Ancak hidrojenin sudan üretimi ve yaygın olarak kullanımı için iki önemli problemin çözülmesi gerekmektedir:
a) H2’nin sudan üretiminde elektroliz, termoliz, fotoliz vs. gibi çeşitli yöntemlerin belli olmasına rağmen, onların her birinin ekonomik ve/veya teknolojik açıdan kusurları mevcuttur. Dolaysıyla, sudan hidrojen üretimi için her açıdan daha üstün teknolojilerin geliştirilmesinin önemi tartışılmazdır;
b) H2’nin ister gaz isterse de sıvı olarak depolanması için ekonomik ve teknolojik açıdan daha üstün ve güvenilir yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir.
Hazırda dünyada üretilen hidrojen esasen fosil yakıtlardan, özellikle de doğal gazın katalizör ortamında su buharı ile dönüşümünden elde edilmekte ve genellikle çeşitli sanayi hidrojenasyon proseslerinde kullanılmaktadır.
Tarafımızca geliştirilmiş yeni etkin katı katalizör üzerinde doğal gazın doğrudan parçalanması ile saf hidrojen ve kıymetli nano karbonlar elde edilmiştir. Doğal gazın su ile dönüşümünden farklı olarak bu teknolojide sera gazı (karbon dioksit) oluşmamaktadır.
Ayrıca, tarafımızca sudan hidrojen üretimi için elektroliz yöntemi kullanmaksızın, karbon dioksitin plazmokimyasal yönteminin kullanılmasıyla yeni teknolojik prosesin geliştirilmesi ile bağlı çalışmalar yapılmaktadır.
Bilindiği gibi, fosillerin biyolojik dönüşümünden oluşmuş çok büyük metan gazı rezervleri dünya okyanuslarının tabanında yüksek basınç ve düşük sıcaklık koşullarında oluşmuş metanhidratlar şeklinde bulunmaktadır. Ancak, metanın ciddi bir sera gazı olduğu dikkate alındığında, metanhidratların çıkarılması ile bağlı okyanusların biyosferine olabilecek zararlı etkilerin ve ayrıca ekonomik ve güvenlik konularının ciddi olarak araştırılması gerekmektedir.
Aynı zamanda, bilindiği gibi Kara denizin 80-100 metre derinlik aralıklarında yaklaşık 50 milyar ton Hidrojen Sülfür rezervi bulunmaktadır. Doğrudur, değişik teknolojik yöntemlerle hidrojen sülfürden saf hidrojen ve kükürt elde etmek mümkündür. Lakin, Hidrojen sülfürün zehirli ve toksik gaz olması nedeniyle, onun çıkarılması sürecinde Kara denizin ekosistemine vurulabilecek zararların göz önünde bulundurulması gerekmektedir.
Dolaysıyla, günümüzde “yeşil hidrojen’’ üretimi için en çevreci ve güvenilir yöntem olarak halen suyun elektrolizi kabul edilmektedir. Lakin bu yöntemle elde edilen hidrojenin üretim maliyetini önemli oranlarda düşürmek amacıyla, hem daha etkin elektrolizör sistemlerinin geliştirilmesi, hem de çeşitli yenilenebilir ve tükenmez doğal enerji kaynaklarının kullanılması gerekmektedir.
Hidrojen üretimi için dünyamızın en büyük doğal enerji kaynaklarından biri okyanus sularında bulunan döteryumdur. Bilindiği gibi, dünya okyanus sularında 5x1013 ton döteryum (ağır hidrojen) mevcuttur. Uranyum-235’ten ~100kat daha ucuz olan ve dünyamızın tükenmez termonükleer yakıtı olarak bilinen döteryumun kullanılmasıyla suyun elektrolizi ile benzinden yaklaşık 10 kat daha ucuz saf hidrojen elde edilebilir.
Günümüzde, yeni global enerji kaynakları dünyamızın dışında diğer gezeğenlerde ve doğal uydularda da ciddi olarak araştırılmaktadır. Belirlenmiştir ki, Ay’da dünyamızda bulunmayan ve radyoaktif olmayan çok büyük ’’Helyum-3’’ izotopu rezervleri bulunmaktadır. Termonükleer sentez yöntemi ile 1 ton ’’Helyum-3’’ izotopundan elde edilebilecek enerji ~14 milyon ton petrolün enerjisine eşdeğer olduğu hesap edilmektedir.
Ayrıca, çevremizin korunması ve doğal rezervlerimizin daha uzun süreli kullanılabilmesi için her türlü sanayi ve evsel atıkların geri kazanımının çevre ve ekonomik açıdan önemi tartışılmazdır.
Çevremizin korunması insanlık görevidir ve bu çalışmaların tüm dünyada özellikle de gelişmiş ülkelerde paralel olarak sürdürülmesi önem arz etmektedir ve hedeflenen esas kriterin “Önce çevre, sonra ekonomi’’ olması gerekmektedir. Türkiye’nin de özellikle Türk Devletleri Teşkilatı üye ülkeleri ile birlikte entegre bir şekilde (karşılıklı bilgi ve teknoloji alış-verişi, ortak araştırmalar, yenilikçi projeler ve uygulamalar vb.) çevrenin korunması ile bağlı ve diğer çağdaş global konularda dünyanın gelişmiş ülkeleri arasında ön saflarda yer alması ister ekonomik, isterse stratejik ve politik açıdan ciddi önem arz etmektedir.
--
Prof. Dr. Refik Alibeyli
(*)Teknik Bilimler Doktoru, Uluslararası Ekoenerji Akademisi Üyesi Prof. Dr. Refik Alibeyli, petrokimya, kimyasal teknolojiler, heterojen kataliz, hidrojen ve bor teknolojileri, enerji ve çevre uzmanıdır. Petrol rafineri ve kimya tesislerinde görev aldı. Geliştirdiği benzol üretimi prosesi ve hidrodealkilasyon katalizörü sanayide uygulandı. Azerbaycan ve Türkiye’de çeşitli araştırma merkezlerinde ve üniversitelerde görev yaptı. TÜBİTAK TEYDEB METATEG Komite üyeliği ve TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi(MAM)- Enerji Enstitüsü Danışmanlığı görevlerinde bulundu.