Hidrojen, enerji geçişinin bir parçası olarak kademeli olarak doğal gazın yerini alacaktır. Bununla birlikte, hidrojen üretimi genişletildiğinde, hammadde sıkıntısı, artan fiyatlar ve birkaç ihracatçı ülkeye bağımlılık riski vardır. Alman uzmanlara göre, buna karşı koymak için araştırma ve geliştirmenin yanı sıra hassas teslimat planlaması gerekiyor.
Hidrojen, suyun hidrojen ve oksijene ayrıldığı bir elektroliz işlemi kullanılarak üretilebilir. Elektroliz yenilenebilir enerji kullanarak çalışıyorsa, yeşil hidrojenden bahsediyoruz.
Elektrolizin farklı biçimleri vardır ve bazıları, yetersiz miktarda bulunan skandiyum ve iridyum gibi kimyasal elementlerle çalışır. Alman Hammadde Kurumu (Dera) tarafından yapılan bir araştırmaya göre, sürdürülebilirlik için tasarlanmış bir senaryoda 2040 yılında skandiyum talebi yaklaşık 24 ton olabilir – bu, 2018’de üretilen miktarın iki buçuk katından fazla olacaktır. İridyum söz konusu olduğunda, tahmin, gereksinimin 34 ton ile beş kat daha yüksek olacağını bile varsayar.
Dera’dan Viktoriya Tremareva, iridyumun şu anda yeri doldurulamaz kabul edildiğini söylüyor. Kıymetli metal esas olarak Güney Afrika ve Rusya’da platin ve paladyumun bir yan ürünü olarak çıkarılıyor. Dera, “İridyum üretiminde önemli bir artış olası değil” diyor. “Üretim kesintisi durumunda, 2021’de gözlemlenebileceği gibi, dramatik fiyat artışları olabilir.”
Scandium ise ağırlıklı olarak Çin’den geliyor. Bunu, Ukrayna’ya yönelik saldırıdan bu yana Batı için artık arzu edilen bir ticaret ortağı olmayan Rusya izledi. Ancak Dera burada daha fazla madencilik fırsatı görüyor – örneğin Kanada ve Filipinler’de.
Ancak, Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’nün (KIT) Uygulamalı Yerbilimleri Enstitüsü’nden Christoph Hilgers, üretim için bir yatak hazırlamanın ve hammaddeleri gerçekten kullanılabilir hale getirmenin birkaç yıl sürdüğünü söylüyor.
Ancak, piyasa yalnızca talep uzun vadeli olduğunda yatırım yapar. Hilgers, hidrojen niyetlerinin ne kadar ciddi olduğuna bakıldığını söylüyor. Bunu değerlendirmek için küresel bir görüşe ihtiyacınız var. “Almanya büyük bir sanayi ülkesidir. Ama yeni mevduatlar sadece bir ülke için açılmıyor.”
Baden-Württemberg’deki Güneş Enerjisi ve Hidrojen Araştırma Merkezi’nden Maike Schmidt, alkali elektroliz için hiçbir nadir metal gerekmese de, diyor. Bununla birlikte, Ukrayna’da savaş başlamadan önce Almanya ve Avrupa’nın Rusya’dan yaptığı ithalatın yaklaşık yüzde 35 ila 50’sini aldığı nikele ihtiyaç var. Alternatifler olmasına rağmen, özellikle nikel işleme ağırlıklı olarak Çin’de yoğunlaşmıştır. “Bu, akut bir darboğaz teşkil etmeyen ancak izlenmesi gereken yeni jeopolitik bağımlılıklara yol açabilir.”
Kıtlık, hammadde fiyatlarının yükselmesini ve sonuç olarak elektrolizörler – elektroliz sistemleri – ve hidrojen için artan maliyetleri tehdit ediyor. Schmidt, “Bu artışların ne ölçüde gerçekleşeceğini öngörmek şu anda mümkün değil” diyor. Ancak, kritik hammaddelerin kullanımını azaltmaya yönelik araştırma ve geliştirme, böyle bir senaryoya karşı koymalıdır.
Bu, sözde polimer elektrolit membran elektrolizinde daha az iridyum kullanılmasını içerir. Schmidt, “Hidrojen üretimi için piroliz süreçleri gibi diğer teknolojiler geliştirilme aşamasındadır, ancak gelecekte büyük ölçekli, iklim nötr hidrojen üretiminde elektroliz teknolojisinin yerini yalnızca küçük bir ölçüde alabilir.”
Dera jeoloğu Tremareva, iridyumun yerini alması için de araştırma yapıldığını açıklıyor. Ayrıca, geri dönüştürülmesi kolaydır ve gelecekte daha az yük ile daha fazla bileşen için kullanılabilir. “Su elektrolizörlerinin ekonomik verimliliğini artırmaya yönelik araştırma faaliyetlerinin, potansiyel olarak kritik ham maddeler için gelecekteki talep üzerinde genel olarak olumlu bir etkiye sahip olacağını varsayıyoruz.”
Elektrolizör üreticisi olarak Siemens Energy’den Claudia Nehring şöyle açıklıyor: “Hidrojen ekonomisinin artması için, sağlam tedarik zincirleri oluşturmak ve ayrıca tedarikçilerde seri üretime geçmek önemlidir.” Siemens Energy’de, onlar güveniyor stratejik satın alma ve geniş bir küresel tedarikçi tabanı kullanma. Ürünlerin verimliliği sürekli olarak artırılmakta ve malzeme kullanımı iyileştirilmektedir. Hammaddelerin yaklaşık yüzde 90’ı yeniden kullanılabilir.
Ancak KIT araştırmacısı Hilgers, geri dönüşümün ayrıca yüksek sıcaklıklar ve çok fazla enerji gerektirdiğini açıkça belirtti. Metaller için yapılan kazılar zeminde delikler bıraktı. Yeşil teknoloji ve yenilenebilir enerjiler hakkında konuşurken bu tür yönler bazen göz ardı edilir.
