Air dan listrik dihasilkan sebagai produk sampingan dari interaksi kimia antara gas hidrogen dan oksigen di dalam sel bahan bakar, yang menggerakkan sel bahan bakar hidrogen.
Meskipun banyak yang percaya bahwa tenaga hidrogen akan memicu revolusi energi bersih pada tahun 1990-an dan awal 2000-an , dunia baru energi hidrogen tidak pernah terwujud. Infrastruktur merupakan hambatan signifikan bagi sebagian besar sumber energi baru.
Biaya produksi yang tinggi, efisiensi manufaktur dan produksi yang kurang memadai, serta kebutuhan penyimpanan dan transportasi yang menantang telah menghambat penggunaan sel bahan bakar hidrogen secara luas pada mobil konsumen.
Bagi mereka yang mampu memiliki infrastruktur yang diperlukan untuk mendukungnya, sel bahan bakar hidrogen lebih cocok untuk aplikasi industri. Keuntungan dan kerugian penggunaan sel bahan bakar hidrogen untuk menggerakkan peralatan penanganan material akan dibahas dalam artikel ini.
Kelebihan dan Kekurangan Bahan Bakar Hidrogen
| S / Tidak. | Keunggulan Bahan Bakar Hidrogen | Kekurangan Bahan Bakar Hidrogen |
| 1. | Keserbagunaan Penggunaan Sel bahan bakar hidrogen akan mampu memasok energi untuk berbagai aplikasi stasioner dan mobile seiring berkembangnya teknologi. Kendaraan yang menggunakan bahan bakar hidrogen hanyalah salah satu contohnya; produk yang lebih kecil seperti peralatan rumah tangga dan sistem pemanas skala besar juga dapat menggunakan hidrogen. Berbeda dengan tenaga berbasis baterai, yang mengukur daya secara linier berdasarkan massa, kapasitas penyimpanan energi (yaitu tangki bahan bakar) dan ukuran mesin dipisahkan dalam pembangkit listrik ICE, sehingga menawarkan kebebasan desain yang signifikan. | Ekstraksi Hidrogen Unsur paling melimpah di alam semesta, hidrogen, adalah gas inert yang perlu diekstraksi dari bahan berbasis karbon bahan bakar fosil atau diperoleh kembali dari air dengan elektrolisis. Kedua operasi ini membutuhkan sejumlah besar energi untuk menyelesaikannya. Selain mahal, energi ini mungkin lebih besar dibandingkan energi yang diperoleh dari hidrogen itu sendiri. Selain itu, ekstraksi ini biasanya memerlukan penggunaan bahan bakar fosil, yang membahayakan kredibilitas lingkungan hidrogen jika tidak ada CCS. |
| 2. | Waktu Penggunaan yang Lama Efisiensi waktu penggunaan yang lebih besar dihasilkan oleh sel bahan bakar hidrogen. Kendaraan hidrogen dapat menempuh jarak 300 mil, yang merupakan jarak yang sama dengan kendaraan berbahan bakar fosil. Hal ini lebih baik daripada apa yang sudah disediakan oleh kendaraan listrik (EV), yang semakin banyak dikembangkan dengan unit tenaga sel bahan bakar sebagai “range-extenders”. Selain itu, suhu di luar tidak banyak berpengaruh pada sel bahan bakar hidrogen, dan tidak mengalami penurunan kualitas di iklim dingin. Manfaatnya semakin besar bila dikombinasikan dengan periode pengisian daya yang cepat. | Diperlukan Investasi Investasi diperlukan untuk pengembangan sel bahan bakar hidrogen hingga menjadi sumber energi yang benar-benar praktis. Untuk memajukan dan mematangkan teknologi, kemauan politik juga harus ditunjukkan untuk mencurahkan waktu dan sumber daya yang diperlukan untuk pembangunan. Sederhananya, kesulitan dunia dalam pengembangan energi hidrogen yang ada di mana-mana dan berkelanjutan adalah memikirkan cara yang paling ekonomis untuk menciptakan rantai “penawaran dan permintaan” satu per satu. |
| 3. | Kekuatan dan efisiensi energi yang lebih besar dibandingkan bahan bakar fosil Teknologi sel bahan bakar hidrogen menyediakan sumber energi yang sangat padat dan efisien. Dari semua bahan bakar yang umum, hidrogen memiliki kandungan energi tertinggi. Hidrogen gas dan cair bertekanan tinggi memiliki kepadatan energi volumetrik yang sebanding dengan gas alam dan sekitar tiga kali kepadatan energi gravimetri (sekitar 120 MJ/kg) LNG dan solar. | Biaya Bahan Baku Karena logam mulia seperti iridium dan platinum sering dibutuhkan sebagai katalis pada beberapa jenis elektroliser air dan sel bahan bakar, biaya awal sel bahan bakar bisa jadi tinggi. Beberapa orang menahan diri untuk tidak berinvestasi pada teknologi sel bahan bakar hidrogen karena biayanya yang selangit. Untuk menjadikan sel bahan bakar hidrogen sebagai sumber bahan bakar praktis bagi semua orang, biaya-biaya ini harus diturunkan. |
