Hidrogen adalah alternatif bersih untuk bahan bakar fosil karena tidak memancarkan gas rumah kaca atau polutan. Namun, memproduksi hidrogen dalam skala besar dan mengimplementasikannya di berbagai sektor merupakan tugas yang panjang dan menantang. Gulir ke bawah untuk mempelajari tentang pasar energi hidrogen, aplikasinya yang beragam, dan proyeksi masa depan.
Daftar Isi
Pasar generasi hidrogen global
Kegunaan hidrogen
Masa depan hidrogen
Pasar generasi hidrogen global
Global hidrogen pasar generasi diperkirakan akan tumbuh pada CAGR sebesar 10.5% menjadi USD 263.5 miliar pada tahun 2027. Meningkatnya permintaan hidrogen untuk sel bahan bakar pada kendaraan listrik dan roket di industri kedirgantaraan mendorong kemajuan pasar.
Selain itu, kebijakan ekonomi di mana negara berjanji untuk mencapai dekarbonisasi global pada tahun 2050 telah mendorong pertumbuhan pasar. Pada tahun 2020, Uni Eropa membentuk unik hidrogen kebijakan yang mendukung inisiatif produksi hidrogen hijau.
Asia Pasifik diperkirakan menjadi pasar terbesar untuk hidrogen generasi pada tahun 2022, dengan China merupakan bagian terbesar. Siemens Energy (Jerman), ENGIE (Prancis), dan Linde plc (Irlandia) adalah pemain global utama di bidang ini.
Artikel ini membahas semua hal yang harus diketahui investor tentang hidrogen sebagai sumber energi, penerapannya, dan masa depannya.
Apa itu hidrogen?
Hidrogen adalah gas alami dan salah satu unsur kimia yang paling melimpah, terhitung 75% dari massa alam semesta. Ini adalah alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk metana. Air, hewan, tumbuhan, dan manusia semuanya mengandung hidrogen atom. Meskipun ditemukan di hampir semua makhluk hidup, hidrogen sebagai gas sangat langka.
Hidrogen dapat diproduksi dari sumber daya yang berbeda, termasuk energi nuklir, biogas, gas alam, dan energi terbarukan seperti matahari dan angin. Namun tantangan terbesar adalah memanfaatkan hidrogen sebagai gas dalam skala besar untuk bahan bakar bisnis.
Mengapa hidrogen dianggap penting untuk masa depan?
Selama bertahun-tahun, gas alam digunakan sebagai bahan bakar panas dan listrik di rumah dan bisnis. Di Amerika, 47% rumah bergantung pada gas alam dan 36% pada listrik, sementara 85% rumah tangga di Inggris bergantung pada gas.
Metana adalah konstituen utama gas alam yang berasal dari ladang minyak dan gas. Industri terus menggunakan gas alam karena tersedia, hemat biaya, dan merupakan alternatif yang lebih bersih dari batu bara, bahan bakar fosil paling kotor yang secara historis diandalkan banyak negara untuk memanaskan dan menghasilkan listrik.
Ketika gas alam dibakar, menghasilkan energi yang berharga; namun, ia melepaskan karbon dioksida ke atmosfer, berkontribusi pada perubahan iklim. Sebaliknya, hidrogen hanya mengeluarkan uap air sebagai produk sampingan.
Bagaimana hidrogen hijau berbeda dari hidrogen abu-abu dan biru?
Hidrogen biru diproduksi menggunakan sumber daya tak terbarukan melalui dua metode berbeda. Metode yang paling umum adalah reformasi metana uap, yang menghasilkan hidrogen curah dan menyumbang sebagian besar produksi global. Reformer digunakan dalam metode ini untuk mereaksikan uap pada suhu dan tekanan tinggi dengan metana dan katalis nikel.
Metode kedua adalah reformasi termal otomatis, di mana oksigen, karbon dioksida, atau uap bereaksi dengan metana untuk menghasilkan hidrogen. Kerugian dari kedua metode ini adalah bahwa mereka memiliki karbon sebagai produk sampingan, yang memerlukan penangkapan dan penyimpanan karbon untuk menjebak dan menyimpan karbon ini.
