Hidrogen Meningkat Dalam Transisi Energi, Tapi Mungkin Dijual Terlalu Banyak

Apa yang kita tahu sebelumnya.

Aspek hidrogen berikut telah dieksplorasi sebelumnya.

Rystad Energy memperkirakan dua tahun lalu bahwa hidrogen cair akan mendapat tempat di tabel 2050 tetapi hanya menyumbang 7% dari total energi bersih yang dibutuhkan. 7% ini adalah ceruk bahan bakar bersih untuk industri penerbangan, kapal laut, dan semen dan baja yang sulit dikurangi.

Hidrogen cair memiliki dua keunggulan besar: satu, energinya terkandung dalam bentuk padat. Dua, terbakar di udara ke air tanpa emisi karbon.

Hidrogen sangat cocok untuk diproduksi oleh perusahaan minyak dan gas besar karena mereka sudah tahu cara memproduksi dan mendistribusikan gas lain — gas alam — dan mereka memiliki kantong yang dalam.

Apa yang kita ketahui sekarang.

DNV dalam laporan tahunan mereka¹ pada akhir tahun 2022 diperkirakan hidrogen cair hanya akan memenuhi 5% (bukan 7%) kebutuhan energi bersih pada tahun 2050.

Seperti yang telah ditulis Bloomberg Green, ada alasan mengapa hidrogen belum menjadi arus utama, seperti angin dan matahari. Salah satunya adalah biaya: produksi ramah lingkungan dengan elektrolisis air mahal dan elektrolisis adalah teknologi yang tidak efisien.

Dua, hidrogen biru tidak ramah iklim. Meskipun lebih murah daripada hidrogen hijau, hidrogen biru membutuhkan energi untuk memproduksi dan memecah metana menjadi hidrogen plus CO2, dan CO2 perlu dibuang, biasanya dengan CCS (penangkapan dan penyimpanan karbon). Kedua ujung rantai produksi hidrogen menghambat "bersih" dalam alternatif hidrogen ini.

Tiga, sebagian besar mesin dan industri tidak diadaptasi untuk menggunakan hidrogen. Ada biaya tambahan untuk memasang mobil konvensional untuk membakar hidrogen alih-alih bensin, atau mengadaptasi mesin di bengkel industri untuk membakar hidrogen alih-alih gas alam.

Hidrogen sangat cocok untuk perusahaan minyak dan gas karena pengalaman mereka yang luas dalam gas alam, tetapi juga karena mereka menghasilkan keuntungan besar pada tahun 2022, dan mampu mengambil risiko pada usaha baru.

Prediksi biaya suram untuk hidrogen.

Sebuah artikel baru-baru ini memberikan kutipan dari Outlook Transisi Energi DNV¹ 2023. Poin utamanya adalah:

· Untuk mencapai 5% dari permintaan energi bersih global pada tahun 2050 akan menelan biaya lebih dari $7 triliun untuk produksi termasuk terminal amoniak baru ditambah saluran pipa.

· Sebagian besar hidrogen akan digunakan dalam manufaktur.

· Hidrogen dan amonia bersama-sama akan membentuk sekitar setengah dari bahan bakar pengiriman global, salah satu kategori yang sulit diredakan.

· Lebih dari 50% pipa hidrogen global akan digunakan kembali dari pipa gas alam.

· Amerika Latin dan Timur Tengah dan Afrika Utara akan menjadi pengekspor hidrogen atau amonia karena mereka memiliki wilayah yang luas tersedia untuk energi terbarukan seperti angin dan matahari untuk membuat hidrogen dengan elektrolisis.

· Di Eropa, negara-negara besar seperti Jerman, Prancis dan Spanyol akan memiliki target 2030 sebesar 4-6.5 Gw produksi hidrogen dalam negeri.

· Inggris Raya dengan jaringan pipa gasnya yang besar akan dapat beralih dari gas alam ke hidrogen.

· Rencana UE mencakup kapasitas pengelektrolisis 6 Gw pada tahun 2024 yang menembak hingga 40 Gw pada tahun 2030.

Apakah hidrogen sedang oversold?

Jadi, apakah hidrogen sudah oversold? Meskipun bahan bakar hidrogen menghasilkan lebih banyak kegembiraan daripada matahari atau angin, 7% dari perkiraan total energi bersih untuk hidrogen pada tahun 2050 adalah persentase yang cukup kecil dari total. Selain itu, perkiraan biaya berlebihan untuk menghadirkan hidrogen secara online membuatnya tergoda untuk mengakui bahwa penjualan hidrogen terlalu berlebihan sebagai bahan bakar bersih peluru perak untuk tahun 2050.

Mari kita lihat aktivitas hidrogen di beberapa negara, beberapa di antaranya melibatkan industri minyak dan gas.

Rencana hidrogen di Uni Eropa (UE) versus AS

Total produksi global hidrogen adalah sekitar 90 juta ton per tahun sekarang. IEA (Badan Energi Internasional) memperkirakan ini akan perlu meningkat menjadi 180 juta ton per tahun pada tahun 2030 untuk mencapai emisi karbon nol bersih pada tahun 2050.

Hampir semua dari sekitar 10 juta ton hidrogen per tahun yang diproduksi sekarang di AS digunakan oleh industri untuk memurnikan minyak bumi, mengolah logam, memproduksi pupuk, dan mengolah makanan.

Namun sebagian besar produksi saat ini, 99%, adalah hidrogen biru yang tidak bebas karbon, seperti dijelaskan sebelumnya. Hidrogen hijau diproduksi dengan elektrolisis air dan sebagian besar bebas karbon, jika ditenagai oleh listrik terbarukan.

