TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ Kasım 2006 Askeri Müze ve Kültür Sarayı, Harbiye-İstanbul

Transkript

1 21. YÜZYILIN ENERJİSİ: HİDROJEN ENERJİ SİSTEMİ Prof. Dr. T. Nejat VEZİROĞLU & Prof. Dr. İ. Engin TÜRE UNIDO-ICHET Birleşmiş Milletler Sınai Kalkınma Örgütü (UNIDO) Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezi (ICHET) TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ Kasım 2006 Askeri Müze ve Kültür Sarayı, Harbiye-İstanbul

2 Neden Hidrojen Enerjisi? Petrol, kömür ve doğal gaz gibi fosil yakıtların KESİNLİKLE tükeneceğinin herkes tarafından iyi bilinmesi Bu yakıtları fiyatlarının gün geçtikçe artacağı Alternatif bir sentetik yakıta ihtiyaç duyulması Roketler için hidrojen in mükemmel bir yakıt olması Hidrojenin son derece güvenli olması Fosil yakıtlardan farklı olarak, alevli yanmanın yanı sıra katalitik, kimyasal veya elektro-kimyasal çevrimlerle enerji üretebilmesi

3 AKICI FOSİL YAKIT ÜRETİM/TALEP (Petrol ve Doğal Gaz) Talep Tahmini Dünya Üretimi/Talebi Üretim Tahmini Source: Canadian Energy Supply and Demand National Energy Board

4 ÇEVRE, SAĞLIK VE TOPLUM PROBLEMLERİ 1. İKLİM DEĞİŞİKLİKLERİ (SERA TESİRİ) 2. HAVA KİRLENMESİ 3. OKSİJEN AZALMASI 4. ASİT YAĞMURLARI 5. OZON TABAKASI DELİNMESİ 6. ÇEVRE KİRLENMESİ 7. SAÇILAN PETROLLER 8 GÜRÜLTÜ 9. GÖRÜNTÜ KİRLENMESİ 10. PETROL HARPLERİ 11. NÜFUS ARTIŞI

5 FOSİL YAKITLARIN ÇEVREYE ZARARI (2000 $/GJ) Fosil Yakıt Zararları Kömür Petrol D. Gaz İnsanlara Hayvanlara Orman ve Bitkilere Su Sistemlerine Yapılara Havaya Yüzey Madenciliği İklim Değişikliği Deniz Yükselmesi Toplam Zarar

6 DÜNYA FOSİL YAKIT TÜKETİMİ (2000) FOSİL YAKIT TÜKETİMİ MİLYON TON PETROL EŞDEĞERİ (MTOE) Kömür 2580 Petrol 3146 Doğal Gaz 2241 TOPLAM 7967

7 FOSİL YAKITLARIN ÇEVREYE VERDİĞİ ZARAR (2000) Tahmini Çevresel Zarar Miyar USD $ Kömür 1128 Petrol 1188 Doğal Gaz 560 TOPLAM HASAR 2876

8 FOSİL YAKITLARIN ÇEVREYE ZARARLARI (2006) TOPLAM YILLIK ZARAR: TAHMİNİ $5 TRİLYON

9 YENİ BİRİNCİL ENERJİ KAYNAKLARI 1. NÜKLEER REAKTÖRLER 2. GÜNEŞ ENERJİSİ 3. RÜZGAR ENERJİSİ 4. BİYOKÜTLE 5. DENİZ / SU ENERJİSİ 6. JEOTERMAL ENERJİ

10 YENİ ENERJİ KAYNAKLARININ DEZAVANTAJLARI 1. KESİNTİLİ OLMALARI 2. TÜKETİM MERKEZLERİNDEN UZAKTA 3. YAKIT DEĞİL 4. DEPOLANMAZ (NÜKLEER HARİÇ) 5. TAŞINMAZ (NÜKLEER HARİÇ) SONUÇ: DEZAVANTAJLARI ORTADAN KALDIRACAK BİR BAĞLAYICIYA GEREK VAR

