Jalur Menuju Hidrogen Hijau

Potensi hidrogen sebagai sumber bahan bakar bersih sangatlah besar.

Lagi pula, ketika hidrogen dibakar dalam sel bahan bakar, produk sampingan utama yang dihasilkan adalah uap air. Dalam jumlah yang cukup, bahan bakar hidrogen dapat memberi daya pada jaringan listrik yang membuat Anda tetap menyala, memanaskan bangunan tempat Anda bekerja dan berbelanja, secara dramatis mengurangi jejak karbon kendaraan Anda, dan terus memainkan perannya sebagai bahan baku penting dalam industri seperti produksi kimia, petrokimia, dan baja yang kita semua andalkan.

Jadi, Anda mungkin bertanya-tanya: Mengapa semua orang tidak mengganti bahan bakar fosil dengan hidrogen?

Hidrogen itu sendiri merupakan sumber bahan bakar bebas karbon yang bersih. Tetapi biasanya diproduksi dengan menggunakan bahan bakar padat karbon seperti gas alam dan batu bara, baik secara langsung maupun sebagai sumber energi yang digunakan untuk menghasilkan listrik dalam jumlah yang sangat besar yang dikonsumsi dalam metode produksi bersih.

Dalam beberapa tahun terakhir, sekitar 6% gas alam global dan 2% batu bara global telah mencapai produksi hidrogen, menurut Forum Ekonomi Dunia. Total emisi CO₂ yang dihasilkan sekitar 830 juta ton karbon dioksida per tahun, setara dengan gabungan emisi CO₂ Inggris dan Indonesia, menurut laporan yang sama dari Forum Ekonomi Dunia.

Metode produksi hidrogen yang paling umum saat ini tidak dirancang dengan mempertimbangkan inovasi dan aspek keberlanjutan. Hidrogen hijau, di sisi lain, adalah hidrogen hijau.

Apa yang dimaksud dengan hidrogen hijau?

Agar dianggap “hijau” atau ramah lingkungan, hidrogen harus diproduksi tidak hanya dengan menggunakan proses nol karbon, tetapi juga dengan sumber energi terbarukan seperti angin dan matahari. 

Bagaimana Anda menghasilkan hidrogen hijau?

Metode terbersih untuk produksi hidrogen adalah elektrolisis, menggunakan elektrolisis bertenaga listrik untuk memisahkan molekul air (H₂O) menjadi hidrogen dan oksigen. Selain itu, kemurnian hidrogen menentukan peran yang dapat dimainkannya dalam ekonomi hidrogen, sehingga kotoran harus dihilangkan dari hidrogen melalui proses pemisahan.

Dalam kelas sains, Anda mungkin telah melihat proses ini terjadi dalam elektrolisis skala kecil, yang terbuat dari gelas berisi air, beberapa strip atau kabel logam yang terhubung ke baterai, dan dua tabung reaksi untuk mengumpulkan hidrogen dan oksigen yang terpisah.

Dalam skala industri, cukup memilih energi terbarukan untuk memberi daya pada alat elektrolisis akan menghasilkan proses produksi hidrogen hijau.

Apa saja penggunaan hidrogen hijau?

Hidrogen hijau dapat digunakan dalam aplikasi apa pun yang mengandalkan hidrogen yang diproduksi dengan metode tradisional intensif karbon. Ini berarti dapat membantu banyak industri dan proses bergerak menuju netralitas karbon termasuk:

• Pembangkit listrik
• Transportasi
• Manufaktur farmasi
• Pemurnian kaca
• Penyulingan minyak
• Manufaktur semikonduktor

Apa saja tantangan dalam produksi hidrogen hijau?

Terlepas dari semua kelebihannya, ada beberapa hambatan yang harus diatasi dalam perjalanan kita untuk menggunakan hidrogen hijau yang luas dan layak secara ekonomi. Berikut adalah beberapa tantangannya:

Elektrolisis adalah proses yang sangat intensif terhadap energi.

