Saat ini, penggunaan clean energy menjadi salah satu fokus dalam mewujudkan keberlanjutan, khususnya di sektor industri. Salah satu sumber energi yang memiliki potensi penggunaan masif adalah energi hidrogen.
Hidrogen adalah unsur yang umum ditemukan dalam proses industri. Menariknya, elemen ini berpotensi dikelola menjadi bahan bakar dan sumber energi listrik. Ingin tahu seluk-beluk energi hidrogen? Baca artikel ini hingga akhir!
Apa Itu Energi Hidrogen?
Energi hidrogen terkenal sebagai pembawa energi yang bersih dan serbaguna berkat fleksibilitasnya untuk digunakan di berbagai sektor, mulai dari bahan bakar kendaraan hingga pembangkit listrik, meski penyimpanannya membutuhkan teknologi khusus.
Secara umum, hidrogen dapat diperoleh melalui dua metode, yaitu reformasi metana uap yang menghasilkan karbon dioksida dan elektrolisis yang dapat menghasilkan hidrogen hijau apabila didukung oleh energi terbarukan.
Namun, kini metode produksi hidrogen terus berkembang dengan munculnya gasifikasi biomassa, fotoelektrolisis, dan proses termokimia yang dinilai dapat meningkatkan efisiensi.
Lantas, mengapa energi hidrogen dilirik sebagai salah satu energi bersih? Dibandingkan dengan bahan bakar fosil, energi ini menghasilkan air dan panas dengan metode tertentu sehingga emisi lebih rendah.
Sebagai elemen paling ringan dalam tabel periodik, hidrogen dapat diangkut dalam bentuk gas, cairan, maupun padatan. Bahan baku pembuatannya pun beragam, mulai dari air, biomassa, batu bara, dan gas alam.
Lalu, hidrogen memiliki kandungan energi tertinggi dibandingkan dengan bahan bakar umum lainnya berdasarkan berat, yaitu sekitar tiga kali lipat dari bensin. Meski begitu, dalam bentuk cairan, hidrogen memiliki energi yang lebih rendah daripada bensin, yaitu sekitar empat kali lebih kecil.
Baca juga: Laporan Tahunan PT Chandra Daya Investasi Tbk (CDI)
Apakah Energi Hidrogen Aman Sebagai Bahan Bakar?
Pada dasarnya, energi hidrogen aman digunakan sebagai bahan bakar selama diolah dengan tepat dan didukung oleh infrastruktur yang memadai. Hidrogen juga mudah menguap dan cepat hilang di udara serta tidak beracun.
Walau begitu, hidrogen sangat mudah terbakar dan menimbulkan api yang hampir tak kasatmata sehingga penanganannya lebih rumit, terlebih jika terjadi kebocoran di area yang tidak memiliki sensor khusus.
Itulah mengapa setiap fasilitas pengolahan energi hidrogen harus memiliki sistem modern yang mengatur proses operasional secara ketat untuk mencegah kebocoran dan risiko lainnya yang membahayakan.
Cara Menggunakan Energi Hidrogen
Energi hidrogen dapat dimanfaatkan melalui tiga cara, yaitu:
1. Pembakaran
Energi hidrogen dapat dibakar pada turbin atau mesin pembakaran. Dalam prosesnya, hidrogen akan bereaksi dengan oksigen, lalu menghasilkan uap air dan panas. Karena dipanaskan pada suhu tinggi, proses ini menghasilkan sedikit nitrogen oksida.
2. Fuel Cell
Fuel cell energi hidrogen adalah “baterai” yang dapat menghasilkan listrik melalui reaksi hidrogen dan oksigen. Fuel cell umumnya terdiri dari membran elektrolit, anoda (tempat terjadinya reaksi oksidasi atau pelepasan elektron), dan katoda (tempat terjadinya reaksi reduksi atau penerimaan elektron).
Cara kerja fuel cell adalah sebagai berikut: pertama, atom hidrogen akan terpecah menjadi proton dan elektron pada anoda. Kemudian, proton melewati membran elektrolit, sedangkan elektron menghasilkan aliran listrik. Lalu, oksigen, elektron, dan proton bergabung untuk menghasilkan panas dan air di katoda.
