Hidrogen sebagai Bahan Bakar Masa Depan bagi Sektor Transportasi

Hydrogen as The Future Fuels for  Transportation Sector

Pertumbuhan kebutuhan energi dunia semakin besar dari tahun ke tahun.  “World Energy and Climate Policy Outlook”  (WECO) di Eropa memprediksi bahwa laju pertumbuhan kebutuhan energi primer dunia pada tahun 2000-2030 adalah sebesar 1,8 persen per tahun.  Kebutuhan energi tersebut dipenuhi melalui pemanfaatan energi fosil yang dampaknya berupa meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca dan polutan lainnya.  Berkurangnya cadangan energi  tersebut membuat harga BBM  semakin mahal.

Keamanan energi adalah sebuah isu besar dalam kaitannya dengan kelangkaan dan fluktuasi harga bahan bakar fosil, serta pemakaian bahan bakar secara tidak efisien. Bahan bakar fosil, khususnya minyak mentah, hanya terdapat di sebagian kecil wilayah dunia, dan keberlangsungan bisnisnya pun sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor geopolitik, ekonomi, dan lingkungan.  Lalu, adakah bahan bakar lain yang dapat menggantikan bahan bakar fosil bagi kendaraan bermotor dan sektor transportasi umum?

Subsidi BBM tidak dapat dipertahankan.

Apabila subsidi BBM dihapuskan, maka harga BBM akan menjadi lebih mahal daripada harga bahan bakar nabati, atau bio-fuels.  Selama subsidi BBM masih diberlakukan, kegairahan dalam pengembangan  sektor agrobisnis, khususnya  bahan bakar nabati akan menjadi lesu dan tidak lagi kompetitif; padahal tidak ada pilihan lain selain beralih ke bio-fuels sebagai bahan bakar kendaraan bermotor.  Cadangan gas memang masih cukup tersedia, tetapi jumlah cadangannya sulit diprediksi secara akurat. Disamping itu, pemberian subsidi, yang membuat harga BBM dalam negeri lebih murah dari BBM negara tetangga, akan menyuburkan perdagangan gelap premium dan solar di tengah laut, maupun perbatasan,  yang jauh dari pengawasan polisi. Karena itu, sebaiknya penghapusan subsidi dilakukan melalui pengurangan subsidi secara bertahap agar tidak menimbulkan gejolak besar, maupun perbuatan spekulasi, yang dapat melemahkan sektor perekonomian rakyat.

Dalam pidatonya di Istana Negara hari Selasa (29/5) malam, Presiden SBY mengumumkan lima kebijakan pemerintah dalam menghemat penggunaan bahan bakar dan listrik. Arahan yang akan membatasi ekspor beberapa jenis bahan bakar fosil demi melindungi kepentingan dalam negeri  sudah baik, dan akan meningkatkan keamanan energi nasional kita.  Namun disayangkan bahwa arahan tersebut tidak menyebutkan tentang pembatasan kuota atau bahkan penghapusan  ekspor batubara yang semakin meroket.  Sebagai contoh, RRC yang merupakan penghasil batubara ketiga di dunia (setelah AS dan eks. Uni Sovyet) ternyata lebih memilih mengimpor batubara daripada mengekspornya. Indonesia bahkan menjadi pengekspor batubara ke RRC yang terbesar.  Ekspor batubara Indonesia pada tahun 2010 adalah 208 juta ton.  Jika prediksi International Energy Agency (IEA) tentang cadangan batubara kita yang  sebesar 4,8 milyar ton cukup akurat, maka batubara Indonesia akan habis dalam kurun waktu kurang dari 23 tahun.  Yang masih ditunggu adalah komitmen pemerintah dan seluruh jajarannya, termasuk BUMN,  dalam meneladani gerakan penghematan energi secara nasional ini.

Disamping energi terbarukan, yang sebagian besar berasal dari energi matahari maupun derivatifnya — antara lain energi angin, energi lewat  siklus air, energi hasil siklus karbon, panas bumi, dan pasang surut air laut —   kita juga dapat memproduksi  hidrogen, atau H2 , sebagai bahan bakar alternatif bagi kendaraan bermotor.

Hidrogen sebagai bahan bakar alternatif.

