Fazla yeşil enerjiyi depoluyor ve en yüksek tüketim anlarında, yani en değerli olduğu zamanlarda kullanılıyor
Bilim insanları, fazla yeşil enerjiyi depolayıp en yüksek tüketim anlarında kullanmak için bir teknoloji geliştiriyor.
Enerji verimliliği bir rakamla başlar: yaklaşık %50. Dünya çapında enerjinin bu kadarı binaların ve endüstriyel süreçlerin ısıtılması ve soğutulması için kullanılıyor. Teknik Üniversite - Sofya'dan bir ekip araştırmalarını bu büyük enerji kaynağına odaklamış durumda.
Proje yöneticisi Prof. Angel Terziev, "Yeşil teknolojiler yoluyla enerji sistemlerinin verimliliğini artırmanın ve aynı zamanda çevresel etkiyi azaltmanın yollarını arıyoruz" diye açıklıyor.
Ona göre çözüm mutlaka daha fazla kapasite inşa etmekte değil, zaten üretilmiş olan enerjinin daha akıllıca yönetilmesinde yatıyor.
Özellikle yenilenebilir kaynaklardan elde edilen elektrik enerjisi söz konusu olduğunda.
Bulgaristan hem güneş hem de rüzgar enerjisi üretimi için iyi bir yerel potansiyele sahip. Ancak bu aynı zamanda yeni bir zorluk da yaratıyor. Yılın belirli dönemlerinde - örneğin güneşli yaz günlerinde veya kuvvetli rüzgarlarda - elektrik üretimi tüketimi aşabiliyor. Bu durumda elektrik fiyatları önemli ölçüde düşüyor, hatta bazen negatif değerlere ulaşıyor.
Diğer zamanlarda - kışın veya yenilenebilir kaynaklardan üretimin daha düşük olduğu durumlarda - durum tersine dönüyor ve elektrik fiyatları yükseliyor.
Prof. Terziev, "Basitçe söylemek gerekirse, bugün sık sık ihtiyacımız olmadığında ucuz enerjiye, tüketimin en yüksek olduğu zamanlarda ise daha pahalı enerjiye sahip oluyoruz" diye açıklıyor.
Araştırmalar ve teknolojiler ilerledikçe hidrojen Avrupa için önemli bir kaynak haline geliyor.
Hidrojen bir enerji bataryası olarak
Ekibin üzerinde çalıştığı çözüm yeşil hidrojenle ilgili.
Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen fazla elektrik, suyun elektrolizi yoluyla hidrojen üretmek için kullanılabiliyor. Hidrojen daha sonra sıkıştırılıp depolanıyor ve gerektiğinde tekrar elektrik veya ısı üretiminde kullanılabiliyor.
Bilim insanı, "Hidrojen özünde uzun vadeli bir enerji depolama aracı olarak görülebilir. Ucuz elektrik enerjisinin kaybolması yerine, en çok ihtiyaç duyulduğu anda kullanılabilecek bir enerji kaynağına dönüştürülüyor" diye belirtiyor.
Bataryalar saatler veya günler içinde depolama için uygunken, hidrojen enerjiyi çok daha uzun süreler boyunca depolama imkanı sunuyor.
Büyük potansiyel endüstride
Enerji depolamanın yanı sıra hidrojen bir dizi endüstriyel süreçte de uygulama alanı bulabiliyor.
Prof. Terziev'e göre en büyük potansiyel enerji yoğun üretimlerde yatıyor: çimento, cam, seramik, metalurji ve kimya endüstrisi.
"Bunlar süreçlerin çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleştiği ve karbonsuzlaştırmanın özellikle zor olduğu sektörler. Bu nedenle hidrojen hem Bulgaristan'da hem de tüm Avrupa'da umut verici çözümlerden biri olarak görülüyor" diye açıklıyor.
Bu nedenle TU - Sofya ekibi, mevcut yakıt tesislerinde hidrojeni doğal gazla karıştırmak için teknolojiler geliştiriyor. Bu sayede fosil yakıtın bir kısmı yenilenebilir kaynaklardan üretilen hidrojenle değiştirilebiliyor.
Hidrojenin yanması sırasında karbondioksit açığa çıkmıyor, ana ürün su buharı oluyor. Bu da birçok üretim sürecinin karbon ayak izini azaltma fırsatı yaratıyor.
Prof. Angel Terziev
Hidrojen kömür santrallerine de yardımcı olabilir mi?
Teknik Üniversite - Sofya'da halihazırda, hidrojenin mevcut yakıt süreçlerine entegrasyonu için çeşitli olanakların araştırıldığı özel bir hidrojen teknolojileri laboratuvarı faaliyet gösteriyor. Araştırılan yönlerden biri, geleneksel yakıtların hidrojenle kısmen değiştirilmesi. Böyle bir yaklaşım, karbon emisyonlarının ve dolayısıyla karbon kredisi satın alma maliyetlerinin azaltılmasına yol açabilir.
