Kami Dapat Meningkatkan Ekonomi Cleantech Baru—Seperti yang Kami Lakukan Dengan Energi Terbarukan

Oleh Mitsubishi Power Americas

Saat ini, konsensus global sedang terbentuk seputar kebutuhan untuk dekarbonisasi. Tapi ada satu hal yang mencuat: biaya.

Memenuhi tujuan iklim akan membutuhkan solusi berkelanjutan, yang berarti solusi tersebut harus memberikan ekonomi yang baik dengan emisi rendah atau tanpa emisi. Untuk memastikan adopsi yang luas dan tepat waktu, opsi seperti hidrogen bersih harus dapat diakses, andal, dan terjangkau.

Industri listrik memiliki alat yang tersedia untuk mewujudkan hal ini.

Sektor ini memiliki rekam jejak yang lebih lama dan lebih sukses untuk mengembangkan dan mengkomersialkan teknologi bersih daripada yang dipuji, kata Michael Ducker, Wakil Presiden Senior Infrastruktur Hidrogen untuk Mitsubishi Power Americas dan Presiden Penyimpanan Energi Bersih Lanjutan I, pusat hidrogen yang sedang berjalan di Delta, Utah. Dia menunjukkan bahwa sejarah sektor energi terbarukan saat ini menceritakan kisah industri yang bekerja sama untuk memecahkan masalah skala, efisiensi dan biaya, yang memungkinkan pasar yang berkembang untuk inovasi yang sangat dibutuhkan.

Ini adalah sejarah yang layak untuk diulang.

Menurunkan biaya

Antara 2005 dan 2020, tingkat emisi tahunan di sektor listrik AS menurun drastis— a Peningkatan 40%. Teknologi yang telah mendorong pengurangan telah mengikuti pola yang sama: Setelah harga teknologi baru menjadi cukup rendah untuk membenarkan adopsi, permintaan akan muncul dan teknologi tersebut lepas landas.

“Jika kita harus mencapai nol bersih dalam kerangka waktu 2050 di sektor listrik, itu bisa dilakukan. Tapi kami tidak bisa berpuas diri dengan cara apa pun.” – Drummi Bhatt, Wakil Presiden Intelijen dan Strategi Pasar, Mitsubishi Power Americas

Pertimbangkan tenaga surya. Sejak 2010, biaya sistem fotovoltaik skala utilitas telah jatuh 82%, mendorong kapasitas surya terpasang global dari sekitar 40 gigawatt tahun itu menjadi lebih dari 700 gigawatts di 2020.

Harga dan penggunaan baterai lithium-ion menunjukkan a hubungan terbalik serupa. Harga baterai turun 85% antara 2010 dan 2018, sementara produksi mobil listrik global meningkat drastis, dari jumlah yang dapat diabaikan menjadi total lebih dari tujuh juta mobil di jalan pada tahun 2019.

Dinamika ini juga terjadi pada PLTGU turbin gas seiring dengan turunnya harga gas alam. Antara 2005 dan 2020, harga turun 80%.

Pelajaran hari ini adalah: “Jika kita harus mencapai titik nol bersih dalam jangka waktu 2050 di sektor listrik, itu bisa dilakukan,” kata Drummi Bhatt, Wakil Presiden Intelijen Pasar dan Strategi di Mitsubishi Power Americas. “Tetapi kami tidak boleh berpuas diri dengan cara apa pun — kami harus terus mendorong efisiensi dengan rasa urgensi yang nyata untuk tetap berada di jalur yang benar.”

Alat yang mendorong keterjangkauan

Jika dibandingkan dengan teknologi penyimpanan lainnya, hidrogen hijau, yang diproduksi dengan energi terbarukan, sudah hemat biaya untuk penyimpanan energi jangka panjang. Misalnya, analisis menunjukkan bahwa baterai lithium-ion paling ekonomis untuk jangka waktu delapan jam atau kurang, sedangkan hidrogen hijau hemat biaya untuk jangka waktu yang lebih lama, dari 12 jam hingga hari, minggu, bulan atau bahkan musim.

Sebagai bahan bakar, hidrogen telah mencapai titik belok yang sama pada kurva biaya seperti angin, surya, dan baterai lithium-ion, kata Ducker. Biaya untuk memproduksi, menyimpan dan mengangkut hidrogen hijau telah menjadi rintangan utama untuk adopsi luas sebagai bahan bakar dekarbonisasi. Saat biaya turun, hidrogen menjadi lebih efektif sebagai solusi penyimpanan energi. Industri ini memiliki berbagai alat yang tersedia untuk mendorong keterjangkauan.