| 4. | Sangat Efisien Jika Dibandingkan dengan Sumber Energi Lainnya Dibandingkan dengan banyak sumber energi lainnya, termasuk banyak pilihan energi hijau, sel bahan bakar hidrogen lebih efisien. Dengan efisiensi bahan bakar ini, lebih banyak energi dapat dihasilkan untuk setiap pon bahan bakar yang digunakan. Misalnya, efisiensi pembangkitan listrik menggunakan pembangkit listrik berbasis pembakaran konvensional berkisar antara 33–35%, sedangkan sel bahan bakar hidrogen dapat mencapai hingga 65%. Demikian pula, sel bahan bakar hidrogen di mobil mengurangi penggunaan bahan bakar sebesar 50% dan menggunakan 40–60% energi yang terkandung dalam bahan bakar. | Masalah Peraturan Hambatan juga melingkupi masalah hukum mengenai struktur yang menentukan model penerapan komersial. Dengan tidak adanya kerangka peraturan yang jelas yang memfasilitasi pemahaman tentang dasar biaya dan pendapatan, usaha komersial mungkin mengalami kesulitan dalam mengambil keputusan investasi keuangan (FID). |
| 5. | Nyaman untuk transportasi berat dan kereta api Karena tenaga penggerak hidrogen masih tergolong baru, transportasi kelas berat dan jalur kereta api merupakan dua industri yang mungkin lebih praktis untuk segera digunakan. Jika baterai listrik digunakan sebagai pengganti mesin pembakaran pada kendaraan ini, baterai tersebut harus berukuran sangat besar, berat, dan memerlukan waktu yang sangat lama untuk diisi. Sebaliknya, hidrogen memberikan keunggulan pada sistem propulsi yang lebih kompak, pengisian bahan bakar yang cepat, dan jarak tempuh yang jauh. Pengisian daya dapat dilakukan di dermaga di sepanjang jalan raya yang paling sering digunakan oleh armada HGV, tanpa memerlukan pembangunan jaringan distribusi kapiler, atau di semua stasiun kereta api utama. | Biaya keseluruhan Saat ini, sel bahan bakar hidrogen lebih mahal per unit daya dibandingkan sumber energi lain, seperti Panel Surya. Meskipun hidrogen lebih efisien setelah dibuat, biayanya kini menjadi penghalang bagi penggunaannya secara luas. Hal ini dapat berubah seiring kemajuan teknologi. Adopsi secara luas saat ini tidak mungkin terjadi karena dampak biaya ini terhadap biaya di masa depan, seperti biaya mobil yang menggunakan bahan bakar hidrogen. Memanfaatkan sel bahan bakar hidrogen lebih mahal dibandingkan menggunakan sumber energi lain karena rumitnya proses pembuatan bahan bakar hidrogen. Manajer armada harus memastikan bahwa penghematan tenaga kerja yang besar dibandingkan asam timbal mengimbangi biaya infrastruktur dan bahan bakar hidrogen ketika memutuskan sumber energi mana yang akan disertakan dalam peralatan penanganan material. |
| 6. | Digunakan untuk Menghidupkan Kapal Luar Angkasa Kekuatan dan efisiensi energi hidrogen menjadikannya bahan bakar sempurna untuk pesawat ruang angkasa. Karena kekuatannya yang sangat besar, pesawat luar angkasa dapat dengan cepat diluncurkan untuk misi eksplorasi. Ini juga merupakan sumber energi teraman untuk digunakan dalam tugas yang memerlukan banyak energi. Faktanya, energi hidrogen tiga kali lebih kuat dibandingkan bahan bakar yang berasal dari bahan bakar fosil seperti bensin. Idealnya, ini berarti menggunakan lebih sedikit hidrogen untuk menyelesaikan tugas besar. Selain itu, ia memberikan tenaga penggerak untuk kendaraan, kapal, mobil, dan aplikasi sel bahan bakar yang tidak bergerak atau portabel. Fakta bahwa menyimpan hidrogen dalam tangki kriogenik atau bertekanan tinggi pada dasarnya tidak mungkin merupakan kelemahan penggunaan hidrogen dalam mobil. | Penyimpanan Hidrogen Hidrogen memerlukan penyimpanan dan