Havacılıkta Hidrojen Dönemi: Geleceğin Yakıtı mı, Ulaşılmaz Bir Hayal mi?

Küresel Isınma ve Havacılığın Zorlayıcı Gerçeği

Modern dünyanın en hızlı ulaşım yolu olan havacılık sektörü, aynı zamanda karbon emisyonlarının da önemli kaynaklarından biri olarak görülüyor. Jet yakıtlarının yanması sonucu atmosfere salınan karbondioksit, küresel ısınmanın en belirgin nedenlerinden biri haline geldi. 2023 yılında yalnızca havacılıktan kaynaklanan karbondioksit salımı, küresel emisyonların yaklaşık yüzde 2,5’ine ulaştı.
Artan uçuş sayıları, büyüyen hava trafiği ve uluslararası taşımacılığın gelişmesi, sektörün çevresel etkilerini tartışmaya açtı. Bu noktada bilim insanları ve mühendisler, “hidrojen”i geleceğin temiz yakıt alternatifi olarak öne çıkarıyor. Ancak hidrojenin vaat ettiği çevreci avantajların yanında teknik, güvenlik ve ekonomik zorluklar da gündemin odağında.

Hidrojenin Temel Özellikleri ve Enerji Potansiyeli

Hidrojen (H₂), evrende en fazla bulunan element olmasına rağmen, doğada serbest halde bulunmaz. Bu nedenle enerji kaynağı olarak kullanılmadan önce üretilmesi gerekir. Üretim yöntemine göre farklı sınıflara ayrılır:
Gri hidrojen, doğal gazdan elde edilir ve ciddi miktarda karbondioksit açığa çıkarır. Mavi hidrojen, aynı yöntemle üretilse de karbonun bir kısmı depolanarak çevresel etkiler azaltılır. Yeşil hidrojen ise yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen elektrikle sudan elektroliz yöntemiyle üretilir ve çevre açısından en temiz seçenektir.
Enerji yoğunluğu açısından bakıldığında, bir kilogram hidrojen, jet yakıtına göre yaklaşık üç kat daha fazla enerji taşır. Ancak hacim olarak bakıldığında, bir litre hidrojenin enerji miktarı jet yakıtının yalnızca dörtte biri kadardır. Bu nedenle hidrojenin taşınması ve depolanması havacılıkta büyük mühendislik değişikliklerini gerektirir.

Hidrojen Uçaklarda Nasıl Kullanılabilir?

Hidrojen, uçak motorlarında iki farklı şekilde kullanılabilir. İlk yöntem, yakıt hücreleri aracılığıyla hidrojeni elektriğe dönüştürmek ve bu elektrikle pervaneleri çalıştırmaktır. Bu sistem karbon salınımı yapmaz ve sessiz bir uçuş sağlar. Ancak yakıt hücreleri aşırı ısı üretir ve bu ısının uzaklaştırılması için özel soğutma sistemlerine ihtiyaç vardır. Bu da uçağın ağırlığını artırarak verimi düşürür.
İkinci yöntem ise hidrojenin doğrudan gaz türbinlerinde yakılmasıdır. Bu teknoloji mevcut jet motorlarına daha yakın olduğu için daha uygulanabilir görünmektedir. Fakat hidrojenin hızlı yanma özelliği nedeniyle motor kontrolü zordur ve yüksek sıcaklıklarda azot oksit (NOₓ) salınımı artabilir. Bu da “karbonsuz uçuş”un, “emisyonsuz uçuş” anlamına gelmediğini gösterir.

Depolama ve Güvenlik En Büyük Engeller

Hidrojenin uçaklarda kullanılabilmesi için en kritik sorunlardan biri depolamadır. Geleneksel uçaklar yakıtı kanat içi tanklarda taşırken, hidrojenin sıvı halde depolanabilmesi için –253 °C gibi aşırı düşük sıcaklıklara ihtiyaç vardır. Bu da özel yalıtımlı kriyojenik tankların geliştirilmesini zorunlu kılar.
Ancak hidrojenin en küçük molekül olması nedeniyle sızma riski oldukça yüksektir. Sızıntı durumunda tutuşma olasılığı fazladır ve alevi gözle görülmez, bu da müdahaleyi zorlaştırır. Bu yüzden güvenlik sistemleri, yalıtım malzemeleri ve sensör teknolojileri son derece gelişmiş olmak zorundadır. Ayrıca bu tankların uçağın gövdesine nasıl entegre edileceği hâlâ tartışma konusudur.

Altyapı ve Maliyet Sorunları

Hidrojenle çalışan uçakların yaygınlaşabilmesi için sadece uçak tasarımlarının değil, havaalanı altyapılarının da tamamen değişmesi gerekmektedir. Hidrojenin üretimi, taşınması, depolanması ve uçaklara güvenli şekilde aktarılması için yeni sistemler kurulmalıdır.
Bugün dünyadaki çoğu havaalanında jet yakıtı altyapısı hazır durumdayken, hidrojen sistemlerinin kurulması milyarlarca dolarlık yatırım gerektiriyor. Bu maliyetin uzun vadede bilet fiyatlarına yansıyabileceği öngörülüyor.

Hidrojenli Havacılığın Geleceği

Avrupa Birliği’nin desteklediği Clean Aviation gibi projeler, hidrojen temelli uçakların 2035 yılına kadar hizmete girmesi için çalışmalar yürütüyor. Ancak bu hedefin henüz teknik ve ekonomik açıdan mümkün olup olmadığı belirsizliğini koruyor.
Airbus, hidrojenli uçak konseptlerini geliştirse de üretim tarihini ileriye erteledi. Motor üreticileri ise kısa vadede daha uygulanabilir bir çözüm olarak SAF (Sürdürülebilir Havacılık Yakıtı) kullanımına yöneliyor. SAF, mevcut jet motorlarında kullanılabiliyor ve altyapı değişikliği gerektirmiyor.
Uzmanlara göre hidrojen, havacılıkta devrim yaratabilecek bir enerji taşıyıcısı olsa da, önündeki mühendislik, güvenlik ve ekonomik engeller aşılmadan kısa vadede ticari uçuşlarda yer alması zor görünüyor.

Kaynak: Zeki Ersin Yıldırım