Ducker percaya bahwa kita berada di ambang membuat kemajuan yang diperlukan, mencatat beberapa pendorong utama yang akan mengurangi biaya produksi dan membangun pasar:

Meningkatkan kapasitas

Teknologi utama untuk menghasilkan hidrogen hijau adalah elektrolisis, yang menggunakan energi terbarukan untuk mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen. Prosesnya mahal karena skala produksi tetap relatif kecil — bahkan fasilitas terbesar yang saat ini online berharap menghasilkan kurang dari 25 megawatt.

Sama seperti permintaan tenaga angin yang mendorong pembuat turbin angin untuk berkembang dari turbin 1-megawatt yang lebih kecil ke model 5 dan 10-megawatt, kebutuhan yang meningkat akan hidrogen hijau untuk membantu memenuhi target nol bersih akan memacu produsen elektroliser untuk membangun unit yang lebih besar dan meningkatkan skala mereka. produksi.

“Dunia tidak pernah membutuhkan elektroliser 200 megawatt sebelumnya,” kata Ducker. Tapi sekarang. Dengan meningkatnya kapasitas produksi, biaya akan turun.

Untuk itu, pada tahun 2021 Koalisi Hidrogen Hijau bekerja sama dengan Los Angeles Department of Water and Power (LADWP) dan mitra kunci lainnya meluncurkan HyDeal LA untuk mencapai pengadaan hidrogen hijau skala besar dengan harga $1.50/kilogram di Los Angeles Basin pada tahun 2030.

Meningkatkan efisiensi manufaktur

Industri angin, surya, dan baterai menangkap skala ekonomi saat mereka meningkatkan produksi. Secara khusus, mengotomatisasi produksi secara signifikan mengurangi biaya produksi.

Ducker mengharapkan hal serupa akan terjadi pada hidrogen. Kemajuan dalam otomatisasi dan metode manufaktur berbiaya rendah akan menciptakan siklus di mana efisiensi ini menurunkan biaya, mengarah ke investasi dan produksi yang lebih besar, meningkatkan pasokan dan menciptakan efisiensi lebih lanjut — yang semuanya menurunkan biaya lebih lanjut, membantu meningkatkan adopsi.

Merangkul kemajuan teknologi

Energi terbarukan sangat penting untuk menghasilkan hidrogen hijau. Akibatnya, apa pun yang menurunkan biaya energi terbarukan sambil meningkatkan ketersediaannya — misalnya, peningkatan skala dan efisiensi untuk tenaga surya dan angin — akan membantu ekonomi hidrogen hijau.

Selain itu, teknologi baru yang mengubah turbin gas menjadi hidrogen hijau akan menciptakan permintaan dari produsen listrik yang berkomitmen untuk menurunkan emisi mereka, sehingga mengarah pada peningkatan produksi. Peningkatan pasokan pada gilirannya dapat membuat sejumlah besar hidrogen hijau yang tersimpan tersedia untuk industri intensif energi yang sulit untuk didekarbonisasi, seperti transportasi, baja dan beton. Demikian pula, perbaikan sistem di satu sektor dapat diterjemahkan ke sektor lain.

Pengungkit lain yang dapat memacu produksi

Ada faktor lain yang juga dapat berkontribusi terhadap biaya yang lebih rendah, mulai dari insentif kebijakan bagi produsen hidrogen hingga keringanan pajak untuk penggunaan energi terbarukan. Mengembangkan kebijakan energi terbarukan secara regional dapat mendorong pengurangan biaya juga, dengan meningkatkan basis pelanggan dan mengambil keuntungan lebih lanjut dari skala ekonomi.

Ketika persamaan biaya-manfaat seputar hidrogen hijau menguat, jenis insentif dan kesepakatan ini akan semakin mempercepat evolusinya. “Sebagian besar teknologi energi bersih yang kami tangani telah menurunkan kurva biaya lebih cepat daripada yang diperkirakan siapa pun,” kata Bhatt.

ISI TERKAIT

Bisakah Nuclear Fusion Memberi Kita Energi Bebas Emisi Tanpa Batas?

Saran untuk Insinyur Muda: Rangkullah Peluang Teknologi Hijau Hari Ini

Dari Fiksi Ilmiah Hingga Lantai Pabrik: 3 Robot Ini Membuat Logistik Lebih Aman

Unsur-unsur yang berada di bawah kendali industri, seperti kemajuan teknologi dan skala ekonomi, lebih mudah diprediksi daripada subsidi pemerintah. Namun masa depan bersih nol karbon dunia bergantung pada semua kontributor ini, baik untuk memecahkan tantangan teknis inovasi terobosan maupun untuk meningkatkan ekonomi yang cukup untuk memacu penggunaan teknologi baru. Untungnya, semua elemen ini sedang berlangsung, dan kemajuan di setiap front menawarkan alasan untuk optimis.

Tentang Penulis

Mitsubishi Power Americas adalah merek solusi daya dari Mitsubishi Heavy Industries.