transportasi yang lebih canggih dibandingkan bahan bakar fosil. Hal ini menunjukkan bahwa penggunaan sel bahan bakar hidrogen sebagai sumber energi mungkin memerlukan biaya tambahan. Meskipun hidrogen dapat disimpan dalam bentuk cair pada suhu kriogenik atau sebagai gas dalam tangki bertekanan tinggi, hidrogen hanya dapat disimpan dalam bentuk gas untuk digunakan dalam sel bahan bakar truk pengangkat. Energi hilang selama proses penyimpanan hidrogen menggunakan metode mana pun. Sekitar 13% dari total energi hidrogen harus digunakan untuk mengompresinya; dan mencairkannya hingga kehilangan sekitar 40% energinya. Logam dapat menimbulkan korosi jika gas hidrogen berhasil keluar dari kungkungannya. Hal ini akibatnya dapat menyebabkan logam-logam yang tercemar menjadi rapuh dan lebih mudah pecah. Perusahaan-perusahaan yang saat ini menggunakan tenaga hidrogen memiliki dua pilihan: jika mereka membutuhkan bahan bakar dalam jumlah lebih besar, mereka harus membangun pabrik, atau mereka dapat memasok gas hidrogen melalui trailer tabung. |
| 7. | Waktu Pengisian Cepat Jika dibandingkan dengan kendaraan listrik bertenaga baterai, waktu pengisian unit tenaga sel bahan bakar hidrogen terasa lebih cepat. Hal ini sebanding dengan mobil bermesin pembakaran internal (ICE) tradisional. Sel bahan bakar hidrogen dapat diisi ulang dalam waktu kurang dari lima menit, namun kendaraan listrik memerlukan waktu berjam-jam untuk terisi penuh. Karena waktu pengisian daya yang cepat, mobil bertenaga hidrogen menawarkan tingkat kebebasan yang sama seperti mobil biasa. | Infrastruktur Karena bahan bakar fosil telah digunakan selama bertahun-tahun, infrastruktur yang diperlukan untuk memasok listrik sudah tersedia. Meskipun pengisian bahan bakar dari awal hingga akhir diperkirakan akan digunakan untuk aplikasi jarak jauh seperti truk pengiriman dan HGV, penerapan teknologi sel bahan bakar hidrogen secara luas untuk aplikasi otomotif memerlukan infrastruktur pengisian bahan bakar baru untuk mendukungnya. |
| 8. | Tidak ada Polusi Suara Tidak seperti sumber energi terbarukan lainnya seperti tenaga angin, sel bahan bakar hidrogen tidak menyebabkan polusi suara. Hal ini menyiratkan bahwa kendaraan berbahan bakar hidrogen jauh lebih senyap dibandingkan kendaraan dengan mesin pembakaran internal tradisional, seperti mobil listrik. | Sangat mudah terbakar Mengingat hidrogen adalah bahan bakar yang sangat mudah terbakar, kekhawatiran akan keselamatan merupakan hal yang beralasan. Gas yang mengandung hidrogen terbakar di udara dengan konsentrasi antara 4 dan 75%. |
| 9. | Hidrogen adalah sumber energi yang fleksibel dan bersih yang dapat membantu rencana energi nol karbon Karena segala sesuatu yang dihasilkan selama pengoperasian sel bahan bakar hidrogen adalah panas dan air, maka pada hakikatnya sel ini merupakan sumber energi yang bersih. Memproduksi hidrogen tidak memerlukan banyak lahan, tidak seperti pembangkit listrik tenaga air atau biofuel. NASA telah menyelidiki penggunaan hidrogen sebagai sumber daya dan bahkan telah menggunakan air yang dihasilkan sebagai produk sampingan untuk menyediakan air minum bagi para astronot. Hal ini menunjukkan bahwa sel bahan bakar hidrogen merupakan alternatif terbaik pengganti batu bara, gas alam, dan tenaga nuklir karena merupakan sumber bahan bakar tidak beracun dan juga lebih mudah diperoleh. Dengan menyeimbangkan pola pasokan yang tidak menentu dengan tuntutan kebutuhan pengguna akhir, produksi, penyimpanan, dan penggunaan hidrogen akan memainkan peran penting dalam mendorong pengembangan lebih lanjut sumber energi terbarukan dan mencegah perlunya investasi awal yang besar dalam peningkatan infrastruktur jaringan listrik. | Energi Hidrogen Tidak Dapat Menopang Penduduk Meskipun hidrogen berlimpah, penggunaannya secara luas dibatasi oleh biaya ekstraksinya. Anda memahami bahwa sulit mengubah quo yang ada. Planet ini masih dijalankan oleh energi bahan bakar fosil. Selain