UE dengan cepat beradaptasi dengan elektrolisis untuk hidrogen hijau, sebagian besar bebas karbon. Tetapi UE lambat menanggapi investasi hidrogen besar-besaran yang disediakan oleh Undang-Undang Pengurangan Inflasi AS (IRA) yang mengarahkan $369 miliar untuk program energi hijau.

Secara global, artikel tersebut mengatakan, hanya 1% dari proyek hidrogen yang direncanakan, sebesar 1 Tw (Terrawatt), yang telah mulai dibangun. Sekitar seperempatnya, 269 Gw (Gigawatt) akan online pada tahun 2030. Pertumbuhan ini akan terasa seperti sebuah revolusi, karena produksi hidrogen saat ini hanya 0.45 Gw.

Ia juga memperkirakan bahwa biaya hidrogen hijau akan turun dari 6-8 euro/kg hari ini menjadi di bawah 3 euro/kg pada tahun 2050.

Hub hidrogen di AS

Selain keuntungan umum dari pemusatan infrastruktur, konsep hub hidrogen adalah untuk mengimbangi bahaya dan biaya yang dikeluarkan untuk mengangkut hidrogen, yang sangat mudah terbakar, dalam jarak yang jauh.

Kongres AS mengalokasikan $8 miliar dari Undang-Undang Infrastruktur 2021 untuk DOE (Departemen Energi) untuk mendukung setidaknya empat proyek percontohan yang melibatkan produsen hidrogen, pengguna akhir, dan infrastruktur yang menghubungkan mereka. DOE telah mendanai 400 proyek hidrogen yang menakjubkan oleh Universitas, laboratorium nasional, dan industri dan hub baru akan bersandar pada informasi ini.

Aplikasi pendanaan penuh akan jatuh tempo pada April 2023. Empat aliansi swasta, serta banyak pemerintah negara bagian yang bersekutu dengan industri, dan beberapa bersekutu dengan negara bagian lain, telah mendaftar. Pendanaan DOE awal tidak melebihi $1.25 miliar per hub, yang merupakan jumlah uang yang sangat besar. Mereka berharap dapat memilih 6-10 hub regional dengan pendanaan gabungan sebesar $6-7 miliar.

Satu hub disebut Pusat Kecepatan Tinggi berpusat di sepanjang Pantai Teluk AS, dan diorganisir oleh Chevron
CVX
dan beberapa mitra perusahaan swasta termasuk ExxonMobil
XOM
dan Mitsubishi. Mereka akan memanfaatkan jaringan 48 pusat produksi hidrogen (yang terbesar di dunia) ditambah 1,000 mil jaringan pipa hidrogen khusus di sepanjang pantai Louisiana dan Texas.

Salah satu tujuannya adalah untuk memecahkan tantangan DOE, yang disebut Tembakan Hidrogen, untuk membuat 1 kg hidrogen sambil mengeluarkan kurang dari 2 kg karbon dioksida. Sasaran lainnya adalah mengurangi biaya hidrogen sebesar 80% — menjadi $1/kg dalam waktu 10 tahun.

Program seperti di atas telah menarik perhatian industri di seluruh Kredit pajak AS yang ditawarkan oleh IRA dapat menghasilkan $100 miliar dalam produksi hidrogen bersih – di atas $8 miliar yang diambil Kongres dari Undang-Undang Infrastruktur.

Hub hidrogen lain yang perlu diwaspadai telah dirangkum secara singkat oleh Reuters Events². Daftar mereka meliputi:

Hub Hidrogen Bersih Trans Permian dan Cakrawala: memiliki hubungan yang kuat dengan minyak dan gas West Texas.

HyBuild Los Angeles

Proyek HyGrid

Hub Hidrogen HALO: Negara bagian Arkansas, Louisiana, dan Oklahoma memiliki sejarah panjang dalam memproduksi dan mengangkut cairan minyak dan gas.

Pusat Penyimpanan Energi Bersih Tingkat Lanjut

Jaringan Inovasi Hidrogen Bersih Barat Daya

Hub Hidrogen Tenggara

Sebagian besar proyek ini melibatkan utilitas energi atau proyek nirlaba yang disponsori kota atau negara bagian dan banyak yang dibangun dengan dukungan universitas.

Panggilan DOE untuk proyek menerima 79 aplikasi², tetapi hanya 33 dari mereka yang diundang untuk melanjutkan ke aplikasi formal pada April 2023. Pemilihan akhir kurang dari 10 hub akan dilakukan pada paruh kedua tahun 2023.

Jelas bahwa pemangku kepentingan di seluruh negara telah menangkap visi hidrogen. AS telah berkomitmen untuk masa depan hidrogen dan ingin memimpin dunia dalam transisi ini.

Di artikel mendatang, kami akan menjelaskan aktivitas perusahaan minyak dan gas tertentu dalam produksi hidrogen.

Takeaways

Visi hidrogen adalah sesuatu yang ambisius — karena sulit diproduksi, berbahaya untuk disimpan dan diangkut, dan mahal.

Versi hidrogen rendah karbon disebut hidrogen hijau, yang mahal, karena merupakan proses yang tidak efisien berdasarkan elektrolisis air. Pada dasarnya semua produksi hidrogen saat ini adalah hidrogen biru tetapi ini memiliki kekurangan karbon tinggi pada awal dan akhir proses pembangkitan.

Tapi hidrogen bukanlah peluru perak. Sebuah industri hidrogen mungkin mengambil porsi besar dari 5-7% emisi yang sulit dikurangi dari energi dunia pada tahun 2050, tetapi jumlah terbesar dari total emisi masih tersisa: 93-95%.

Referensi.

1.DNV, Prospek Transisi Energi 2022, Oktober 13, 2022.

2. Acara Reuters: Negara Hidrogen Amerika, Hydrogen_Hubs_Whitepaper_5 April 2023.pd