Hidrogen hijau adalah salah satu janji besar transisi energi, karena menawarkan cara untuk menyimpan dan menggunakan energi tanpa emisi karbon. Jenis hidrogen ini diproduksi melalui proses yang disebut elektrolisis air, yang memisahkan hidrogen dan oksigen menggunakan listrik yang dihasilkan oleh sumber terbarukan seperti tenaga surya dan angin. Terlepas dari manfaatnya, hidrogen hijau menghadapi serangkaian tantangan yang harus kita waspadai untuk menilai potensinya sebagai alternatif yang tepat bahan bakar fosil.
Dalam artikel ini, kami mengeksplorasi isu-isu utama yang mempengaruhi pengembangan hidrogen hijau, beserta fitur, kelebihan dan kekurangannya, untuk mendapatkan gambaran lengkap tentang apa yang sebenarnya ditawarkan oleh teknologi ini.
produksi hidrogen hijau
Hidrogen biasanya tidak ditemukan secara terpisah di alam, tetapi biasanya terikat dengan molekul lain, seperti air. Dalam elektrolisis, kita menerapkan arus listrik untuk memecah molekul air (H2O) menjadi hidrogen (H2) dan oksigen (O2). Proses ini hanya dapat berkelanjutan jika listrik yang digunakan berasal dari sumber yang bersih, seperti energi matahari atau angin. Oleh karena itu hidrogen yang dihasilkan dengan teknik ini disebut hidrogen hijau.
Sebaliknya, sebagian besar hidrogen yang dihasilkan saat ini berasal dari bahan bakar fosil, seperti gas alam atau minyak. Jenis ini, yang dikenal sebagai hidrogen abu-abu, banyak digunakan dalam industri kimia dan kilang. Namun, produksinya menghasilkan karbon dioksida (CO) dalam jumlah besar2), yang membuatnya tidak berkelanjutan dari sudut pandang lingkungan.
Meskipun banyak kemajuan telah dicapai dalam produksi hidrogen ramah lingkungan, teknologi ini masih relatif baru dan masih jauh dari skalabel. Di dunia, 99% hidrogen yang digunakan masih berasal dari bahan mentah fosil, sehingga menghasilkan emisi global tahunan sebesar 900 juta ton COXNUMX.2.
penyimpanan energi
Salah satu karakteristik terpenting hidrogen hijau adalah kemampuannya menyimpan energi. Energi terbarukan, seperti matahari dan angin, adalah salah satu sumber energi terbarukan tanda berbelok, yang berarti kadang-kadang energi tersebut menghasilkan lebih banyak energi daripada yang dapat dikonsumsi, dan di lain waktu energi tersebut tidak menghasilkan energi yang cukup.
Hidrogen dapat mengatasi hal ini dengan bertindak sebagai akumulator. Ketika terdapat kelebihan listrik terbarukan, maka dapat digunakan untuk menghasilkan hidrogen melalui elektrolisis. Selanjutnya hidrogen ini dapat digunakan sebagai bahan bakar mesin, permesinan atau bahkan sebagai bahan baku proses industri. Dengan cara ini, hidrogen hijau dapat membantu menyimpan kelebihan energi terbarukan dan menggunakannya ketika sumber daya terbarukan langka.
Selain bertindak sebagai akumulator energi, hidrogen hijau tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca saat digunakan, sehingga menjadikannya elemen kunci bagi lingkungan hidup. dekarbonisasi sektor industri, transportasi dan energi.
Masalah hidrogen hijau
Kelemahan utama hidrogen hijau adalah biaya produksinya yang tinggi. Meskipun hidrogen adalah unsur paling melimpah di alam semesta, proses memperolehnya dari air memakan biaya yang mahal karena konsumsi energi yang diperlukan untuk elektrolisis. Bahkan dengan listrik yang berasal dari sumber terbarukan, biayanya masih tinggi.
Masalah lain yang dihadapi hidrogen hijau adalah efisiensi energi yang rendah metode produksi dan transportasi saat ini. Menurut penelitian, sekitar 80% energi yang digunakan dalam proses produksi hidrogen ramah lingkungan hilang. Inefisiensi energi ini merupakan hambatan besar dalam penerapannya dalam skala besar.
