Sejak mesin pembakaran pertama digerakkan oleh hidrogen 200 tahun yang lalu, teknologi hidrogen telah menarik perhatian orang di seluruh dunia. Tujuan dari teknologi hidrogen adalah untuk membuat dan menggunakan hidrogen sebagai sumber energi bersih dan terbarukan yang dapat digunakan untuk menggerakkan mobil, rumah, dan berbagai tujuan komersial lainnya.
Hidrogen unik dalam kemampuannya untuk menjadi bahan bakar yang ringan dan padat energi tanpa emisi polutan langsung seperti gas rumah kaca. Ini penting karena diharapkan dapat mengurangi ketergantungan dunia pada bahan bakar fosil dan pada saat yang sama menurunkan emisi gas rumah kaca.
Dalam waktu dekat, hidrogen kemungkinan besar akan dibuat dari berbagai sumber energi, disimpan, dipindahkan ke tempat yang membutuhkannya, dan kemudian diubah menjadi panas dan listrik, menjadikannya sumber energi utama dunia.
Daftar Isi
Kondisi teknologi energi hidrogen saat ini
Perkembangan teknologi terkini dalam energi hidrogen
Masa depan teknologi energi hidrogen
Energi hidrogen: potensi dan tantangan
Kondisi teknologi energi hidrogen saat ini
Hidrogen adalah pembawa energi serbaguna yang dapat digunakan untuk mengurangi emisi karbon di berbagai bidang, seperti transportasi, bahan kimia, logam, bangunan, dan pembangkit listrik. Sektor-sektor ini sebelumnya dianggap sulit dalam hal pengurangan emisi.
Badan Energi Internasional (IEA) mengatakan bahwa hidrogen banyak digunakan dalam industri kimia dan petrokimia. Misalnya, digunakan untuk memurnikan minyak dan membuat amonia dan metanol. Itu juga digunakan untuk pengolahan logam dan produksi makanan. IEA lain melaporkan menyatakan bahwa hidrogen juga digunakan sebagai bahan bakar dalam eksplorasi ruang angkasa dan sebagai pemulung oksigen dalam perlakuan panas logam.
Berikut adalah beberapa kasus penggunaan aplikasi energi hidrogen yang saat ini sedang dalam produksi massal atau sedang membuat kemajuan atau terobosan yang signifikan.
- Logistik gudang: Sel bahan bakar hidrogen dapat menyalakan truk bersih, forklift, jack palet, dan kendaraan pabrik dalam ruangan lainnya yang membutuhkan pengisian bahan bakar cepat dan waktu kerja yang lama.
- Rantai pasokan global: Energi hidrogen dapat memberi truk jarak jauh dan kendaraan pengiriman lokal jangkauan dan tenaga yang mereka butuhkan sekaligus mengurangi emisi karbon dan polusi suara.
- Produksi kaca: Hidrogen digunakan untuk melelehkan bahan mentah seperti pasir silika pada suhu tinggi, menggantikan gas alam dan menurunkan emisi CO2.
- Produksi elektronik: Hidrogen digunakan sebagai "gas pembawa" untuk meletakkan lapisan tipis material pada wafer silikon, memungkinkan pembuatan sel surya dan microchip.
Electrolyser adalah perangkat yang menggunakan listrik untuk memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Perangkat ini dapat memberikan fleksibilitas sisi pasar yang lebih baik, karena mereka dapat menghasilkan hidrogen ketika ada kelebihan ketersediaan listrik terbarukan dan menggunakan hidrogen untuk menghasilkan listrik ketika ada kekurangan listrik terbarukan. Elektroliser juga dapat menghasilkan oksigen sebagai produk sampingan. Dapat digunakan untuk berbagai aplikasi industri atau dijual di pasaran.
Tidak seperti lainnya sumber energi terbarukan, hidrogen dapat dibuat dari berbagai bahan bakar dan mudah diangkut dalam berbagai bentuk. Kemudian dapat diubah menjadi listrik. Tapi hidrogen saat ini diproduksi terutama dari bahan bakar fosil. Oleh karena itu, emisi CO2 dari aplikasi energi hidrogen saat ini rekening untuk lebih dari 900 metrik ton per tahun.