Sebanyak  95 persen dari hidrogen yang digunakan saat ini berasal dari pemrosesan gas alam.  Sisanya diproduksi secara elektrolisa – sebuah proses yang menguraikan air ke dalam komponen-komponennya, yaitu hidrogen dan oksigen.   Beberapa dari teknologi yang digunakan untuk memproduksi hidrogen adalah:

Steam reforming, mengkonversi gas methane (dan hidrokarbon lainnya dalam gas alam) menjadi hidrogen dan karbon monoksida dengan reaksi dengan uap melalui katalis nikel. Karbon yang dipisahkan dari hidrogen dalam proses reformasi dapat ditangkap dan diasingkan untuk menghindari kerusakan pada lingkungan.
Elektrolisis, menggunakan arus listrik langsung untuk memisahkan air menjadi hidrogen pada  elektroda negatif dan oksigen pada elektroda positif.
Elektrolisis uap (suatu variasi pada elektrolisis konvensional) menggunakan panas, bukan listrik, untuk menyediakan sejumlah energi yang dibutuhkan untuk memisahkan air, sehingga membuat proses lebih hemat energi.
Pemisahan air secara thermokimia, menggunakan bahan kimia dan panas dalam beberapa langkah untuk memisahkan air menjadi beberapa bagian.
Sistem fotokatalitik, menggunakan bahan khusus untuk memisahkan air menggunakan sinar matahari saja.
Sistem Photobiologi, menggunakan mikroorganisme untuk memisahkan air dengan adanya sinar matahari.
Sistem Biologi menggunakan mikroba untuk memecah berbagai bahan baku biomassa menjadi hidrogen.
Pemisahan air secara thermal, menggunakan suhu sangat tinggi (sekitar 1000 ° C) untuk memisahkan air.
Gasifikasi, menggunakan panas untuk memecahkan biomassa atau batubara menjadi gas hidrogen murni dari yang dapat diekstraksi.

Karbon Monoksida (CO) dan CO2 sebagai bahan baku pembuatan Hidrogen.

Di dalam dunia modern, keberadaan karbon monoksida, atau CO, sangat banyak dan nyaris tak terhitung jumlahnya.  Senyawa ini terbentuk dari proses pembakaran tidak sempurna material yang mengandung karbon yaitu, antara lain bensin, solar, gas alam, minyak tanah, kayu, arang, batubara, alkohol, dll.  Semakin efisien proses pembakaran material tersebut, semakin sedikit CO yang dihasilkan.

Gas CO bersama H2O, dikonversikan menjadi H2 dan CO2 melalui proses yang disebut  Water-Gas Shift Reaction.  Gas CO2 , yang merupakan hasil dari proses ini dapat disimpan di dalam tanah, atau dikumpulkan ke sistem penyimpanan karbon dioksida yang dilakukan pada PLTU berbahan bakar fosil yang dilengkapi sistem penangkap karbon dan penyimpanannya (CCS).

Karbon dioksida (CO2), yang merupakan limbah dari PLTU maupun industri yang berbahan bakar fosil,  juga telah dibuktikan dapat digunakan sebagai katalisator dalam produksi langsung hidrogen dari air secara plasmolysis.  Reaksi ini diperkenalkan untuk pertama kalinya oleh Bochin et.al. (lihat referensi).

Produksi hidrogen sebagai bahan bakar bagi kendaraan bermotor di Indonesia tidak boleh ditunda penerapannya di Indonesia, karena gas yang diharapkan akan menggantikan BBM juga terbatas cadangannya di dalam bumi kita.  Demikian pula dengan batubara. Meskipun batubara dapat dicairkan dan digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor, cadangannya pun akan habis dalam dua dekade ke depan.  Penulis ingin mengajak para pembaca yang berkecimpung dalam pemanfaatan energi baru dan terbarukan, untuk mempertimbangkan  hidrogen ini dan mengembangkannya sebagai bahan bakar bakar alternatif bagi kendaraan bermotor lewat penggunaan fuel cells. Hidrogen pun merupakan komoditas kimia yang penting bagi proses manufaktur, seperti: pupuk kimia, bahan bakar sintetis, dlsb.  Selamat mengembangkannya.

Referensi:

  1. P. Bochin, A. A. Fridman, V. A. Legasov, V. D. Rusanov and G. V. Sholin, Hydrogen Energy Systems (eds T. N. Veziroglu and W. Seifritz), Vol. 3, p. 1183. Pergamon Press, London (1978).
  2. J. O’M. Bockris, B. Dandapani, D. Cocke, dan J. Ghoroghchian, “On the Splitting of Water”, Int. Hydrogen Energy, vol. 10, No.30, pp. 179-201, 1985.

Tinggalkan komentar

Filed under Energy, hydrogen, Transportation

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s