Selain itu, pengangkutan dan penyimpanan hidrogen juga rumit. Gas ini memiliki kepadatan energi yang rendah dibandingkan dengan bahan bakar lain, yang berarti bahwa penyimpanan dan pengangkutan energi dalam jumlah yang sama memerlukan tangki dan saluran pipa yang jauh lebih besar. Bahan ini juga sangat mudah terbakar, sehingga meningkatkan risiko keselamatan.
Tantangan penting lainnya adalah risiko lolos. Molekul hidrogen sangat kecil, jauh lebih kecil dibandingkan molekul metana atau gas alam, sehingga lebih sulit untuk ditampung. Jika hidrogen bocor ke atmosfer, hal ini dapat mempengaruhi iklim seperti halnya gas rumah kaca, karena dapat mempengaruhi tingkat metana dan senyawa atmosfer lainnya.
Berapa biaya untuk memproduksi hidrogen?
Salah satu hambatan terbesar dalam pengembangan hidrogen ramah lingkungan adalah biayanya. Sebuah studi baru-baru ini memperkirakan bahwa produksi hidrogen hijau melalui elektrolisis dapat menghasilkan keuntungan mulai dari €3,23 per kilogram jika sumber energi terbarukan digunakan. Beberapa perkiraan optimis menunjukkan bahwa dalam beberapa tahun biaya dapat diturunkan menjadi €2,5 per kilogram.
Namun, angka-angka ini sangat bergantung pada beberapa faktor, seperti harga listrik dan biaya alat elektroliser, yang saat ini masih cukup besar. Saat ini, memproduksi hidrogen ramah lingkungan jauh lebih mahal dibandingkan memproduksi hidrogen abu-abu atau biru, sehingga menyebabkan banyak industri terus memilih alternatif ini.
El hidrogen abu-abu Ini adalah cara yang paling umum dan termurah, namun produksinya melibatkan pembakaran bahan bakar fosil, menjadikannya pilihan yang tidak ramah lingkungan. Di sisi lain, hidrogen biru, yang diperoleh dari gas alam tetapi menangkap dan menyimpan CO2 dihasilkan, ini merupakan pilihan yang mengurangi emisi, meskipun masih kurang berkelanjutan dibandingkan hidrogen hijau.
keuntungan
Hidrogen hijau memiliki beberapa keuntungan kunci yang menjadikannya alternatif yang sangat menarik untuk mendekarbonisasi sektor-sektor yang sulit untuk dialiri listrik:
- pengurangan emisi: Produksi dan penggunaannya tidak mengeluarkan polusi atau gas rumah kaca. Ini adalah bahan bakar yang benar-benar bersih bila diperoleh melalui energi terbarukan.
- Penyimpanan energi: Bertindak sebagai solusi untuk menyimpan kelebihan energi dari sumber terbarukan dan melepaskannya saat dibutuhkan, sehingga memperluas kapasitas energi terbarukan.
- Aplikasi yang luas: Ia berfungsi sebagai bahan bakar dalam transportasi, sebagai perantara pembangkit energi dan sebagai bahan baku dalam industri kimia.
- Dekarbonisasi sektor industri: Sektor-sektor seperti transportasi udara, transportasi laut, dan industri berat bergantung pada bahan bakar dengan kepadatan energi tinggi yang hanya dapat ditawarkan oleh hidrogen.
kerugian
Terlepas dari kelebihan hidrogen hijau, kita juga harus mempertimbangkannya kerugian pertunjukan itu:
- Biaya produksi yang tinggi: Proses elektrolisis masih mahal, terutama dibandingkan dengan hidrogen abu-abu.
- Kesulitan transportasi dan penyimpanan: Hidrogen memerlukan infrastruktur khusus untuk disimpan dan diangkut dengan aman, sehingga menambah biaya tambahan.
- risiko keamanan: Hidrogen sangat mudah terbakar dan pengangkutannya dapat menimbulkan risiko jika tidak ditangani dengan benar.
- Efisiensi energi rendah: Sebagian besar energi yang diinvestasikan dalam produksi hidrogen hijau hilang dalam proses produksi dan transportasi.
Singkatnya, hidrogen hijau mewakili salah satu teknologi paling menjanjikan untuk transisi energi dan dekarbonisasi sektor-sektor yang tidak memiliki alternatif yang jelas melalui elektrifikasi langsung. Namun keberhasilannya akan sangat bergantung pada pengurangan biaya produksi, peningkatan efisiensi, dan pengembangan infrastruktur yang diperlukan untuk penyimpanan dan transportasi.