Avrupa Birliği'nde karbon emisyonlarının fiyatı şu anda kömür santralleri için ana maliyetlerden birini oluşturuyor. Piyasa koşullarına bağlı olarak krediler, ton karbondioksit başına onlarca avroya mal oluyor ve bu da üretilen elektriğin maliyetini doğrudan etkiliyor.
Prof. Terziev, "Hidrojen, daha düşük karbonlu enerji üretimine geçişi destekleme potansiyeline sahip, ancak her çözüm hem teknik hem de çevresel açıdan dikkatlice analiz edilmelidir" vurgusunu yapıyor.
Hidrojenin yanma sırasında karbondioksit üretmemesine rağmen, yüksek sıcaklıklarda azot oksitlerin oluşabileceğini hatırlatıyor. Bu nedenle karbon emisyonlarının azaltılmasının yanı sıra çevre üzerindeki genel etkinin de değerlendirilmesi gerekiyor.
Ancak en büyük zorluk teknolojik değil. Bilim insanlarına göre Bulgaristan'da hidrojen teknolojilerinin uygulanmasının önündeki temel engellerden biri, çözüm eksikliğinden değil, yeterince net bir düzenleyici çerçevenin bulunmamasından kaynaklanıyor.
Prof. Terziev, "Bu tür tesislerin güvenliğinden ve denetiminden sorumlu kurumlar doğal olarak temkinli yaklaşıyor. Bunun nedeni teknoloji eksikliği değil, güvenli işletimlerini garanti edecek açık kural ve standartlara duyulan ihtiyaçtır" diye açıklıyor.
Bu nedenle Teknik Üniversite - Sofya temsilcileri, Bulgaristan'daki hidrojen teknolojileri için düzenleyici çerçevenin güncellenmesi ve tamamlanması yönünde öneriler hazırlayan Bölgesel Kalkınma ve Bayındırlık Bakanlığı bünyesindeki bir çalışma grubunda yer alıyor.
Amaç, hem denetim organlarına hem de yatırımcılara ve iş dünyasına güven verecek net teknik ve güvenlik gerekliliklerinin getirilmesidir.
Avrupa hidrojene milyarlar yatırıyor
Avrupa düzeyinde hidrojen teknolojilerinin gelişimi hız kazanmış durumda.
Önümüzdeki yıllarda, enerji, ulaşım, sanayi ve bina sektörlerinde hidrojen çözümlerinin uygulanmasını teşvik edecek bir dizi finansman programının başlatılması bekleniyor. Belirli programa bağlı olarak hibe desteği %50'yi aşabilir ve bazı öncelikli alanlarda daha da yüksek seviyelere ulaşabilir. Teknik Üniversite - Sofya, hidrojen teknolojileri alanında önde gelen Avrupa araştırma kuruluşu olan Hydrogen Europe Research'in tam üyesidir.
Bu üyelik sayesinde Bulgar bilim insanları, Avrupa'nın dört bir yanındaki önde gelen üniversiteler, araştırma kuruluşları ve endüstriyel ortaklarla ortak bilimsel ve uygulamalı projelere katılıyor.
Avrupa stratejilerine göre hidrojen, karbon emisyonlarını azaltmanın en zor olduğu sektörlerde - ağır sanayi, yüksek sıcaklıkta proses ısısı üretimi, uzun mesafe taşımacılığı ve gelecekteki enerji sistemlerinin bir kısmı - giderek daha önemli bir rol oynayacak.
Prof. Terziev, "Birçok Avrupa ülkesinde hidrojenin sanayi ve enerjide kullanımına yönelik projeler halihazırda uygulanıyor. Mevcut gaz altyapılarına kademeli olarak entegrasyon olasılıkları da analiz ediliyor. Bu, hidrojenin yavaş yavaş bilimsel bir kavramdan gerçekten uygulanabilir bir teknolojiye geçtiğini gösteriyor" diye belirtiyor.
Akıllı sistem Smart End
Hidrojen araştırmalarına paralel olarak TU - Sofya ekibi, Smart End adında akıllı bir enerji yönetim sistemi de geliştiriyor.
Sistem, tek bir platformda fotovoltaik panelleri, rüzgar türbinlerini, bataryaları, hidrojen depolama sistemini ve elektrik dağıtım şebekesini birleştiriyor.
Algoritma, gerçek zamanlı olarak elektrik üretimini, anlık tüketimi ve piyasa fiyatlarını izliyor. Ardından her belirli anda hangi enerji kaynağının kullanılmasının en avantajlı olduğunu otomatik olarak belirliyor.
Elektrik fiyatı düşük olduğunda sistem bataryaları şarj edebiliyor veya hidrojen üretebiliyor. Fiyat yükseldiğinde ise birikmiş enerjiyi kullanıyor.
Kuvvetli güneş ışığı veya rüzgarda fazla enerji kaybolmuyor, depolamaya yönlendiriliyor. Bu şekilde...
TU - Sofya'daki bilim insanları, en değerli kaynağın enerji tesislerinin akıllı yönetimi olduğu bir sistem geliştiriyor.