11 BAĞLAYICI SİSTEMİN NİTELİKLERİ 1. DEPOLANABİLİR OLMALI 2. TAŞINABİLİR OLMALI 3. YAKIT OLMALI 4. EKONOMİK OLMALI 5. YENİLENEBİLİR OLMALI 6. TEMİZ OLMALI SONUÇ: BAĞLAYICI SİSTEM SENTETİK YAKIT OLMALI

12 YAKIT SEÇİM KRİTERLERİ Araç yakıtı Enerji çevirim yöntemleri Kullanım verimi Çevreye uyumluluk Güvenlik Ekonomik (efektif maliyet)

13 YAKITLARIN ENERJİ KARŞILAŞTIRMASI Odun Kömür Yakıtların Enerji İçeriği [MJ/kg] Ham petrol Gaz yağı Ethanol Methanol Metan Doğal gaz Benzin Hidrojen

14 YAKITLARIN KARŞILAŞTIRILMASI (AMONYAK, ETİL-ALKOL, H 2, METİL ALKOL, SENTETİK D.G., SENTETİK PETROL) 1. EN HAFİF NİTELİK 2. EN İYİ ARAÇ YAKITI 3. EN VERİMLİ 4. EN TEMİZ 5. EN EKOMOMİK 6. EN DÖNÜŞEBİLİR 7. EN YENİLENEBİLİR YAKIT H2 H2 H2 H2 H2 H2 H2 SONUÇ: EN İYİ BAĞLAYICI SİSTEM: HİDROJEN ENERJİ SİSTEMİ

15 ENERJİ SİSTEMLERİNİN EKONOMİK KARŞILAŞTIRILMASI $27,55/GJ $22,11/GJ $19,23/GJ $/GJ SENTET SENTET SENTET SENTETİK FOS FOS FOS FOSİL FOS FOS FOS FOSİL GÜNE NE NE NEŞ-H 2 $27,55/GJ $22,11/GJ $19,23/GJ $/GJ SENTET SENTET SENTET SENTETİK FOS FOS FOS FOSİL FOS FOS FOS FOSİL GÜNE NE NE NEŞ-H 2

16 YAKITLARIN DÖNÜŞÜM NİTELİKLERİ Dönüşüm Metodu Alevli yanma Direkt buhar üretimi Katalitik yanma Kimyasal dönüşüm (Hidrit) Elektrokimyasal dönüşü (Yakıt pilleri) Hidrojen Fosil Yakıtlar

17 YAKITLARIN EMNİYET SIRALAMASI Özellikler Benzin Metan Hidrojen Yakıtın zehirliliği Yanma ürünlerinin zehirliliği (CO, SOx, NOx, HC, SM) Yoğunluk Difüzyon katsayısı Isıl Değeri Tutuşma sınırı Tutuşma sıcaklığı Alevlenme sıcaklığı Patlama enerjisi Alev yayılması Toplam Emniyet katsayısı, φ σ En Emniyetli; 2 Az emniyetli; 3 En Az Emniyetli

18 HİDROJEN YAKITI GÜVENLİĞİ Havadan 14 kat hafif olduğundan hızla yayılarak zararsız hale gelmesi Hidrojen deposu delinmesi durumunda cm yakına gelmeden yakılamaması Yandığı zaman saf su oluşturması Yanabilmesi için havadaki konsantrasyonun en az % 4 olması Isı yaymaması

