Dünyanın en büyük hidrojen elektroliz tesisi

PEM’in açılımı polimer elektrolit zar olarak tanımlanabilir ve onunla aslında su ve elektrik kullanılarak hidrojen üretmek için tasarlanmış bir süreç kastedilmektedir. 2 yıllık bir araştırma projesinin bir parçası olan bu tesisin ortakları arasında Siemens, Rhein Main Üniversitesi, Lind ve Mainz (Almanya) belediye altyapı hizmetleri şirketi bulunmaktadır. Mainz’daki bu tesisin küçük rüzgar çiftliklerinin enerji ağları ve enerji dalgalanmalarındaki dar boğazlarla ilgilenmeye yetecek kadar büyük bir kapasitesi var. Tesis, büyük ölçüde hemen yanı başındaki rüzgar türbinlerinden temin ettiği elektrikten faydalanarak hidrojen üretiyor. Yenilenebilir enerji kullanılarak üretilen hidrojen, bir enerji depolama aracı olarak doğalgaz ağına aktarılabilir veya endüstriyel süreçlerde kullanılabilir ya da yakıt piliyle çalışan arabalara enerji verebilir. Esnek tesis Siemens bu tesisin Simatic control birimleriyle donatılmış elektroliz sistemlerinden oluşan merkezini Ulrich Kreutzer kurmuştu. Bunun dışında Siemens ayrıca Sinamic dönüştürücülerle bir adet gazla yalıtılmış orta gerilim anahtarlama (20 kV) sisteminin düşük ve yüksek gerilim kaynağı birimlerini besleyen GEAFOL transformatörleriyle donatılmış orta gerilim istasyonlarını da kurmuştu. Bu enerji çiftliğinin aynı zamanda kontrol sistemlerinin tamamı da Simatic tabanlı. Onun bakımı ise aynı zamanda hidrojenin saflaştırılmasından, yoğunlaştırılmasından, depolanmasından ve doldurulmasından da sorumlu olan Linde tarafından yapılıyor. Burada Rhein Main Üniversitesi bilimsel denetim hizmeti sunuyor. Bu proje tüm bileşenlerin karşılıklı etkileşimlerini analiz ediyor. Mesela elektrolizle kompresör arasındaki etkileşimler veya enerji ile doğalgaz ağlarının eşleştirilmesi gibi. Bu elektrolizin içinde alkalin elektroliz kullanan konvansiyonel yöntemin aksine bir proton-iletken zar (PEM) ile oksijen ve hidrojenin ayrıştırıldığı iki elektrot arasında bir duvar yaratılıyor. Sonuçta bu yeni PEM elektrolizörü milisaniyeler içinde dinamik tepki verebiliyor ve üretimde bir sıçrama olsa bile hiç zorlanmaksızın ihtiyaç fazlası enerji üretimiyle kolaylıkla başa çıkabileceği anlamına gelecek şekilde kendi enerji değerinin 1,5 katıyla baş edebiliyor. Mükemmel enerji kaynağı Hidrojenin çok yönlülüğü müthiş bir avantaj. O tekrar elektriğe dönüştürülebilir, araçlara enerji verebilir veya doğalgazın temel bileşeni olan metan gazını üretmek için hidrojen (H2) ile CO2’nin reaksiyona girdiği bir süreçle metanize edilebilir. Enerji bu şekilde mevcut doğalgaz altyapılarında depolanabilir ve ısıtmada ya da araçlara enerji verilmesinde kullanılabilir. Hidrojen aslında mükemmel bir enerji kaynağı olmaktan da fazlasıdır. Aynı zamanda kimya endüstrisi için de çok önemli bir hammaddedir. Oysa günümüzde bu hammadde neredeyse tamamıyla doğalgazdan üretiliyor. Ancak üstün bir alternatifle hidrojeni yenilenebilir elektrik ile doğalgaz kullanılmasına kıyasla çok daha rekabetçi bir maliyete üretmek mümkün. İşte bu noktada hidrojen, sera gazı karbondioksit ile birlikte çok yönlü bir “rüya takım” oluşturabilir. Burada işin püf noktası, kimya endüstrisinde önemli bir ara ürün olan karbon monoksitin (CO) bugün fosil enerji kaynaklarından üretiliyor olmasında yatmaktadır. Oysa onun yerine bu ara ürün geriye yan ürün olarak sadece su bırakacak şekilde CO2 ve H2’den de üretilebilir. Bu reaksiyon Bayer’in bilim dünyasından ortaklarıyla birlikte geliştirdiği özel katalizörler kullanılarak gerçekleştiriliyor. Bu arada bir başka katalizör de organik kimyanın bir diğer önemli temel cevheri olan formik asiti üretebilir.