Muhaimin Iqbal
Author

Enabling Hydrogen Economy

Advanced Renewable

Mon , 14 Aug 2023 15:46 WIB

Meskipun hydrogen adalah bahan bakar yang ideal karena calorific value per satuan beratnya yang tinggi (120 MJ/kg), dan sisa pembakarannya hanya berupa air, belum bisa menjadi mainstream solusi energi hingga saat ini. Masih ada dua kendala besar, yaitu sisi produksi dan distribusi yang harus diatasi.

Dari sisi produksi, cara produksi hydrogen menggunakan elektrolisa air butuh energi yang lebih besar dari energi yang terkandung dalam hydrogen itu sendiri. Untuk menghasilkan 1 kg hydrogen dengan kandungan energy 33 kWh, butuh 55 kWh (dengan cara Proton Exchange Membrane), dengan Solid Oxide Electrolysis Cells (SOEC)-pun masih butuh 36 kWh.

Cara lain menggunakan Steam Methane Reforming (SMR) memang butuh energi yang sangat kecil, hanya 1.1 kWh untuk menghasilkan 1 kg hydrogen, hanya cara ini butuh bahan baku fosil berupa gas alam atau methane. Setiap 1 kg hydrogen dihasilkan dari fossil ini, di tingkat produksi akan mengeluarkan emisi sebesar 7.25 kg CO2.

Dari sisi distribusi, challenge besarnya adalah density hydrogen itu sendiri. Setiap 100 liter hydrogen dalam tangki bertekanan 700 bar-pun hanya membawa 4.2 kg hydrogen. Padahal tangki seukuran 100 liter ini sudah dua kali lebih besar dari tagki mobil standard. Stasiun-stasiun pengisian hydrogen juga sangat mahal, karena harus bisa memindahkan gas bertekanan 700 bar dengan aman.

Bila dua masalah tersebut bisa kita atasi, maka hydrogen akan dengan cepat bisa menjadi mainstream energi dunia, karena bersihnya dan kandungan energi per satuan beratnya tersebut di atas. Maka di dua area inilah fokus pengembangan hydrogen yang kami lakukan, dan hasilnya sejauh ini adalah sebagai berikut.

Produksi hydrogen yang sangat hemat energi kami temukan adanya pada proses gasifikasi biomassa dengan teknologi auto catalytic reforming (ACR), teknologinya kami sebut Ultra High Hydrogen Gasification (UHHG), setiap kilogram hydrogen yang diproduksi dengan cara ini hanya butuh energi listrik sebesar 0.98 kWh, yaitu listrik yang digunakan untuk pompa-pompa di mesin UHHG tersebut di atas.

Adapun untuk distribusinya, kami temukan ada tiga carrier yang bisa membawa hydrogen dengan mudah dan murah, yaitu methanol, DME dan ammonia. Setiap 100 liter carrier ini, membawa hydrogen jauh leih banyak dari 100 liter hydrogen sendiri, methanol bisa membawa 9,9 kg, DME bisa membawa 8,6 dan Ammonia membawa 12.9 kg Hydrogen - semuanya jauh lebih tinggi dari 4,2 kg hydrogen dalam tekanan 700 bar tersebut di atas.

Tekanan-tekanan untuk 3 jenis carrier tersebut juga jauh lebih rendah dari 700 bar tekanan yang dibutuhkan untuk distribusi hydrogen. Methanol sudah berupa cairan pada standard temperature and pressure (STP), DME butuh 5 bar dan ammonia butuh 8.6 bar, semuanya viable - tinggal dipilih yang paling sesuai untuk aplikasi yang dibutuhkan.

Maka dengan dua solusi, produksi dan distribusi ini, insyaAllah kita siap menyambut hadirnya ekonomi hydrogen dengan penuh percaya diri.