Dalam beberapa tahun terakhir, negara-negara di seluruh dunia mendorong pengembangan industri energi hidrogen dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Menurut laporan yang dirilis bersama oleh Komisi Energi Hidrogen internasional dan McKinsey, lebih dari 30 negara dan wilayah telah merilis peta jalan untuk pengembangan energi hidrogen, dan investasi global dalam proyek energi hidrogen akan mencapai 300 miliar dolar AS pada tahun 2030.
Energi hidrogen adalah energi yang dilepaskan oleh hidrogen dalam proses perubahan fisik dan kimia. Hidrogen dan oksigen dapat dibakar untuk menghasilkan energi panas, dan juga dapat diubah menjadi listrik oleh sel bahan bakar. Hidrogen tidak hanya memiliki berbagai sumber, tetapi juga memiliki keunggulan konduksi panas yang baik, bersih dan tidak beracun, serta kalor per satuan massa yang tinggi. Kandungan kalor hidrogen pada massa yang sama sekitar tiga kali lipat dari bensin. Ini merupakan bahan baku penting untuk industri petrokimia dan bahan bakar tenaga untuk roket antariksa. Dengan meningkatnya seruan untuk mengatasi perubahan iklim dan mencapai netralitas karbon, energi hidrogen diharapkan dapat mengubah sistem energi manusia.
Energi hidrogen disukai bukan hanya karena emisi karbonnya nol dalam proses pelepasannya, tetapi juga karena hidrogen dapat digunakan sebagai pembawa penyimpanan energi untuk mengimbangi volatilitas dan intermitensi energi terbarukan dan mendorong pengembangan energi terbarukan dalam skala besar. Misalnya, teknologi "listrik menjadi gas" yang dipromosikan oleh pemerintah Jerman adalah untuk menghasilkan hidrogen guna menyimpan listrik bersih seperti tenaga angin dan tenaga surya, yang tidak dapat digunakan tepat waktu, dan untuk mengangkut hidrogen jarak jauh untuk pemanfaatan lebih lanjut yang efektif. Selain dalam bentuk gas, hidrogen juga dapat muncul sebagai hidrida cair atau padat, yang memiliki berbagai mode penyimpanan dan transportasi. Sebagai energi "kouplan" yang langka, energi hidrogen tidak hanya dapat mewujudkan konversi fleksibel antara listrik dan hidrogen, tetapi juga membangun "jembatan" untuk mewujudkan interkoneksi listrik, panas, dingin, dan bahkan bahan bakar padat, gas, dan cair, sehingga dapat membangun sistem energi yang lebih bersih dan efisien.
Berbagai bentuk energi hidrogen memiliki banyak skenario aplikasi. Pada akhir tahun 2020, kepemilikan global kendaraan sel bahan bakar hidrogen akan meningkat sebesar 38% dibandingkan tahun sebelumnya. Aplikasi energi hidrogen skala besar secara bertahap meluas dari bidang otomotif ke bidang lain seperti transportasi, konstruksi, dan industri. Ketika diterapkan pada transportasi kereta api dan kapal, energi hidrogen dapat mengurangi ketergantungan transportasi jarak jauh dan beban tinggi pada bahan bakar minyak dan gas tradisional. Misalnya, pada awal tahun lalu, Toyota mengembangkan dan mengirimkan batch pertama sistem sel bahan bakar hidrogen untuk kapal laut. Diterapkan pada pembangkitan terdistribusi, energi hidrogen dapat memasok daya dan panas untuk bangunan perumahan dan komersial. Energi hidrogen juga dapat secara langsung menyediakan bahan baku yang efisien, zat pereduksi, dan sumber panas berkualitas tinggi untuk industri petrokimia, besi dan baja, metalurgi, dan industri kimia lainnya, sehingga secara efektif mengurangi emisi karbon.
Namun, sebagai jenis energi sekunder, energi hidrogen tidak mudah diperoleh. Hidrogen terutama terdapat dalam air dan bahan bakar fosil dalam bentuk senyawa di bumi. Sebagian besar teknologi produksi hidrogen yang ada bergantung pada energi fosil dan tidak dapat menghindari emisi karbon. Saat ini, teknologi produksi hidrogen dari energi terbarukan secara bertahap semakin matang, dan hidrogen tanpa emisi karbon dapat diproduksi dari pembangkit listrik energi terbarukan dan elektrolisis air. Para ilmuwan juga sedang mengeksplorasi teknologi produksi hidrogen baru, seperti fotolisis air matahari untuk menghasilkan hidrogen dan biomassa untuk menghasilkan hidrogen. Teknologi produksi hidrogen nuklir yang dikembangkan oleh Institut Energi Nuklir dan Teknologi Energi Baru Universitas Tsinghua diharapkan mulai didemonstrasikan dalam 10 tahun mendatang. Selain itu, rantai industri hidrogen juga mencakup penyimpanan, transportasi, pengisian, aplikasi, dan mata rantai lainnya, yang juga menghadapi tantangan teknis dan kendala biaya. Mengambil contoh penyimpanan dan transportasi, hidrogen memiliki kepadatan rendah dan mudah bocor pada suhu dan tekanan normal. Kontak jangka panjang dengan baja akan menyebabkan "penggetasan hidrogen" dan kerusakan pada baja tersebut. Penyimpanan dan transportasi jauh lebih sulit daripada batubara, minyak, dan gas alam.
Saat ini, banyak negara di seluruh dunia sedang giat melakukan penelitian hidrogen baru di berbagai aspek, dengan berbagai kesulitan teknis yang terus diatasi. Dengan terus berkembangnya skala produksi energi hidrogen, penyimpanan, dan infrastruktur transportasi, biaya energi hidrogen juga memiliki ruang yang besar untuk menurun. Penelitian menunjukkan bahwa biaya keseluruhan rantai industri energi hidrogen diperkirakan akan turun setengahnya pada tahun 2030. Kami memperkirakan bahwa masyarakat hidrogen akan semakin berkembang pesat.
Waktu posting: 30 Maret 2021