19 HİDROJENİN GÜVENİRLİĞİ HİDROJEN EKONOMİSİNE GEÇİŞ SÜRECİ-1 Hidrojen Güvenli mi? Hidrojenli Araç Benzinli Araç

20 HİDROJEN ENERJİ SİSTEMİ

21 HİDROJEN EKONOMİSİ ÜRETİM ULAŞIM KONUT, İŞ YERİ, SANAYİ Primer Enerji: Yenilenebilir Enerji Nükleer Enerji Fosil Enerji Dönüşüm Yöntemleri: Elektroliz (D.A.) Termokimyasal Biyolojik UZAY- HAVAYOLU Jet Motorları Roketler SIVI H2 DÖNÜŞTÜRME BİÇİMLERİ Alevli Yanma Katalitik Yanma UYGULAMALAR Isıtma Kurutma Yemek Pişirme Soğutma DEPOLAMA Mağaralar Tuz Yatakları Eski Maden Ocakları KARAYOLU& DENİZALTI Yakıt Pilleri İ.Y.Motorlar Y.P. Elektrik Uygulamalar Motorlar Elektronik Aydınlatma

22 Yeşil Hidrojen H 2 Hidrojen Ekonomisi Küresel, Temiz, Sürekli, Enerji Sistemi

23 UYGARLIK DEVRİMLERİ Hidrojen Enerjisi Devrimi 1974 Hidrojen Bilgi Devrimi 1948 Doğal Gaz Endüstriyel Devrim 1860 Otomobil Devrimi 1913 Elektrik Devrimi 1881 Odun Kömür Petrol Yakıtta Hidrojen Miktarı

24 HİDROJEN MEDENİYETİNİN GETİRECEĞİ KALICI ÇÖZÜMLER 1. NORMAL İKLİM ŞARTLARI 2. TEMİZ HAVA 3. YOK OLAN ASİT YAĞMURLARI 4. OZON TABAKASININ KORUNMASI 5. TEMİZ ÇEVRE 6. AZALAN VEYA BİTEN PETROL SAÇILMASI 7. SESSİZ GÜÇ ÇEVİRİM CİHAZLARI 8. BÖLGESEL ELEKTRİK ÜRETİMİ İLE AZALAN DAĞITIM HATLARI (ENERJİ YER ALTINDAN BORULARLA TAŞINACAK) 9. HER ÜLKENİN KENDİ YAKITINI ÜRETME İMKANI 10. BİTEN PETROL SAVAŞLARI 11. YÜKSELEN HAYAT SEVİYESİ

25

26

27

28 DÜNYANIN EN HIZLI ARABASI HİDROJEN YAKITLI BMW YARIŞ ARABASI

29

30

31

32 TÜRKİYE ENERJİ DURUMU VE ÖNERİLER

33 Türkiye Döviz Geliri (Enerji İthalatı ve Toplam İthalat) Döviz Gelirleri (İhracat + Turizm) Enerji İthalatı Toplam İthalat m ily a r $ Yıllar Enerji İthalatı : Petrol, Doğalgaz, Kömür Kaynak: 2005 yılına kadar değerler TÜİK ve ETKB den, ileriye yönelik tahminler ise DPT nin ekonomide %5-6 lık büyüme tahminleri ve ETBK nın enerji talep artış tahminlerine göre hesaplanmıştır.

34 Türkiye Döviz Geliri (Enerji İthalatı ve Toplam İthalat) Döviz Gelirleri (İhracat + Turizm) Enerji İthalatı Toplam İthalat m ily a r $ Yıllar Enerji İthalatı : Petrol, Doğalgaz, Kömür Kaynak: 2005 yılına kadar değerler TÜİK ve ETKB den, ileriye yönelik tahminler ise DPT nin ekonomide %5-6 lık büyüme tahminleri ve ETBK nın enerji talep artış tahminlerine göre hesaplanmıştır.

