The Colours of Hydrogen; Grey, Blue and Green
We know that the main cause of climate change is the CO2 (or GHG) gas formed as a result of burning fossil fuels. While Europe aims to be a carbon-neutral continent by 2050, almost all countries have announced their emission reduction targets. Hydrogen burns cleanly, leaving only water behind. That’s made it an attractive alternative fuel source for countries looking to satisfy climate mandates, but also for oil companies trying to ensure their continued relevance.
Energy is required to produce hydrogen. At this point, the production of hydrogen is divided into three methods called; Gray, Blue and Green. Hydrogen is used to make ammonia needed in fertilizers and to convert crude oil into valuable products such as diesel and gasoline. About three quarters of that hydrogen is derived from the chemical conversion of natural gas the primary component of which is methane, through a process that also produces carbon dioxide. If that CO₂ is released into the atmosphere, the resulting fuel is known as “grey hydrogen.
When the CO₂ is captured and buried underground through pipes, it’s known as “blue hydrogen,” a cleaner alternative. With this method, no green-house gases are released into the atmosphere. Blue hydrogen could be a particularly effective tool for oil and gas companies looking to re-purpose their existing investments. The same infrastructure that today carries natural gas up to the surface could instead be used to move carbon dioxide in the opposite direction. Transporting or supplying an hydrogen could potentially become a huge new market that oil companies could dominate quickly with their existing expertise in transporting and selling gas.
The cleanest form, called “green hydrogen,” is derived from water through a process that runs on renewable electricity. While all three types of hydrogen are equally clean-burning, green hydrogen has by far the least negative effects on the environment, but is the most expensive one. However Bloomberg study shows that by 2050, green hydrogen could cost less than a third of what it does today and will become the cheapest production method.
Let's come to FCEV or fuel-cell electric cars than runs by Hydrogen. FCEV work with electric motors just like BEV, but instead of being charged electrically, they have fuel cells that convert the stored hydrogen into electricity. Setting up the hydrogen distribution infrastructure is a very time consuming and expensive process. Cradle-to-grave efficiency is around 25% for FCEV, compared to 75% for BEV. The short-term widespread use of FCEVs will require the use of more Blue Hydrogen than Green Hydrogen because of the price advantage. From this point of view, it would not be wrong to think that Blue Hydrogen may cause a decrease in the appetite for Green Hydrogen and therefore renewable energy. The years when we will use abundant and cheap Green Hydrogen are not far away.
Hidrojenin renkleri; Gri, Mavi ve Yeşil
İklim değişikliğinin asıl nedeninin fosil yakıtların yanması sonucu oluşan CO2 gazının sebep olduğunu biliyoruz. Avrupa 2050 yılında karbon nötr bir kıta olmayı hedeflerken, hemen hemen tüm ülkeler emisyon azaltım hedeflerini açıklamış durumda. Hidrojen temiz bir şekilde yanar ve geride sadece su bırakır. Bu durum sadece iklim şartlarını yerine getirmek isteyen ülkeler için değil, aynı zamanda yerlerini korumaya çalışan petrol şirketleri için de hidrojeni çekici bir alternatif yakıt kaynağı haline getirdi.
Hidrojen üretmek için enerji gerekiyor. İşte hidrojen bu noktada üçe ayrılıyor; Gri, Mavi ve Yeşil. Hidrojen üretimde fosil yakıt kullanırsak ve bu sırada oluşan CO₂ atmosfere salınırsa, ortaya çıkan yakıt "gri hidrojen" olarak bilinir. Günümüzde gübrelerde ihtiyaç duyulan amonyak, NH₃ yapımında ve ham petrolü benzin ve dizel gibi daha değerli ürünlere dönüştürmek için kullanılan Hidrojen Gri hidrojendir. Bu hidrojenin yaklaşık dörtte üçü, doğal gazın birincil bileşeni olan metan CH₄ kullanılarak karbondioksit CO₂ üreten bir süreç yoluyla kimyasal dönüşümünden elde edilir.
CO₂ yakalanıp yer altına gömüldüğünde, daha temiz bir alternatif olan "mavi hidrojen" olarak bilinir. Bu yöntemle atmosfere sera gazı salınmamış olur. Bugün doğal gazı yüzeye taşıyan aynı altyapı, karbondioksiti ters yönde hareket ettirmek için kullanılabilir. Mavi Hidrojen tedariki, potansiyel olarak, gaz taşıma ve satma konusundaki mevcut uzmanlıkları sayesinde petrol şirketlerinin hızla hakim olabileceği devasa yeni bir pazar haline gelebilir.
"Yeşil hidrojen" olarak adlandırılan en temiz biçim, yenilenebilir elektrikle çalışan bir süreç yoluyla sudan H₂O'dan elde edilir. Her üç hidrojen türü de eşit derecede temiz yanarken, yeşil hidrojen çevre üzerinde açık ara en az olumsuz etkiye sahiptir. Aralarında en pahalı olan bugünün fiyatlarıyla yeşil Hidrojendir, ancak 2050’de yeşil hidrojen üretim maliyetlerinin düşen yenilenebilir enerji fiyatlarıyla en ucuz olacağı öngörülmektedir.
Gelelim FCEV ya da Hücre yakıtlı elektrikli otomobillere. FCEV’ler aynı BEV’ler gibi elektrikli motorla çalışır ancak elektrikle şarj olmak yerine, depoladığı hidrojeni elektriğe dönüştüren yakıt hücrelerine sahiptirler. Hidrojen dağıtım altyapısını kurmak oldukça zaman alıcı ve pahalı bir süreç. Beşikten mezara verim FCEV için % 25 civarındayken, bu oran BEV için % 75. FCEV’lerin kısa dönemde yaygınlaşması yeşil Hidrojenden daha çok Mavi Hidrojen kullanılmasını gerektirecek. Buradan hareketle Mavi Hidrojenin, Yeşil Hidrojenin dolayısıyla Yenilenebilir enerjiye olan iştahın azalmasına sebep olabileceğini düşünmek yanlış olmaz. Bol ve ucuz yeşil Hidrojen kullanacağımız yıllar çok uzakta değil.