Hidrogen adalah sumber energi bersih jika dibuat dari sumber rendah karbon seperti energi terbarukan, tenaga nuklir, atau bahan bakar fosil dengan penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS). Satu-satunya cara untuk mengurangi emisi karbon adalah beralih ke metode produksi hidrogen yang lebih bersih.
Hari ini, investasi dalam teknologi hidrogen dan pemerintahan mendukung meningkat. Lebih dari 30 negara memiliki peta jalan hidrogen, dan 228 proyek hidrogen berskala besar telah diumumkan di seluruh rantai nilai, dengan pengeluaran lebih dari $300 miliar hingga tahun 2030.
Perkembangan teknologi terkini dalam energi hidrogen
Beberapa terobosan dan inovasi baru-baru ini terkait dengan teknologi energi hidrogen. Yang menonjol antara lain:
- Departemen Energi AS (DOE) berfokus pada pengembangan teknologi yang dapat menghasilkan hidrogen dengan harga US$ 2 per kilogram pada tahun 2025 dan dengan harga US$ 1 per kilogram pada tahun 2030 melalui net-zero-carbon jalur.
- Peneliti di Fakultas Teknik Schulich Universitas Calgary telah mengembangkan jenis sel bahan bakar baru yang dapat langsung menggunakan metana atau bahan bakar hidrokarbon lainnya untuk menghasilkan listrik dengan efisiensi tinggi dan biaya rendah. Teknologi energi hidrogen yang inovatif ini meniadakan kebutuhan akan proses reformasi yang rumit dan mahal.
- Hidrogen hijau revolusi mempercepat berkat teknologi baru seperti elektrolisis, sel bahan bakar, penyimpanan hidrogen, dan pencampuran hidrogen. Hidrogen hijau adalah hidrogen yang dihasilkan dari sumber energi terbarukan, seperti angin dan matahari.
- Universitas Waterloo memiliki dikembangkan jenis sel bahan bakar baru yang bisa bertahan sepuluh kali lebih lama dari yang sudah ada. Sel bahan bakar menggunakan lapisan tipis platinum dan karbon untuk mengurangi degradasi dan meningkatkan daya tahan. Inovasi ini berpotensi mengurangi biaya kendaraan sel bahan bakar hidrogen (FCV) dan membuatnya lebih kompetitif dengan kendaraan tradisional.
Masa depan teknologi energi hidrogen
Momentum teknologi energi hidrogen sebagai sumber energi paling andal di masa depan tidak bisa dihentikan. Ini dapat memainkan peran kunci dalam energi bersih transisi dengan menyediakan sumber energi rendah karbon yang fleksibel untuk berbagai sektor.
Teknologi energi hidrogen memungkinkan pembuatan dan penggunaan listrik dari sumber terbarukan dalam skala besar sekaligus mengurangi emisi karbon. Namun peningkatan produksi, infrastruktur, perdagangan, dan penggunaan hidrogen memiliki beberapa tantangan.
Energi hidrogen: potensi dan tantangan
Tingginya biaya kemajuan teknologi untuk produksi, transportasi, penyimpanan, dan penggunaan hidrogen merupakan salah satu tantangan teknologi energi hidrogen. Tantangan lainnya adalah menarik lebih banyak investasi untuk proyek hidrogen dan meningkatkan koordinasi di antara berbagai pemangku kepentingan dalam rantai nilai hidrogen.
Masalah-masalah ini dapat dipecahkan dengan membuat penelitian dan pengembangan menjadi lebih baik, menurunkan biaya modal, dan membuat hidrogen lebih berharga. Kita juga harus mengembangkan kebijakan dan peraturan yang mendukung, serta mendorong kolaborasi dan komunikasi di antara berbagai aktor.
Dengan mengatasi tantangan ini, teknologi energi hidrogen dapat memainkan peran kunci dalam transisi energi bersih dan berkontribusi pada tujuan iklim global, yang mengarah ke “Ekonomi Hidrogen”.