Fuel cell hanya menghasilkan uap air sehingga dinilai lebih ramah lingkungan. Mekanisme ini ideal untuk pembangkit listrik, kendaraan hijau, dan cadangan energi. Saat ini, banyak teknologi fuel cell dikembangkan, seperti polymer electrolyte membrane, direct methanol, phosphoric acid, dan lain-lain.
3. Penyimpanan
Hidrogen dapat disimpan sebagai gas pada tangki bertekanan atau cairan dalam tangki kriogenik. Setiap metode penyimpanan disesuaikan dengan kegunaannya. Misalnya, gas hidrogen umumnya digunakan untuk skala besar, sementara hidrogen cair digunakan untuk transportasi.
Baca juga: Apa Itu Sustainable Energy? Kenali Sejumlah Manfaatnya!
Kegunaan Energi Hidrogen
Salah satu kegunaan utama energi hidrogen adalah sebagai bahan bakar. Hal ini berkat karakteristiknya yang mudah terbakar dan kemampuan menyimpan energi. Hidrogen dapat digunakan pada kendaraan dan pembangkit listrik. Bus dan mobil dapat memanfaatkan energi hidrogen melalui proses pembakaran maupun fuel cell.
Sebagai bahan bakar, hidrogen unggul dari sisi lingkungan dibandingkan dengan hidrokarbon karena emisinya lebih rendah, meskipun efisiensi keseluruhannya juga bergantung pada metode produksinya.
Lebih lanjut, energi hidrogen juga lazim dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik, khususnya melalui fuel cell. Listrik yang dihasilkan dapat digunakan untuk berbagai macam area, seperti kendaraan listrik atau ponsel.
Kemudian, hidrogen juga digunakan sebagai bahan baku pada industri kimia dan kilang, campuran gas pada produksi baja, serta pemanas.
Perbedaan Hidrogen Hijau, Biru, dan Abu-Abu
Jika berbicara soal energi hidrogen, Anda mungkin juga mendengar istilah hidrogen hijau dan biru. Keduanya dibedakan berdasarkan proses produksi dan jejak karbon yang dihasilkan.
Hidrogen hijau umumnya diproduksi menggunakan metode elektrolisis yang digerakkan oleh sumber energi terbarukan, seperti turbin angin dan panel surya. Prosesnya hampir bebas emisi karena tidak melibatkan energi fosil serta energi listrik yang dihasilkan lebih bersih.
Sementara itu, hidrogen biru didapatkan dari reformasi metana uap dari gas alam. Proses ini umumnya menghasilkan banyak karbon dioksida, namun emisinya ditangkap oleh teknologi penangkap karbon. Jumlah tangkapannya pun bervariasi, mulai dari 50% hingga 90% emisi karbon.
Di sisi lain, hidrogen abu-abu memiliki proses yang mirip dengan hidrogen biru, yaitu melalui reformasi metana uap dari gas alam. Yang membedakannya adalah pengolahan emisi karbon, di mana hidrogen abu-abu langsung melepaskannya ke atmosfer sehingga kurang ramah lingkungan. Saat ini, hidrogen abu-abu adalah jenis hidrogen yang paling banyak digunakan karena lebih terjangkau.
Itulah informasi tentang energi hidrogen sebagai energi terbarukan yang dapat dipelajari. Saat ini, makin banyak upaya yang dapat dilakukan untuk mengurangi dampak lingkungan tanpa mengorbankan kualitas dan efisiensi operasional.
Tak terkecuali PT Krakatau Chandra Energi (KCE) yang mulai mengkaji potensi pemanfaatan hidrogen sebagai sumber energi pembangkit listrik berbasis fuel cell. Untuk ini, KCE berkolaborasi bersama Air Liquide Indonesia dan HDF Energy dengan menandatangani MOU studi kelayakan bersama.
Kolaborasi ini melibatkan KCE pada bidang kelistrikan, HDF Energy sebagai pengembang pembangkit listrik berbasis hydrogen fuel cell, dan Air Liquide pada bidang industri teknologi dan gas.
Ke depannya, hasil studi kelayakan bersama ini diharapkan dapat menjadi fondasi strategis dalam pengambilan keputusan investasi, sekaligus mendukung transisi energi nasional serta memperkuat langkah KCE untuk menjadi salah satu pionir dalam penyediaan energi listrik dan hidrogen di masa depan.
Baca juga: 6 Jenis Sumber Energi Alternatif Terbarukan untuk Masa Depan