Kupas Tuntas Kelebihan Blue Hydrogen

Listrik Indonesia | Dalam upaya mengatasi perubahan iklim dan menekan emisi gas rumah kaca, berbagai solusi energi bersih terus dikembangkan. Salah satu solusi yang banyak diperbincangkan adalah hydrogen, terutama blue hydrogen. Blue hydrogen merupakan hydrogen yang diproduksi dari gas alam melalui proses reformasi (seperti steam methane reforming, SMR) dengan penambahan teknologi penangkapan dan penyimpanan karbon (carbon capture and storage, CCS) untuk mengurangi emisi karbon yang dihasilkan selama proses produksi.

1. Pengertian Blue Hydrogen

Hydrogen adalah unsur yang sangat melimpah dan dikenal sebagai pembawa energi (energy carrier) karena dapat menyimpan dan mentransfer energi dengan efisiensi tinggi. Namun, karena hydrogen tidak ditemukan secara bebas dalam jumlah besar di alam, maka harus diproduksi melalui proses kimia dari bahan baku seperti air atau gas alam.

Pada blue hydrogen, gas alam (yang terutama terdiri dari metana) diubah menjadi hydrogen dan karbon dioksida melalui proses steam methane reforming. Perbedaan utama antara hydrogen jenis ini dengan hydrogen “gray” terletak pada aplikasi teknologi CCS. Dengan menangkap sebagian besar CO? yang dihasilkan, blue hydrogen menawarkan alternatif transisi dengan emisi yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan proses konvensional.

2. Proses Produksi Blue Hydrogen

2.1 Steam Methane Reforming (SMR)

Proses SMR adalah metode industri yang paling umum untuk menghasilkan hydrogen dari metana. Tahapan utamanya meliputi:

• Reaksi Utama:
  CH? + H?O ? CO + 3 H?
  Proses ini berlangsung pada suhu tinggi (700–1.100°C) dengan bantuan katalis (biasanya nikel).
• Reaksi Water-Gas Shift (WGS):
  CO + H?O ? CO? + H?
  Reaksi ini meningkatkan hasil hydrogen dan mengonversi karbon monoksida (CO) menjadi karbon dioksida (CO?).

2.2 Penangkapan dan Penyimpanan Karbon (CCS)

Pada blue hydrogen, CO? yang dihasilkan dari kedua tahapan tersebut tidak dilepaskan ke atmosfer secara langsung. Teknologi CCS digunakan untuk:

• Penangkapan CO?: Mengintegrasikan unit pemisahan untuk menangkap CO? dengan target capture rate yang tinggi (hingga 90% atau lebih).
• Penyimpanan atau Pemanfaatan Ulang: CO? yang tertangkap kemudian diinjeksikan ke reservoir geologi (misalnya bekas sumur minyak atau gas) atau dimanfaatkan untuk aplikasi industri, seperti enhanced oil recovery (EOR) atau produksi bahan kimia.

2.3 Teknologi Alternatif: Autothermal Reforming (ATR)

Selain SMR, beberapa fasilitas mengadopsi proses autothermal reforming (ATR) yang mengombinasikan oksigen dan uap untuk menghasilkan syngas. Keunggulan ATR terletak pada kemampuan mengontrol rasio H?:CO dan potensi energi yang dioptimalkan secara termal melalui reaksi eksotermik dan endotermik yang saling menyeimbangkan.

3. Keunggulan Blue Hydrogen

3.1 Mengurangi Emisi Karbon

Dengan penangkapan CO?, blue hydrogen dapat mengurangi emisi secara signifikan dibandingkan dengan hydrogen yang diproduksi tanpa CCS (gray hydrogen). Walaupun tidak sepenuhnya bebas karbon, blue hydrogen menawarkan jalan tengah yang realistis dalam konteks transisi energi dengan ketersediaan gas alam yang masih melimpah.

3.2 Pemanfaatan Infrastruktur yang Ada

Salah satu keunggulan blue hydrogen adalah kemampuannya untuk memanfaatkan infrastruktur yang sudah ada pada industri gas alam. Hal ini memungkinkan integrasi yang lebih cepat dan biaya investasi yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan pembangunan fasilitas baru untuk produksi green hydrogen.

3.3 Ketersediaan dan Kecepatan Produksi

Teknologi blue hydrogen menggunakan proses produksi yang telah mapan secara industri. Karena demikian, hydrogen jenis ini dapat tersedia dalam waktu singkat sebagai solusi transisi hingga green hydrogen – hydrogen yang dihasilkan dari elektrolysis dengan energi terbarukan – benar-benar bisa diproduksi secara massal.

4. Tantangan dan Kendala Blue Hydrogen

4.1 Efisiensi Penangkapan Karbon

Walaupun teknologi CCS telah berkembang, penangkapan CO? dalam proses SMR atau ATR tidak berjalan sempurna. Bahkan dengan teknik penangkapan canggih, terdapat potensi kebocoran dan sisa emisi yang tidak tertangkap, sehingga dampak iklimnya masih menjadi perhatian. Studi beberapa peneliti menunjukkan bahwa emisi blue hydrogen, dalam kondisi tertentu, masih mendekati 10–30% emisi gray hydrogen.

4.2 Kebocoran Metana

Gas alam, sebagai bahan baku, memiliki risiko kebocoran metana selama proses ekstraksi, transportasi, dan produksi. Metana memiliki potensi pemanasan global yang jauh lebih tinggi daripada CO? dalam jangka pendek (sekitar 84–86 kali lebih tinggi dalam periode 20 tahun). Oleh karena itu, kebocoran metana harus diminimalkan melalui praktik terbaik industri dan standar pengukuran yang ketat.