Hingga tersedia sumber daya bersih yang luas, andal, dan ekonomis, biaya produksi hidrogen hijau dalam skala besar akan tetap dilarang.

Elektrolisis membutuhkan banyak air.

Anda memerlukan pasokan air yang signifikan yang memenuhi standar kemurnian tertentu, yang dapat menempatkan batasan geografis pada lokasi fasilitas produksi hidrogen hijau.

Infrastruktur perlu dibangun.

Meskipun kami memiliki infrastruktur gas alam yang kuat, tidak dapat dengan mudah digunakan kembali untuk transportasi. Hidrogen memiliki kecenderungan untuk membuat rapuh baja dan mengalami fraktur, sehingga kemungkinan akan membutuhkan jalur pipa khusus.

Apa dampak yang diharapkan dari hidrogen hijau pada transisi energi global?

Menurut Tinjauan Hidrogen Global Badan Energi Internasional 2022, permintaan hidrogen secara keseluruhan di seluruh dunia mencapai 94 juta ton pada tahun 2021, dan diperkirakan mencapai 115 – 130 juta ton pada tahun 2030. Memenuhi permintaan masa depan dengan metode produksi hidrogen yang ada, meskipun memungkinkan, bukan solusi berkelanjutan.

Hidrogen hijau akan sangat penting dalam memungkinkan transisi energi global, terutama untuk sumber energi yang:

• Kendaraan listrik dan pesawat terbang
• Memanaskan rumah dan kantor
• Menghasilkan listrik
• Proses industri dekarbonisasi

Apa yang dilakukan untuk mempercepat produksi hidrogen hijau?

Di tengah upaya global untuk bertransisi ke masa depan yang kurang intensif karbon, para insinyur kami mengembangkan teknologi membran berlapis katalis (CCM) baru untuk produksi hidrogen hijau yang dapat membantu menurunkan biaya produksi dengan memungkinkan kinerja elektrolisis yang lebih besar. Membran berlapis katalis ini saat ini sedang diuji oleh produsen electrolyzer, di mana membran ini memungkinkan efisiensi electrolyzer yang lebih tinggi dan kepadatan arus listrik yang lebih tinggi menggunakan teknologi terobosan. 

Selain perkembangan pada CCM, teknologi pemurnian hidrogen kami bekerja pada tekanan tinggi dari aliran proses yang mengandung hidrogen untuk menghilangkan kontaminan seperti oksigen, air dan nitrogen. Hal ini memungkinkan hidrogen dipulihkan dan ditingkatkan ke lebih dari 99,9% kemurnian untuk memenuhi kebutuhan pemurnian.

Honeywell juga bekerja menuju masa depan hidrogen hijau melalui investasi baru-baru ini di bidang Hidrogen Listrik, sebuah perusahaan yang mengembangkan generasi baru teknologi elektrolisis throughput tinggi. Kolaborasi kami dengan Electric Hydrogen akan meningkatkan pemahaman kami tentang industri electrolyzer dan mendukung kebutuhan masa depannya dengan inovasi seperti membran berlapis katalis.

Untuk mempercepat transisi ke ekonomi hidrogen hijau, Amerika Serikat baru-baru ini menyetujui Undang-Undang Pengurangan Inflasi tahun 2022, yang mencakup serangkaian insentif yang bertujuan untuk mendukung infrastruktur bahan bakar alternatif, pusat hidrogen bersih regional, dan banyak lagi.

Bersama lembaga pemerintah di seluruh dunia dan perusahaan sektor swasta lainnya, kami berfokus untuk mengatasi tantangan produksi dan transportasi hidrogen hijau di sepanjang jalan menuju ekonomi berbasis hidrogen. Pelajari lebih lanjut tentang apa yang dilakukan Honeywell untuk memperpendek jalur kita menuju masa depan hidrogen hijau.