[caption caption="Sumber gambar: www.jagatreview.com"][/caption]
Energi menjadi komponen penting bagi kelangsungan hidup manusia karena hampir semua aktivitas kehidupan manusia sangat tergantung pada ketersediaan energi yang cukup. Di tengah menipisnya sumber energi berbahan fosil, tentu sumber energi lain sangat mendesak diperlukan. Saya pikir, Hidrogen dapat menjadi solusi dari beragam pilihan yang ada. Dan Pertamina harus segera mencanangkan ataupun mengarapnya dari sekarang.
Diketahui Hidrogen (H2) merupakan gas diatomik yang sangat mudah terbakar dan merupakan unsur kimia yang teringan di dunia. Pada suhu dan tekanan standar, hidrogen tidak berwarna, tidak berbau, bersifat nonlogam dan bervalensi tunggal. Gas hidrogen biasanya dihasilkan secara industri dari berbagai senyawa hidrokarbon, seperti metana melalui steam reforming.
[caption caption="Hidrogen, energi alternatif pengganti BBM di masa depan, www.kompasiana.com"]
Steam reforming adalah metode produksi hidrogen menggunakan proses thermo-kimia yang melibatkan gas methan dan uap air pada suhu tinggi. Proses konvensional steam reforming terjadi pada suhu 800-900 Celcius yang dihasilkan dari bahan bakar fosil. Bahan bakar fosil bisa diganti dari PLTN untuk meminimalkan energi-loss dengan cara dipasang berpasangan (couple) yang memerlukan modifikasi metode. Panas dari pembakaran methan memisahkan molekul uap air menjadi hidrogen seperti reaksi pada tabel di bawah ini .
[caption caption="Ada 2 reaksi kimia yang terjadi, pertama adalah reaksi reforming secara endothermic dengan katalis pada suhu tinggi. Kedua adalah reaksi shift secara exothermic."]
Keuntungan metode Steam Reforming adalah metode paling efisien sampai saat ini, teknologi yang sudah terbukti, dan biaya produksi paling rendah. Kerugian metode ini tanpa menggunakan PLTN adalah ketergantungan pada bahan bakar fosil dan menghasilkan CO2. Penggunaan PLTN memungkinkan dengan modifikasi metode seperti gambar di bawah ini dengan efisiensi 70%.
[caption caption="Metode steam reforming menggunakan PLTN, menggunakan High Temperature engineering Tested Reactor (HTTR)."]
Gas hidrogen juga dapat dihasilkan dari air melalui proses elektrolisis yakni metode paling umum untuk produksi hidrogen dengan cara memisahkan molekul air menggunakan listrik, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini.
[caption caption="Skema proses elektrolisis menggunakan panas High Temperature Reactor (HTR). "]
Reaksi fundamental dari metode ini adalah sebagai berikut:
Kerugian metode ini adalah kebutuhan listrik sangat besar dan tanpa Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) akan sangat tidak efisien dan timbul polusi). Efisiensi 25-45% dan efisiensi dapat meningkat sampai 90% kalau dipasangkan dengan PLTN. Namun, seperti yang telah dikatakan, proses ini secara komersial lebih mahal daripada produksi hidrogen dari gas alam.
Yang harus diketahui, hidrogen bukanlah sumber energi (energy source) melainkan pembawa energy (energy carrier). Artinya, hydrogen tidak tersedia bebas di alam atau dapat ditambang layaknya sumber energi fosil. Bila dianggap sebagai sumber energi, hidrogen adalah sumber energy sekunder. Artinya, ia hanya mengurangi penggunaan energi primer dalam suatu perangkat atau alat.
Energi hidrogen merupakan sumber energi bersih. Suplai energi yang dihasilkan hanya mengeluarkan uap air sebagai emisi selama berlangsungnya proses. Hidrogen terbilang senyawa yang tidak begitu berbahaya karena dengan kemampuannya yang cepat menguap di udara. Reaksi pembakarannya relative lebih lambat dibandingkan bensin. Tetapi, yang paling menarik adalah bahan bakar hidrogen sama sekali tidak memberi kontribusi terhadap efek rumah kaca. Karena tingkat kemurniannya yang tinggi dan tidak melepaskan karbondioksida(CO2) saat diproduksi.
