Biyokütle kaynaklı sentez gazından hidrojen üretiminin ve entegre bir güç üretim sisteminin incelenmesi

Teknolojinin gelişmesi ve endüstriyel büyüme ile birlikte kesintisiz enerjiye olan talep hızla artmaktadır. Özellikle, ülkemizde büyük oranda dışa bağımlı temin edilen fosil kaynaklı yakıtların rezervlerinin gün geçtikçe azaldığı günümüzde ihtiyaç duyulan enerjinin biyokütle, jeotermal, güneş ve rüzgâr gibi sürdürülebilir, yerli ve yenilenebilir kaynaklardan üretilmesi önem kazanmıştır. Bununla birlikte, fosil kaynaklı yakıtlara alternatif temiz yakıt teknolojilerinin geliştirilmesi ve uygulanması da geleceğe yönelik endişelerin giderilmesi bakımından önemlidir. Bu noktada, moleküler olarak doğada yaygın olmamasına rağmen, çeşitli yöntemlerle doğadaki farklı kaynaklardan üretilebilen ve yüksek enerji içeriğine sahip olan hidrojen gazı alternatif bir yakıt olarak öne çıkmaktadır. Gelecekte hidrojene dayalı teknolojilerin gelişerek artmasıyla birlikte, birleşik hidrojen ve güç üretim sistemlerinin ekonomik ve verimli bir şekilde uygulanmasının, enerjide arz ve talep dengesinin sürdürülebilir kılınmasına büyük katkı sağlayacağı öngörülmektedir. Bu çalışmada, biyokütlenin gazlaştırılmasıyla oluşan sentez gazından termokimyasal proses işlemleri ile hidrojen üretiminin incelenmesi ve hidrojen üretim prosesinin ihtiyaç duyduğu enerjinin karşılanması için yenilenebilir kaynaklı bir güç üretim sisteminin modellenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, yüksek saflıkta hidrojen üretimi sağlayan bir hidrojen üretim prosesi ile entegre jeotermal ve güneş enerjisi destekli olmak üzere iki ayrı güç üretim sistemi modellenmiştir. Modellenen entegre hidrojen ve güç üretim sistemleri Aspen HYSYS paket programı vasıtasıyla bilgisayar destekli benzetim yapılarak incelenmiştir. Ayrıca, ekserji analizi yöntemi kullanılarak, modellenen hidrojen ve güç üretim sistemlerinin performansları ayrı ayrı incelenmiş, enerji ve ekserji verimlilikleri değerlendirilmiştir. Böylece, yerli ve yenilenebilir bir kaynak olan biyokütle esaslı sentez gazından katma değeri yüksek hidrojen gazının üretildiği bir sistem ile beraber hidrojen üretim prosesine entegre olarak yine yenilenebilir kaynakların kullanıldığı hibrit bir güç üretim sisteminin yapılabilirliği araştırılmıştır.