4.3 Biaya Operasional dan Investasi

Meskipun blue hydrogen menggunakan infrastruktur yang ada, integrasi CCS memerlukan investasi tambahan yang tidak sedikit. Biaya operasional dan pemeliharaan unit penangkapan serta infrastruktur penyimpanan CO? juga harus diperhitungkan, sehingga secara ekonomi blue hydrogen masih harus bersaing dengan alternatif lain yang terus mengalami penurunan biaya, seperti green hydrogen.

4.4 Dampak Lingkungan dan Sosial

Di beberapa wilayah, pembangunan fasilitas CCS dan produksi blue hydrogen dapat menimbulkan kekhawatiran terkait dampak lingkungan dan sosial. Contohnya, proyek-proyek di daerah industri rentan seperti “Cancer Alley” di Amerika Serikat menimbulkan reaksi negatif dari masyarakat lokal yang khawatir akan potensi polusi dan risiko keselamatan akibat kebocoran CO?.

5. Peran Blue Hydrogen dalam Transisi Energi

5.1 Sebagai Solusi Transisi

Dalam konteks transisi menuju ekonomi net-zero, blue hydrogen dipandang sebagai “jembatan” untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. Karena produksi green hydrogen—dari elektrolysis dengan energi terbarukan—masih dalam tahap pengembangan dan relatif mahal, blue hydrogen membantu menurunkan emisi dalam jangka menengah sambil memberikan waktu untuk memperbaiki infrastruktur energi terbarukan.

5.2 Dukungan Kebijakan dan Investasi

Beberapa negara, terutama di wilayah dengan cadangan gas alam besar dan potensi penyimpanan CO? yang memadai, mulai mengintegrasikan blue hydrogen dalam roadmap energi nasional. Dukungan pemerintah melalui regulasi, insentif fiskal, dan subsidi investasi dianggap kunci untuk mendorong perkembangan blue hydrogen dan memacu penurunan biaya teknologi CCS.

5.3 Arah Industri dan Kolaborasi Global

Pemain industri minyak dan gas besar sedang beralih mengembangkan fasilitas produksi blue hydrogen dengan tujuan mempertahankan nilai investasi dan aset infrastruktur mereka. Kolaborasi antara sektor swasta dan pemerintah, serta kerja sama internasional, menjadi faktor penting agar blue hydrogen dapat berperan optimal dalam skala global sebagai bagian dari portofolio energi bersih.

6. Prospek dan Inovasi Masa Depan

6.1 Inovasi Teknologi dan Riset Lanjutan

Penelitian terus dilakukan untuk meningkatkan efisiensi SMR, ATR, dan khususnya pada penangkapan serta penyimpanan CO?. Inovasi dalam material sorbent, desain reaktor, serta sistem monitoring kebocoran gas dapat membantu mengurangi emisi sisa dan meningkatkan performa blue hydrogen.

6.2 Sinergi dengan Energi Terbarukan

Dalam jangka panjang, blue hydrogen diharapkan dapat secara bertahap digantikan oleh green hydrogen seiring dengan penurunan biaya dan peningkatan kapasitas energi terbarukan. Namun, sinergi antara kedua teknologi ini—misalnya dengan menggunakan blue hydrogen sebagai solusi cadangan atau dalam aplikasi industri yang sulit dideskalakan dengan green hydrogen—akan sangat penting dalam mendukung transisi energi yang holistik.

6.3 Implementasi Skala Industri

Dengan rencana investasi global yang mencapai miliaran dolar untuk proyek CCS dan hydrogen, beberapa fasilitas blue hydrogen berskala besar diharapkan mulai beroperasi dalam dekade mendatang. Studi kasus dari proyek di Eropa, Asia, dan Amerika Utara memberikan gambaran bahwa implementasi teknologi blue hydrogen dapat memberikan kontribusi signifikan terhadap target pengurangan emisi global, meskipun tantangan teknis dan ekonomi masih harus diatasi.

7. Kesimpulan

Blue hydrogen menawarkan alternatif transisi penting dalam upaya dekarbonisasi sektor industri dan energi. Dengan mengkombinasikan produksi hydrogen dari gas alam dengan teknologi CCS, proses ini dapat menurunkan emisi karbon secara signifikan dibandingkan dengan metode konvensional. Namun demikian, tantangan teknis seperti efisiensi penangkapan, kebocoran metana, serta biaya investasi masih menjadi hal yang perlu diatasi agar blue hydrogen benar-benar memberikan manfaat bagi lingkungan dan ekonomi secara luas.

Seiring dengan perkembangan riset dan peningkatan dukungan kebijakan, blue hydrogen diharapkan dapat berperan sebagai jembatan menuju ekonomi hijau yang lebih murni. Kolaborasi antar pemangku kepentingan—pemerintah, industri, dan komunitas ilmiah—merupakan kunci dalam mengoptimalkan potensi solusi ini dan memastikan bahwa transisi energi berlangsung secara adil, berkelanjutan, dan efektif.

Artikel di atas diharapkan dapat memberikan gambaran menyeluruh mengenai blue hydrogen sebagai salah satu solusi dalam mengurangi emisi karbon. Meskipun masih terdapat berbagai tantangan, perkembangan teknologi dan dukungan kebijakan yang tepat dapat menjadikan blue hydrogen salah satu pilar penting dalam transisi global menuju energi rendah karbon.