Produksi hidrogen dari air (H2O) merupakan cara utama untuk mendapatkan hidrogen dalam skala besar. Banyak metode proses dalam menghasilkan hidrogen. Dan saya yakin bahwa hidrogen akan menjadi sumber energi di masa depan, terutama dalam bentuk fuel cell. Apalagi Hidrogen adalah unsur paling melimpah dengan persentase kira-kira 75% dari total massa unsur alam semesta.
Fuel cell adalah alat konversi energi elektrokimia yang akan mengubah hidrogen dan oksigen menjadi air, secara bersamaan menghasilkan energi listrik dan panas dalam prosesnya. fuel cell merupakan suatu bentuk teknologi sederhana seperti baterai yang dapat diisi bahan bakar untuk mendapatkan energinya kembali, dalam hal ini yang menjadi bahan bakar adalah oksigen dan hidrogen.
[caption caption="Teknologi Fuel cell "]
Pengembangan Gas Hidrogen di Indonesia
Gas hidrogen sudah banyak digunakan untuk bahan baku industri kimia. Selain itu, ternyata gas hidrogen juga dapat digunakan sebagai bahan bakar transportasi dan fuel cell. Dan saat ini, telah dikembangkan juga produksi hidrogen dari gasifikasi batubara yakni suatu proses untuk mengubah batubara menjadi fuel gas yang kaya akan CO dan H2 yang bernilai bakar. Proses Gasifikasi bertujuan untuk menghasilkan produk gas yang sesuai dengan penggunaannya baik sebagai sumber energi atau sebagai bahan baku industri kimia.
[caption caption="Gas hidrogen digunakan sebagai bahan bakar transportasi, www.otomotif.xyz"]
Pengembangan energi hidrogen menggunakan teknologi gasifikasi batubara, mengingat cadangan batubara Indonesia sangatlah berlimpah dan sebagian besar merupakan batubara kualitas rendah. Sehingga untuk memanfaatkan dan juga mengoptimalkan pemanfaatan batubara tersebut perlu dikembangkan suatu teknologi yang bersih atau biasa disebut clean coal technology melalui proses gasifikasi batubara.
[caption caption="Produksi hidrogen dari gasifikasi batubara, www. alatberat.com"]
Di indonesia sendiri, pengembangan teknologi gasifikasi batubara untuk memproduksi bahan bakar gas hidrogen oleh Pertamina perlu dikembangkan. Salah satu alasannya adalah hidrogen sedikit atau malah tidak mengeluarkan CO2. Kita tahu CO2 adalah gas rumah kaca yang mengakibatkan pemanasan global. Pada tahun 2025, hidrogen diharapkan akan memberikan kontribusi sebesar 0,25% dalam bauran energi nasional atau sekitar enam juta setara barel minyak (SBM). Untuk itu, kajian dan arahan dari pemerintah untuk menggunakan gas hidrogen sebagai pengganti bahan bakar minyak (BBM) harus segera dapat dicanangkan ke depan.
Bila dalam implementasinya diperuntukan untuk bahan bakar transportasi, maka perlu dibangun plant dengan total kapasitas produksi sekitar 257.000 ton gas hidrogen. Gambaran harga hidrogen saat ini dalam skala produksi adalah US$ 3,5 per kilogram. Satu kilogram (1 kg) hidrogen sama dengan empat liter bensin.
Namun, dalam perkembangannya, harga hidrogen berpotensi berada di bawah harga internasional untuk BBM jenis premium. Untuk mencapai target dalam bauran energi nasional, diperlukan pembangunan plant hidrogen dengan total kapasitas produksi rata-rata 17.133,3 ton per tahun. Bila itu tercapai, akan memberikan dampak positif terhadap pengurangan emisi rata-rata 299.953,2 ton CO2 per tahun. Sedangkan dampak positif pada aspek sosial ekonomi adalah tersedianya lapangan pekerjaan sehingga dapat mengurangi angka pengangguran.