35 TÜRKİYE VE BAZI ÜLKELERİN KİŞİ BAŞINA MİLLİ GELİRLERİ Yıllar Kişi başına milli gelir (ABD Doları)

36 TÜRKİYE VE BAZI ÜLKELERİN KİŞİ BAŞINA MİLLİ GELİRLERİ Yıllar Kişi Başına Gelir (ABD Doları)

37 A.B. İLE TÜRKİYE ARASINDA KİŞİ BAŞINA GELİR FARKI YIL BİRLEŞMİŞ MİLLETLER PETROL FİYATI 15 YILDA İKİYE 30 YILDA HİDROJEN ENERJİSİNE TAHMİNİ KATLANIRSA GEÇİLİRSE 2000 $ 19,700 $ 19,682 $ 19, $ 22,700 $ 22,832 $ 22, $ 26,900 $ 27,573 $ 24, $ 31,300 $ 33,831 $ 25, $ 35,800 $ 43,294 $ 21, $ 50,167 $ 63,750 $ 15,167

38 UNIDO - ICHET BİRLEŞMİŞ MİLLETLER ENDÜSTRİYEL KALKINMA TEŞKİLATI MİLLETLERARASI HİDROJEN ENERJİSİ TEKNOLOJİLERİ MERKEZİ UNITED NATIONS INDUSTRIAL DEVELOPMENT ORGANIZATION INTERNATIONAL CENTER FOR HYDROGEN ENERGY TECHNOLOGIES İSTANBUL, TÜRKİYE

39 BİRLEŞMİŞ MİLLETLER ENDÜSTRİYEL KALKINMA TEŞKİLATI MİLLETLERARASI HİDROJEN ENERJİSİ TEKNOLOJİLERİ MERKEZİ ÇALIŞMA KONULARI 1. GÜNEY VE KUZEY ARASINDA BAĞLANTI 2. ARAŞTIRMA GELİŞTİRME BİLGİ BANKASI 3. İCATLAR (KIYMETLENDİRME, AR-GE, PAZARLAMA) 4. PİLOT BÖLGE PROJELERİ 5. EĞİTİM (KURSLAR, KONFERANSLAR, YAYIMLAR)

40 UNIDO-ICHET Birleşmiş Milletler Himayesinde İstanbul da Kurulan Bağımsız bir Teknoloji Merkezidir. İstanbul, Asya dan Avrupa ya Türkiye, gelişmekte olan ülkelerle endüstriyel ülkeler arasında UNIDO-ICHET ise fosil yakıtlardan hidrojen enerjisine geçişi sağlamaktadır.

41 KURULUŞ Merkezin kuruluşu için hazırlık çalışmaları 1988 de başladı. Türk Hükümeti 1992 yılında Merkezin Türkiye de kurulmasını teklif etti. UNIDO Genel Kurulu 1996 yılında Merkezin kuruluşunu onayladı. Uluslararası Hidrojen Enerjisi Teknolojileri Merkezinin kuruluş anlaşması Türk Hükümeti (Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı) ve UNIDO arasında 21 Ekim 2003 te imzalandı. UNIDO-ICHET Mayıs 2004 yılında İstanbul da çalışmalarına başladı.

42 UNIDO-ICHET ICHET AktiviteleriA UNIDO-ICHET kampüsünün kurulması Dünya genelinde pilot projeler ve demonstrasyon projeleri Hidrojen Enerjisi Araştırma Geliştirme çalışmaları Uygulamalı Araştırma-Geliştirme Test hizmetleri Eğitim ve staj Danışmanlık hizmetleri

43 Hidrojen Enerjisi Ar-Ge Çalışmaları Veri Tabanı Hidrojen teknolojileri konusunda hizmet veren kuruluşlar ve projeleri Hidrojen enerji teknolojileri alanında eğitim hizmetleri veren kuruluşlar ve programları Teçhizat üreticileri ve ürün spesifikasyonları Hidrojen enerji teknolojilerinin performans verimleri ile demonstasyonu ve ticari kullanımı Temiz enerji teknolojileri ile ilgilenen finansal kurumlar ve programları Hidrojen enerji teknolojileri ile ilgili yayınlar/kitaplar, raporlar ve dergiler Hidrojen enerji teknolojileri ile ilgili patentler Varolan veri tabanlarına bağlantılar

