Mengapa hidrogen merah muda yang diproduksi menggunakan nuklir mungkin memiliki peran besar

Dari Tesla Elon Musk kepada Presiden Komisi Eropa Ursula von der Leyen, beberapa tahun terakhir telah melihat banyak nama profil tinggi berbicara tentang peran hidrogen mungkin - atau mungkin tidak - bermain dalam pergeseran planet ke masa depan yang lebih berkelanjutan.

Musk memiliki menyatakan skeptisisme tentang kegunaan hidrogen, tetapi banyak yang berpikir itu dapat membantu memangkas emisi di sejumlah sektor, termasuk transportasi dan industri berat.   

Meskipun ada desas-desus besar tentang hidrogen dan pentingnya sebagai alat untuk mengamankan masa depan rendah karbon — topik yang muncul banyak perdebatan dalam beberapa bulan terakhir — sebagian besar produksinya masih didasarkan pada bahan bakar fosil.

Memang menurut a Laporan pelacakan September 2022 dari Badan Energi Internasional, produksi hidrogen rendah emisi pada tahun 2021 menyumbang kurang dari 1% produksi hidrogen global.

Jika ingin berperan dalam transisi energi yang direncanakan, maka pembangkitan hidrogen perlu berubah secara besar-besaran.   

“Hal pertama yang harus saya katakan adalah bahwa hidrogen tidak benar-benar ada secara alami, sehingga harus diproduksi,” kata Rachael Rothman, co-direktur Grantham Center for Sustainable Futures di University of Sheffield.

“Ini memiliki banyak potensi untuk membantu kita mengurangi karbon ke depan, tetapi kita perlu menemukan cara rendah karbon untuk memproduksinya terlebih dahulu,” katanya, seraya menambahkan bahwa metode produksi yang berbeda telah “dilambangkan dengan warna yang berbeda.”

"Sekitar 95% hidrogen kita saat ini berasal dari reformasi metana uap dan memiliki jejak karbon terkait yang besar, dan itulah yang disebut hidrogen 'abu-abu'," kata Rothman kepada CNBC.

Hidrogen abu-abu, menurut perusahaan energi Grid Nasional, "dibuat dari gas alam, atau metana." Dikatakan bahwa gas rumah kaca terkait dengan proses tersebut tidak ditangkap, karenanya jejak karbon yang dirujuk Rothman.

Dominasi metode seperti itu jelas bertentangan dengan gol net-zero. Akibatnya, berbagai sumber, sistem, dan warna hidrogen kini diajukan sebagai alternatif.

Ini termasuk hidrogen hijau, yang mengacu pada hidrogen yang diproduksi menggunakan energi terbarukan dan elektrolisis, dengan arus listrik memecah air menjadi oksigen dan hidrogen.

Hidrogen biru, di sisi lain, menunjukkan penggunaan gas alam — bahan bakar fosil — dan pemanfaatan dan penyimpanan penangkapan karbon. Telah ada perdebatan yang dibebankan seputar peran hidrogen biru dalam dekarbonisasi masyarakat.

Selain biru dan hijau, warna lain yang menarik perhatian adalah merah muda. Seperti hidrogen hijau, prosesnya menggabungkan elektrolisis, tetapi ada perbedaan utama: merah muda menggunakan nuklir.

"Jika Anda memisahkan ... air, Anda mendapatkan hidrogen dan oksigen," kata Rothman. "Tapi pemisahan air membutuhkan energi, jadi yang dimaksud dengan hidrogen merah muda adalah pemisahan air menggunakan energi yang berasal dari nuklir."

Ini berarti bahwa "seluruh sistem karbon rendah, karena ... tidak ada karbon dalam air ... tetapi sumber energinya juga sangat rendah karbon karena nuklir."

Di samping elektrolisis, Rothman mencatat bahwa nuklir juga dapat digunakan dengan sesuatu yang disebut siklus termokimia.

Ini, jelasnya, memanfaatkan suhu yang sangat tinggi untuk memisahkan air menjadi oksigen dan hidrogen. 

Hidrogen merah muda sudah memiliki beberapa pendukung yang berpotensi signifikan. Ini termasuk EDF Energy, yang telah melontarkan gagasan untuk memproduksi hidrogen di Sizewell C, pembangkit listrik tenaga nuklir 3.2 gigawatt yang direncanakan untuk Inggris.