Daya tarik hidrogen terutama dalam bentuk sel bahan bakar hidrogen (hydrogen fuel cells). Penerapannya menjanjikan bahan bakar yang tidak terbatas dan tidak menyebabkan polusi, sehingga menyebabkan ketertarikan banyak perusahaan energi terkemuka di dunia, industri otomotif, maupun pemerintahan. Saat ini, kegunaan hydrogen fuel cells sangatlah bermacam-macam. Di Amerika Serikat (AS) misalnya, hydrogen telah dimanfaatkan untuk bahan bakar transportasi baik untuk bus ataupun prototipe hampir semua perusahaan otomotif di AS dan pasar global. Selain itu, juga digunakan untuk pembangkit tenaga di perumahan, perkantoran dan dalam aplikasi kendaraan militer.
[caption caption="www.kompasiana.com"]
Rupanya, hidrogen tidak hanya dapat diterapkan sebagai bahan bakar alat transportasi. Teknologi fuel cell dapat juga diaplikasikan pada perangkat bergerak, khususnya telepon seluler. Teknologi ini ke depannya dapat menggantikan peran batu baterai pada telepon genggam.
Meski memiliki prospek cerah, pengembangan hidrogen memerlukan dana investasi yang tidak sedikit. Pendanaan pembangunan industri teknologi gasifikasi untuk produksi bahan bakar gas di samping berasal dari pemerintah, sangat diharapkan juga peran BUMN sekelas Pertamina dan juga sektor lain. Pemerintah bisa berkontribusi secara tidak langsung dengan memberikan subsidi tariff dan kredit investasi yang ditetapkan melalui feed in tarif dan insentif pendanaan. Sedangkan pihak Pertamina ataupun sektor lain diharapkan dapat menyediakan modal secara langsung untuk membiayai pembangunan industri teknologi gasifikasi untuk produksi gas hidrogen tersebut. Total investasi yang dibutuhkan sekitar US$ 228,2 juta per tahun.
Untuk berinvestasi di bidang hidrogen bukanlah perkara mudah, ada kendala dan tantangan yang harus dihadapi. Kendala itu di antaranya belum ada regulasi dan standardisasi dalam pemanfaatan gas hidrogen terutama untuk transportasi. Selain itu, belum ada identifikasi dan akses yang layak untuk pengembangan energi hidrogen di sektor transportasi. Tantangan lain, meskipun merupakan bahan bakar bersih, tetapi biaya produksinya masih tinggi serta memerlukan investasi yang tinggi pula untuk infrastruktur baru.
Sebagai bahan bakar, cara penyimpanan gas hidrogen membutuhkan konstruksi tangki bahan bakar yang berbeda dengan mobil biasa. Cara penyimpanan hydrogen cair juga bisa dibilang kompleks sebab konstruksi tangki tidak hanya harus tahan bocor, tetapi juga mampu menjaga agar hidrogen tetap dalam kondisi cair pada suhu -253 derajat Celcius. Untuk menjaga suhu rendah yang bisa membekukan air ini, diperlukan sistem pendukung yang praktis dan efisien yang saat ini juga perlu untuk dikembangkan.
[caption caption="Cara penyimpanan gas hidrogen membutuhkan konstruksi tangki bahan bakar yang berbeda dengan mobil biasa,tehnologihijau.blogspot.com."]
Konsumen tentu akan membutuhkan bahan bakar yang ekonomis, ramah lingkungan sekaligus aman. Teknologi dan pengetahuan dalam penggunaan bahan bakar secara aman, dapat ditemukan pada hidrogen. Jadi hidrogen sangat potensial sebagai energi bahan bakar yang mendukung penciptaan lingkungan yang bersih dan mengurangi ketergantungan mengimpor sumber energi. Sebelum energi memainkan peranan yang besar dan menjadi alternatif, banyak fasilitas dan sistem yang harus dipersiapkan, seperti fasilitas untuk memproduksi hidrogen, penyimpanan, dan pemindahannya. Namun saya yakin Indonesia dan Pertamina pasti bisa.
Baca konten-konten menarik Kompasiana langsung dari smartphone kamu. Follow channel WhatsApp Kompasiana sekarang di sini: https://whatsapp.com/channel/0029VaYjYaL4Spk7WflFYJ2H