itu, tidak ada kerangka kerja yang menjamin energi hidrogen yang terjangkau dan berkelanjutan bagi pemilik mobil di masa depan. Bahkan jika hidrogen tersedia secara luas saat ini, akan memakan waktu bertahun-tahun untuk menggantikan sumber energi lain karena mobil dan pompa bensin perlu dimodifikasi untuk memenuhi peraturan hidrogen. Hal ini akan memerlukan biaya yang besar. Karena energi hidrogen tersedia secara luas dan dampaknya sering diabaikan, hidrogen memang merupakan sumber daya terbarukan. Namun, untuk memisahkan hidrogen dari oksigen, bisnis yang memproduksinya memerlukan tambahan sumber energi tak terbarukan, seperti bahan bakar fosil seperti batu bara, gas alam, dan minyak. Mengadopsi energi hidrogen dapat membantu kita mengurangi ketergantungan berlebihan pada bahan bakar fosil, namun menghilangkannya dari sistem akan sulit dilakukan. |
| 10. | Tidak Ada Polusi Visual Sedangkan beberapa sumber energi rendah karbon, antara lain energi angin dan biofuel pembangkit listrik, bisa jadi tidak sedap dipandang mata, sel bahan bakar hidrogen memerlukan lebih sedikit ruang, sehingga polusi visual juga lebih sedikit. | |
| 11. | Terbarukan dan Tersedia Unsur paling melimpah di alam semesta, khususnya hidrogen melimpah dan terbarukan, menjadikannya ideal untuk memenuhi kebutuhan nol karbon di masa depan untuk gabungan pasokan panas dan listrik. bahkan dengan kesulitan dalam mengekstraksinya dari air. | |
| 12. | Ideal untuk Digunakan di Daerah Terpencil Hidrogen yang diproduksi secara lokal dan disimpan dapat menjadi pengganti listrik berbasis diesel dan pemanas di tempat yang jauh, asalkan kondisi setempat memungkinkan. Hal ini tidak hanya akan mengurangi kebutuhan transportasi bahan bakar, namun juga akan meningkatkan kualitas hidup masyarakat yang tinggal di daerah terpencil dengan menyediakan bahan bakar yang bebas polutan dan berasal dari sumber daya alam yang mudah diakses. | |
| 13. | Hampir Nol Emisi Karena sel bahan bakar hidrogen tidak melepaskan gas rumah kaca ke atmosfer seperti halnya sumber bahan bakar fosil, polusi berkurang dan kualitas udara meningkat. | |
| 14. | Demokratisasi Penyediaan Tenaga Listrik Ketergantungan suatu negara terhadap bahan bakar fosil dapat dikurangi dengan penggunaan sel bahan bakar hidrogen, yang akan berkontribusi terhadap demokratisasi energi dan sumber tenaga listrik secara global. Banyak negara yang kini bergantung pada ketersediaan bahan bakar fosil akan memperoleh manfaat dari peningkatan kemandirian ini. Tentu saja, ketika pasokan berkurang, hal ini juga akan mencegah isu kenaikan harga bahan bakar fosil. | |
| 15. | Mengurangi Jejak Karbon Sel bahan bakar hidrogen hampir tidak menghasilkan emisi apa pun, artinya saat digunakan, sel tersebut tidak menghasilkan emisi sama sekali jejak karbon. |
Kesimpulan
Singkatnya, energi hidrogen menawarkan beberapa kelebihan dan kekurangan. Hidrogen dapat menjadi sumber energi terbarukan dan bersih, namun sebelum digunakan secara luas, biaya produksi dan penyimpanannya harus dikurangi.
Dalam bentuknya yang sekarang, energi hidrogen tidak praktis karena tingginya biaya dan kurangnya infrastruktur.
Meskipun demikian, bidang ini semakin mendapat perhatian, dan pendanaan telah dialokasikan untuk mengatasi kesulitan-kesulitannya. Misalnya, Uni Eropa mendanai inisiatif serupa dengan dana sebesar USD 5.2 miliar, dan Amerika Serikat baru saja menjanjikan USD 52.5 juta untuk pengembangan hidrogen.
Pemerintah di seluruh dunia dapat menggunakan hidrogen sebagai sumber energi yang berkelanjutan dan terjangkau di masa depan jika mereka mau.
Rekomendasi
- Kekuatan Pendidikan Lingkungan: Memberdayakan Siswa untuk Melindungi Planet Kita
. - Beasiswa untuk Studi Lingkungan: Memberdayakan Siswa untuk Membuat Perbedaan
. - 20 Fakta Tentang PLTA yang Belum Pernah Anda Ketahui
. - 10 Dampak Negatif Pembangkit Listrik Terhadap Lingkungan
. - Kendaraan Bertenaga Hidrogen: Ketahui Kelebihan dan Kekurangannya