Hidrogen dari energi terbarukan seperti matahari dapat diproduksi dengan emisi nol. Lucas Coch / AAP

Menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar bersih adalah ide yang waktunya akan datang. Bagi Australia, memproduksi hidrogen memikat: ia dapat menciptakan industri domestik baru yang menguntungkan dan membantu dunia mencapai masa depan yang bebas karbon.

Grafik strategi hidrogen nasional dirilis bulan lalu berpendapat Australia harus berada di garis depan ras hidrogen global. Dipimpin oleh Kepala Ilmuwan Alan Finkel, strategi ini mengambil pendekatan netral teknologi, dengan tidak mendukung satu pun cara untuk membuat hidrogen "bersih".

Tapi itu penting apakah hidrogen diproduksi dari listrik yang terbarukan atau bahan bakar fosil. Sementara rute bahan bakar fosil saat ini lebih murah, rute ini bisa menghasilkan emisi karbon dioksida dalam jumlah besar.

Dr Finkel dan Menteri Energi Angus Taylor menjelang pertemuan tentang strategi hidrogen. RICHARD WAINWRIGHT / AAP

Tidak semua hidrogen 'bersih' adalah sama

Hidrogen dapat diproduksi menggunakan listrik melalui elektrolisis, yang memecah air menjadi hidrogen dan oksigen. Ketika listrik terbarukan digunakan, ini tidak menghasilkan karbon dioksida dan dikenal sebagai hidrogen hijau.

Hidrogen juga dapat diproduksi dari batubara atau gas. Proses ini melepaskan karbon dioksida. Sebagian besar hidrogen yang diproduksi hari ini dibuat dengan cara ini.

Beberapa - tetapi secara kritis, tidak semua - karbon dioksida dari proses ini dapat terperangkap dan disimpan dalam reservoir bawah tanah - sebuah proses yang dikenal sebagai penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS).

Tetapi CCS secara teknis rumit dan mahal. Hanya dua pabrik yang memproduksi hidrogen dari bahan bakar fosil yang saat ini menggunakannya: satu di Kanada, dengan karbon dioksida tingkat penangkapan 80%, dan satu di AS dengan tingkat retensi yang lebih rendah.

Di Australia, satu-satunya proyek CCS skala besar yang beroperasi adalah milik Chevron Proyek gas Gorgon (bukan hidrogen) di Australia Barat. Setelah penundaan yang signifikan, dan tiga tahun sejak proyek mulai memasok gas, penangkapan dan penyimpanan karbon dimulai tahun ini.

Tingkat penangkapan karbon yang tinggi tidak terjamin

Strategi hidrogen menggunakan istilah "hidrogen bersih" untuk hidrogen yang dihasilkan dari listrik yang terbarukan, dan dari batubara atau gas dengan penangkapan karbon. Dan itu mengasumsikan skenario "kasus terbaik" di mana 90-95% karbon dioksida ditangkap dari bahan bakar fosil.

Tarif seperti itu secara teknis memungkinkan, tetapi belum tercapai sampai saat ini. Tingkat penangkapan yang lebih rendah tidak diperiksa dalam strategi.

Pada tingkat penangkapan 90-95%, hidrogen berbasis batubara dan gas jauh lebih sedikit karbon-intensif daripada penggunaan bahan bakar fosil tradisional. Tetapi tingkat penangkapan 60% berarti hidrogen dari batubara memiliki intensitas emisi yang serupa dengan membakar gas alam secara langsung.

Intensitas emisi bahan bakar dengan dan tanpa CCS. Nomor hidrogen hanya untuk produksi; intensitas emisi lebih tinggi untuk hidrogen yang diekspor. Sumber: perhitungan penulis, menggunakan data dari Badan Energi Internasional dan Administrasi Informasi Energi AS

Strategi nasional tidak menggambarkan mekanisme untuk memastikan tingkat penangkapan kasus terbaik terpenuhi. Produksi hidrogen mungkin meningkat jauh lebih cepat daripada fasilitas yang dibutuhkan untuk menangkap emisi, memungkinkan sejumlah besar gas rumah kaca memasuki atmosfer - mirip dengan kasus Gorgon.

Risiko lain adalah penangkapan karbon tidak akan mampu mencapai tingkat kasus terbaik karena alasan teknis atau biaya.

Menuju ekspor nol-emisi

Negara-negara termasuk Jepang, Korea Selatan dan Jerman sedang menjajaki kemungkinan menggunakan hidrogen dalam berbagai cara, termasuk di pembangkit listrik, transportasi, pemanasan dan proses industri.

Beberapa importir di masa depan mungkin tidak peduli seberapa bersih hidrogen kita diproduksi, tetapi yang lain mungkin.

Untuk menggambarkan mengapa ekspor bebas karbon penting, kami menghitung emisi jika Australia menghasilkan 12 juta ton hidrogen untuk ekspor per tahun - setara dengan sekitar 30% dari ekspor gas alam cair kami saat ini dan sejalan dengan perkiraan produksi dalam strategi nasional.

Diperlukan sekitar 37 juta ton gas alam atau 88 juta ton batubara. Jika 90% dari karbon dioksida ditangkap, emisi dari gas akan total 1.9% dari emisi gas rumah kaca tahunan Australia saat ini (2018), atau 4.4% menggunakan batubara.

Jika hanya 60% dari karbon dioksida yang ditangkap, hidrogen dari gas dan batubara masing-masing akan menyumbang tambahan 7.8% dan 17.9% dari emisi nasional saat ini masing-masing - menjadikan Australia lebih sulit untuk mencapai target emisi yang ada dan di masa depan.

Tempat berinvestasi

Saat ini, memproduksi hidrogen dari bahan bakar fosil lebih murah daripada dari energi terbarukan, bahkan dengan penangkapan dan penyimpanan karbon.

Australia juga memiliki cadangan batubara coklat yang besar dan siap pakai di Lembah Latrobe Victoria yang tidak akan digunakan oleh industri listrik tenaga batubara yang sedang menurun. Karbon yang ditangkap dapat disimpan di bawah Selat Bass. Dan cadangan gas yang berlimpah di negara ini dapat diubah menjadi hidrogen, sebagai tambahan atau sebagian menggantikan ekspor gas alam cair. Jadi, tidak mengherankan bahwa strategi nasional meninggalkan semua opsi di atas meja.

Diagram yang menunjukkan segudang kegunaan potensial untuk hidrogen. Strategi hidrogen nasional

Namun membangun fasilitas produksi hidrogen dengan penangkapan karbon akan berarti pengeluaran besar untuk peralatan dengan masa hidup yang sangat lama. Ini berisiko, karena modal akan terbuang sia-sia jika pasar untuk hidrogen intensif emisi runtuh, baik melalui sikap publik atau keharusan global untuk pindah ke sistem energi nol-emisi.

Dunia sudah ada jauh dari kecepatan diperlukan untuk memenuhi target pengurangan emisinya, dan pada akhirnya harus mencapai net-zero untuk mencegah dampak perubahan iklim terburuk.

Australia harus berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan untuk membuat hidrogen hijau lebih murah. Ini membutuhkan pengurangan dalam mendorong biaya elektrolisis, dan pengurangan lebih lanjut dalam produksi energi terbarukan skala besar. Ini dapat mengarah pada manfaat besar bagi iklim, dan ekonomi ekspor Australia di masa depan.

Tentang Penulis

Frank Jotzo, Direktur, Pusat Kebijakan Iklim dan Energi, Universitas Nasional Australia; Fiona J Beck, peneliti senior, Universitas Nasional Australia, dan Thomas Longden, Peneliti, Universitas Nasional Australia

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.