Air Sebagai Sumber Energi: Potensi dan Tantangan Teknologi Hidrogen

Air sebagai sumber energi adalah konsep yang memanfaatkan energi yang terkandung dalam air untuk menghasilkan tenaga listrik atau bentuk energi lainnya. Salah satu bentuk utama adalah Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), di mana aliran air dari bendungan digunakan untuk memutar turbin yang terhubung dengan generator listrik, menghasilkan energi tanpa emisi karbon. 

Selain itu, ada juga Pembangkit Listrik Tenaga Air Mikro (PLTMH) yang beroperasi dalam skala kecil, sering kali di daerah terpencil, serta teknologi lainnya seperti energi pasang surut, ombak, dan arus laut yang memanfaatkan kekuatan alami air untuk menghasilkan energi. Meskipun memiliki banyak keuntungan, termasuk sebagai sumber energi terbarukan yang ramah lingkungan, setiap metode ini menghadapi tantangan tersendiri, seperti biaya tinggi, dampak lingkungan, dan kebutuhan infrastruktur yang signifikan. 

Pengembangan teknologi dan inovasi lebih lanjut diperlukan untuk memaksimalkan potensi air sebagai sumber energi yang berkelanjutan dan mendukung transisi global menuju energi bersih. Krisis energi global dan perubahan iklim juga telah memicu kebutuhan mendesak untuk beralih dari bahan bakar fosil ke sumber energi yang lebih bersih dan berkelanjutan. Salah satu solusi yang sering dibahas adalah hidrogen.

Bahan bakar hidrogen (hydrogen fuel) merupakan bahan bakar tanpa emisi yang digunakan sebagai bahan bakar bagi pembangkitan listrik bersama dengan oksigen menggunakan suatu unit yang dinamakan dengan hydrogen fuel cell, yang mirip dengan baterai, sebuah fuel cell memiliki kutub anoda dan katoda dimana hidrogen (H2) serta oksigen (O2) dialirkan ke dua kutub berbeda tersebut. Reaksi antara kedua kutub tersebut akan menghasilkan listrik serta uap air (H2O).Teknologi hidrogen adalah bidang yang berkembang pesat dalam upaya menghasilkan energi bersih dengan memanfaatkan hidrogen sebagai bahan bakar. 

Hidrogen dapat dihasilkan melalui berbagai metode, termasuk elektrolisis air yang memisahkan hidrogen dari oksigen menggunakan listrik, terutama dari sumber energi terbarukan. Hidrogen yang dihasilkan kemudian dapat digunakan dalam sel bahan bakar untuk menghasilkan listrik dengan hanya menghasilkan air sebagai produk sampingan, menjadikannya sumber energi yang ramah lingkungan. Selain itu, hidrogen juga dapat digunakan dalam transportasi, industri, dan penyimpanan energi, menjadikannya elemen kunci dalam upaya dekarbonisasi berbagai sektor ekonomi. Meskipun menawarkan potensi besar untuk mengurangi emisi karbon, hidrogen juga memiliki tantangan dalam penerapannya. Hidrogen memiliki potensi besar sebagai sumber energi masa depan yang bersih, terutama ketika dihasilkan dari air melalui proses elektrolisis. 

Teknologi ini memungkinkan kita untuk memisahkan hidrogen dari air menggunakan listrik, menghasilkan hidrogen yang dapat digunakan sebagai bahan bakar tanpa emisi karbon. Meskipun potensi hidrogen sebagai energi masa depan sangat besar, ada sejumlah tantangan teknis dan ekonomi yang perlu diatasi untuk mewujudkannya sebagai solusi yang praktis dan terjangkau.

Dalam artikel ini, kami akan mengeksplorasi potensi hidrogen sebagai sumber energi dari air, mengkaji tantangan yang dihadapi dalam teknologi ini, serta menawarkan beberapa solusi untuk mengatasi kendala yang ada. Hidrogen dapat menjadi jawaban bagi tantangan energi bersih global, namun untuk mencapai potensi penuhnya, diperlukan upaya kolektif dalam inovasi teknologi, kebijakan, dan investasi.

a.Potensi Hidrogen sebagai Sumber Energi Bersih.

Hidrogen dikenal sebagai unsur kimia yang paling melimpah di alam semesta, tetapi jarang ditemukan dalam bentuk bebas di Bumi. Hidrogen biasanya terikat dalam senyawa seperti air (HO) dan hidrokarbon. Ketika dipisahkan dan digunakan sebagai bahan bakar, hidrogen menghasilkan energi melalui proses yang disebut elektrokimia dalam sel bahan bakar, di mana hidrogen bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan listrik, air, dan panas. Proses ini hampir tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca, menjadikannya sumber energi yang sangat bersih. Selain itu, hidrogen tidak hanya menawarkan solusi teknis, tetapi juga memberi peluang untuk menciptakan masa depan yang lebih hijau. Dengan memanfaatkan hidrogen sebagai bahan bakar yang dihasilkan dari air, kita bisa mengurangi ketergantungan pada sumber energi yang merusak lingkungan, seperti bahan bakar fosil, sekaligus menurunkan emisi karbon secara drastis.

Menurut data dari International Energy Agency (IEA), pasar hidrogen global berpotensi tumbuh secara signifikan di tahun-tahun mendatang, terutama karena peningkatan investasi dalam teknologi hidrogen hijau yang dihasilkan dari elektrolisis air menggunakan energi terbarukan seperti matahari dan angin. Diperkirakan bahwa pada tahun 2050, hidrogen dapat berkontribusi hingga 18% dari total kebutuhan energi global, dengan kapasitas produksi mencapai 500 juta ton per tahun. Hal ini menunjukkan potensi besar hidrogen dalam mendukung transisi energi global menuju sumber energi yang lebih bersih dan berkelanjutan.

Keunggulan hidrogen lainnya adalah fleksibilitasnya. Hidrogen dapat digunakan dalam berbagai sektor seperti transportasi, industri, dan pemanasan. Di sektor transportasi, misalnya, kendaraan berbahan bakar hidrogen dapat menawarkan jangkauan lebih jauh dan waktu pengisian yang lebih singkat dibandingkan dengan kendaraan listrik berbaterai. Dalam industri, hidrogen dapat digunakan untuk proses yang membutuhkan suhu tinggi, seperti produksi baja, yang sulit di dekarbonisasi dengan teknologi lain.