Sebagai alternatif, hidrogen hijau juga dapat diproduksi dengan menggunakan listrik untuk menggerakkan elektroliser, yang memisahkan hidrogen dari molekul air. Ini menghasilkan hidrogen murni dan tidak melepaskan produk sampingan apa pun. Manfaat tambahan menggunakan listrik adalah memungkinkan untuk mengalihkan kelebihan listrik ke elektrolisis, sehingga digunakan untuk menghasilkan gas hidrogen yang dapat disimpan untuk kebutuhan energi masa depan.
Terakhir, hidrogen abu-abu dihasilkan dari bahan bakar fosil, harganya relatif murah, dan biasanya digunakan untuk membuat pupuk. Sayangnya, untuk setiap 1 kg hidrogen abu-abu yang dihasilkan, 10 kg karbon dioksida dilepaskan ke atmosfer. Akibatnya, ini dianggap sebagai bentuk hidrogen yang paling tidak terbarukan.
Kegunaan hidrogen
Hidrogen memiliki berbagai aplikasi dan digunakan dalam proses industri yang berbeda. Di Amerika Serikat, hampir semua hidrogen digunakan untuk memurnikan minyak bumi, mengolah makanan, memproduksi pupuk, dan merawat logam. Kilang minyak di negara ini menggunakan hidrogen untuk mengurangi kandungan sulfur bahan bakar.
Digunakan untuk eksplorasi luar angkasa
Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional (NASA) telah menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar roket sejak tahun 1950-an. NASA adalah yang pertama memberi daya pada sistem kelistrikan pesawat ruang angkasa dengan sel bahan bakar hidrogen.
Sel bahan bakar hidrogen menghasilkan listrik
Dengan menggabungkan atom oksigen dan hidrogen, hidrogen sel bahan bakar menghasilkan listrik. Seperti baterai, hidrogen bereaksi dengan oksigen dalam sel elektrokimia untuk menghasilkan listrik. Ada berbagai jenis sel bahan bakar yang tersedia untuk aplikasi yang berbeda.
Sel bahan bakar kecil dapat memberi daya pada ponsel dan komputer. Sebaliknya, sel bahan bakar besar dapat memberi daya pada jaringan listrik, menyediakan daya darurat di gedung, dan memasok listrik di area yang tidak terhubung ke jaringan listrik.
Pada tahun 2021, terdapat sekitar 166 generator tenaga listrik sel bahan bakar yang beroperasi di 113 outlet di Amerika Serikat, dengan total kapasitas sekitar 260 megawatt (MW). Dengan kapasitas pembangkit sekitar 16 MW, Sel Bahan Bakar Bridgeport (Connecticut) adalah fasilitas pembangkit sel bahan bakar tunggal terbesar.
Fasilitas terbesar berikutnya, Red Lion Energy Center di Delaware, memiliki kapasitas pembangkit listrik sebesar 6 MW. Hampir semua sel bahan bakar yang beroperasi ini menggunakan gas alam pipa sebagai sumber hidrogen, sementara yang lain menggunakan gas TPA dan biogas.
Digunakan di pembangkit listrik
Ada minat yang meningkat untuk digunakan hidrogen di pembangkit listrik di Amerika Serikat. Beberapa pembangkit listrik telah mengumumkan keinginan mereka untuk beroperasi dengan campuran bahan bakar gas alam-hidrogen dalam turbin gas pembakaran. Misalnya, fasilitas Pembangkit Energi Long Ridge 485 MW di Ohio, yang memiliki turbin pembakaran gas-api yang menggunakan campuran bahan bakar hidrogen 95% gas alam/5% hidrogen, berencana untuk menggunakan 100% hidrogen hijau yang diproduksi menggunakan sumber daya terbarukan.
Contoh lain adalah pabrik Intermountain Power Agency di Utah, yang berencana untuk mengubah fasilitas listrik berbahan bakar batu bara yang ada menjadi fasilitas berbahan bakar gas gabungan yang pada awalnya akan menggunakan hingga 30% hidrogen dan akhirnya menggunakan 100% hidrogen hijau.
Digunakan dalam kendaraan
Di bawah Undang-Undang Kebijakan Energi tahun 1992, hidrogen dianggap sebagai alternatif pengganti bahan bakar kendaraan. Ada minat yang meningkat pada hidrogen karena dapat menggerakkan sel bahan bakar pada kendaraan tanpa emisi, memiliki potensi efisiensi tinggi, dan menawarkan potensi yang menjanjikan untuk produksi dalam negeri.