44 İLK BAŞLANAN PROJELER Su gücünden hidrojen Hidrojenle çalışan üç-tekerlekliler Hidrojenli otobüsler Güneş enerjisinden hidrojen Jeotermal enerjiden hidrojen Rüzgar enerjisinden hidrojen Adalar için bütünleştirilmiş çözümler Portekiz Libya Türkiye Çin Hindistan Okyanusya Arjantin

45 T.C. HİDROJEN EKONOMİSİ KURUMU (HEK) BAŞBAKANLIK HİDROJEN EKONOMİSİ KURUMU (HEK) MİSYONU: HIZLA TÜRKİYEYİ ÖZ ENERJİ KAYNAKLARIMIZI KULLANARAK HİDROJEN EKONOMİSİNE GEÇİRMEK, VE TÜRKİYENİN ENERJİ VE EKONOMİK BAĞIMSIZLIĞINI SAĞLAMAKTIR.

46 1. TÜRKİYENİN HİDROJEN EKONOMİSİNE GEÇİŞ PLANLARINI HAZIRLAMAK 2. HİDROJENİN KULLANIŞI İLE İLGİLİ KANUN VE NİZAMNAMELERİ ÇIKARMAK 3. HİDROJEN ENERJİSİ ENDÜSTRİLERİNİ DESTEKLEYİCİ KANUNLARI ÇIKARMAK 4. ÖZEL TEŞEBBÜS (TÜRK VE YABANCI) YATIRIMLARINI DESTEKLEYEN KANUNLARI ÇIKARMAK 5. PLANLI BİR ŞEKİLDE HİDROJEN ÜRETİM, DAĞITIM VE KULLANIM SİSTEMLERİNİN KURULMASINI SAĞLAMAK 6. YANGIN MÜCADELE, POLİS, JANDARMA VE BENZERİ KURULUŞLARIN, VE VATANDAŞLARIN HİDROJEN EKONOMİSİ KONUSUNDA BİLİNÇLENMELERİNİ SAĞLAMAK T.C..C.HİDROJEN EKONOMİSİ KURUMU ÇALIŞMA ALANLARI NOT: UNIDO-ICHET ICHET dünya çapındaki uzmanlarıyla HEK e gerekli desteği verecektir.

47 HİDROJEN EKONOMİSİNİN TÜRKİYE YE YARARLARI 1. ÖZ ENERJİ KAYNAKLARIMIZI KULLANARAK YAKITIMIZI (HİDROJENİ) KENDİMİZ ÜRETECEĞİZ. 2. PETROL, DOĞAL GAZ VE KÖMÜR İÇİN SARFETTIĞİMİZ DÖVİZ AZALACAK, VE NİHAYET (30-40 YILDA) SIFIRLANACAKTIR. 3. İHTİYAÇ FAZLASI HİDROJENİ AVRUPAYA İHRAÇ EDİP DÖVİZ KAZANACAĞIZ. 4. HİDROJEN ÜRETİM TESİSLERİ; VE HİDROJEN DEPOLAMA, DAĞITMA VE KULLANMA ENDÜSTRİLERİ YENİ İSTİHDAM YARATACAKTIR. 5. TÜRKİYE KATMA DEĞERİ FAZLA HİDROJEN KULLANAN ARAÇ VE GEREÇLERİ İHRAÇ EDEN BİR ÜLKE OLACAKTIR. 6. TÜRKİYE İTHALATINI AZALTIP, İHRACATINI ARTTIRARAK KALKINMASINI HIZLANDIRACKTIR. 7. TÜRKİYE EKONOMİK İSTİKLALİNE KAVUŞACAKTIR.

48 TÜRKİYENİN ÇAĞDAŞ UYGARLIĞA GEÇİŞİ Ekonomik Bağımsızlık Yüksek Hayat Seviyesi Temiz Çevre Hidrojen Enerji Sistemi

49 Hydrogen Pathways At each stage there are a variety of options to be selected to build a pathway to the Hydrogen Economy.

50

51 DAWN OF HYDROGEN CIVILISATION TOWARD HYDROGEN ECONOMY

52