“Di Sizewell C, kami sedang menjajaki bagaimana kami dapat memproduksi dan menggunakan hidrogen dalam beberapa cara,” kata situs web perusahaan. “Pertama, ini dapat membantu menurunkan emisi selama pembangunan pembangkit listrik.”

“Kedua, setelah Sizewell C beroperasi, kami berharap dapat menggunakan sebagian panas yang dihasilkannya (bersamaan dengan listrik) untuk membuat hidrogen lebih efisien,” tambahnya.

EDF Energy, yang merupakan bagian dari multinasional Grup EDF, kata dalam sebuah pernyataan yang dikirim ke CNBC: “Hidrogen yang dihasilkan dari tenaga nuklir dapat memainkan peran penting dalam transisi energi.”

Perusahaan juga mengakui ada tantangan yang dihadapi sektor ini dan perkembangannya.

“Hidrogen saat ini merupakan bahan bakar yang relatif mahal dan tantangan utama untuk hidrogen elektrolitik rendah karbon, apakah diproduksi dari energi terbarukan atau nuklir, adalah menurunkan biaya produksi,” katanya.

Ini membutuhkan “kebijakan pendukung yang mendorong investasi dalam proyek produksi hidrogen awal dan mendorong pengguna untuk beralih dari bahan bakar fosil ke hidrogen rendah karbon.”

“Meningkatkan pasar untuk hidrogen rendah karbon akan menghasilkan skala ekonomi dan “belajar sambil melakukan” yang akan membantu mengurangi biaya produksi.”

Meskipun ada kegembiraan tentang peran nuklir dalam produksi hidrogen dan transisi energi yang lebih luas - IEA, misalnya, mengatakan tenaga nuklir memiliki "potensi signifikan untuk berkontribusi pada dekarbonisasi sektor tenaga" - sudah jelas bahwa itu tidak disukai oleh semua orang. .

Kritik termasuk Greenpeace. “Tenaga nuklir disebut-sebut sebagai solusi untuk masalah energi kita, namun kenyataannya rumit dan sangat mahal untuk dibangun,” kata organisasi lingkungan tersebut. “Ini juga menghasilkan limbah berbahaya dalam jumlah besar.”

Masa depan yang beraneka warna?

Selama wawancaranya dengan CNBC, Rothman dari University of Sheffield berbicara tentang gambaran yang lebih besar dan peran yang mungkin dimainkan oleh berbagai jenis hidrogen. Bisakah kita melihat waktu ketika tingkat hidrogen biru dan abu-abu turun menjadi nol?

“Itu tergantung berapa lama jangka waktu yang Anda lihat,” katanya, menambahkan bahwa “di dunia yang ideal, mereka pada akhirnya akan turun sangat rendah.”

“Pada akhirnya, idealnya kita membuang semua hidrogen abu-abu kita, karena hidrogen abu-abu memiliki jejak karbon yang besar dan kita harus membuangnya,” kata Rothman.

“Saat kami meningkatkan penangkapan dan penyimpanan karbon, mungkin ada ruang untuk hidrogen biru dan itu belum dievaluasi, tergantung pada… perkembangan di sana.”

“Warna merah muda dan hijau yang kami tahu harus ada ruang karena di situlah Anda benar-benar mendapatkan [hidrogen] karbon rendah, dan kami tahu itu seharusnya, mungkin untuk sampai ke sana.”

Fiona Rayment, kepala ilmuwan di Laboratorium Nuklir Nasional Inggris — yang, seperti EDF Energy, adalah anggota asosiasi perdagangan Hidrogen Inggris — menekankan pentingnya memiliki serangkaian opsi yang tersedia di tahun-tahun mendatang.

“Tantangan nol bersih tidak bisa diremehkan; kita perlu merangkul semua sumber penghasil hidrogen rendah karbon untuk menggantikan ketergantungan kita pada bahan bakar fosil, ”katanya kepada CNBC.

Meskipun ada banyak pembicaraan tentang penggunaan warna untuk membedakan berbagai metode produksi hidrogen, ada juga diskusi yang hidup tentang apakah sistem klasifikasi semacam itu seharusnya ada.

“Yang kami inginkan adalah hidrogen rendah karbon,” kata Rothman. “Dan saya tahu ada banyak kebingungan tentang berbagai warna, dan saya pernah mendengar beberapa orang berkata … 'mengapa kita memiliki warna, mengapa kita tidak hanya memiliki hidrogen dan hidrogen rendah karbon?'”

“Dan pada akhirnya, bit rendah karbonlah yang penting, dan warna merah muda dan hijau akan melakukannya.”