Sel bahan bakar bisa 2 sampai 3 kali lebih efektif daripada mesin pembakaran internal yang ditenagai oleh bahan bakar fosil. Hidrogen juga dapat digunakan untuk bahan bakar mesin pembakaran internal, tetapi melepaskan nitrogen oksida.
Kendaraan berbahan bakar hidrogen lebih sedikit saat ini karena sel bahan bakar mahal, dan jumlah stasiun pengisian bahan bakar hidrogen terbatas. Ada sekitar 48 stasiun hidrogen yang tersedia di Amerika Serikat, dan hampir semuanya berada di California.
Negara-negara yang beralih ke ekonomi hidrogen hijau
Australia: Meskipun memiliki kehadiran yang dapat diabaikan di pasar hidrogen hijau, Australia telah bekerja sama dengan berbagai organisasi untuk mengembangkan proyek tenaga surya dan angin yang mempromosikan produksi hidrogen terbarukan.
Kanada: Kanada memiliki segmen hidrogen dan sel bahan bakar yang berkembang pesat berkat kemitraan bersama dan investasi dari sektor swasta dan publik. Pemain global di segmen ini, seperti Ballard Power Systems dan Hydrogenics, juga berbasis di Kanada.
Tiongkok: Kendaraan hidrogen dibebaskan dari pajak di negara ini, dan hidrogen dipandang sebagai alat transportasi yang berpotensi menghilangkan karbon. Selanjutnya, Wuhan dianggap sebagai kota hidrogen karena berencana untuk membuka setidaknya 100 pengisian bahan bakar stasiun untuk kendaraan sel bahan bakar oleh 2025.
Jepang: Jepang adalah pemimpin dunia dalam pembuatan sel bahan bakar hidrogen berkat produsen mobil Toyota dan Honda. Bangsa ini juga ingin beralih dari gas alam cair ke hidrogen hijau.
Masa depan hidrogen
Permintaan hidrogen
Dalam jangka pendek, hidrogen akan digunakan di sektor-sektor dengan tekanan masyarakat untuk mendekarbonisasi. Perusahaan barang konsumen di UE semakin tertarik pada sumber energi terbarukan.
Hidrogen diharapkan untuk mendekarbonisasi bahan baku industri dan pembangkit listrik dalam waktu dekat. Dalam jangka panjang, produksi amoniak dan bahan bakar hidrokarbon sintetik yang berasal dari hidrogen akan memungkinkan dekarbonisasi sektor yang paling sulit dikurangi, seperti penerbangan.
Pasokan hidrogen
Penggunaan hidrogen hanya akan menjadi lebih umum jika biaya hidrogen hijau turun secara signifikan. Hidrogen biru kemungkinan besar akan digunakan untuk memenuhi permintaan jika harga tinggi dalam jangka pendek.
Distribusi hidrogen
Sistem distribusi yang efisien akan tersedia untuk memasok hidrogen, termasuk jalur pipa yang terhubung dengan baik serta kapal dan truk. Karena berdedikasi hidrogen jaringan tidak akan didistribusikan secara luas seperti jaringan gas alam saat ini, distribusi hidrogen melalui truk akan diperlukan. Impor melalui jalur pipa dan kapal akan sangat penting dalam memenuhi permintaan domestik.
Mengingat tingginya biaya transportasi, hidrogen lokal yang dihasilkan dari listrik terbarukan berbiaya rendah akan tetap bersaing dengan hidrogen impor. Seiring meningkatnya permintaan hidrogen, produksi terpusat melalui struktur jalur pipa ke penyimpanan skala besar akan menjadi lebih menarik.
Perspektif kebijakan
Eropa kemungkinan besar akan menggerakkan industri hidrogen, membuka peluang baru di kawasan lain, seperti memproduksi elektroliser dan sel bahan bakar di Asia dan mengekspor sumber daya terbarukan dari Timur Tengah dan Amerika Utara.
Biaya elektroliser dan sel bahan bakar harus dikurangi untuk pasokan hidrogen jangka pendek. Namun, hidrogen akan selalu lebih mahal daripada bahan bakar fosil, sehingga memerlukan insentif kebijakan agar kompetitif.
