Hidrogen sebagai Bahan Bakar Mesin Pembakaran InternaI (ICE)

Oleh: Atmonobudi Soebagio*)

Jakarta, INDONEWS.ID - Mobil listrik mulai muncul di kota-kota besar di Indonesia.  Produksi mobil listrik yang masuk ke Indonesia umumnya dengan kapasitas daya angkut yang rendah dan tampak mungil.  Kendaraan tersebut sangat ideal sebagai kendaraan di kota-kota besar.  Keterbatasan yang dihadapi dari mobil listrik tersebut adalah dalam pengisian baterai, yang kebanyakan masih dilakukan di rumah, mengingat belum siapnya stasiun pengisian baterai yang tersebar di banyak lokasi, seperti yang kita jumpai pada SPBU yang ada di setiap kota, jalan provinsi dan jalan toll.

Saat ini sebagian besar pembangkit tenaga listrik masih didominasi oleh PLTU Batubara dan secara bertahap akan dikurangi jumlahnya dan diganti dengan pembangkit listrik yang menggunakan energi terbarukan.  Pengisian baterai mobil listrik jelas akan menjadi tambahan beban listrik  yang harus disuplai oleh pembangkit listrik tersebut. Mobil listrik memang tidak akan menimbulkan polusi CO2, tetapi akan menambah konsumsi batubara pada PLTU karena bertambahnya beban. Kenaikan tersebut juga berujung pada kenaikan emisi CO2 pembangkit listrik tersebut.  Kebijakan ini bertentangan dengan tekad untuk mengurangi penggunaan batubara sebaga bahan bahan bakar pembangkit listrik.  Proses pengalihan dari  PLTU Batubara ke pembangkit listrik berbasis energi terbarukan dapat tertunda, karena bersamaan dengan munculnya beban baru berupa mobil listrik.

Hidrogen sebagai Bahan Bakar Pengganti Bensin pada Mobil Konvensional.

Pergeseran paradigma menuju pemanfaatan bahan bakar karbon-netral dan rendah emisi diperlukan dalam industri mesin pembakaran internal untuk memenuhi tujuan emisi karbon dan persyaratan undang-undang di masa depan di banyak negara. Hidrogen sebagai pembawa energi dan bahan bakar utama merupakan pilihan yang menjanjikan karena kandungannya yang bebas karbon, mudah terbakar yang luas, dan kecepatan nyala yang cepat. Untuk mesin pembakaran dalam dengan busi, penggunaan injeksi langsung hidrogen telah terbukti menghasilkan keluaran tenaga mesin yang tinggi dan efisiensi dengan emisi rendah.

Anggaran emisi karbon yang terbatas dan standar emisi yang semakin ketat untuk kendaraan bermotor di seluruh dunia, memberikan tekanan besar pada produsen untuk memproduksi ribuan mobil rendah karbon. Terlepas dari dominasi global mesin pembakaran internal (ICE) saat ini di sektor transportasi, sejumlah strategi legislatif telah dikembangkan dan diadopsi untuk mempromosikan penggantian bertahap teknologi propulsi ICE dengan sel bahan bakar dan kendaraan baterai-listrik, kecuali jika ada terobosan dalam teknologi ICE untuk memungkinkan pengurangan emisi berbahaya dan ketergantungan yang signifikan pada bahan bakar fosil. Hidrogen telah lama dianggap sebagai bahan bakar masa depan dalam  transportasi kereta api, karena kemampuannya untuk menghilangkan emisi berbasis karbon (misalnya CO, CO2 dan jelaga) dan untuk mencapai efisiensi energi yang tinggi. Selanjutnya, hidrogen dapat diproduksi dari sumber energi terbarukan; bahkan dari air.

Aplikasi komersial pertama kendaraan bertenaga hidrogen yang sukses, dilaporkan pada tahun 1930-an, dengan lebih dari 1000 kendaraan berbahann bakar bensin diubah menjadi hidrogen disertai  pengoperasian hidrogen/bensin yang fleksibel; namun, rincian teknis dilaporkan hancur karena perang dan tidak dapat ditemukan lagi.

Dalam ekonomi hidrogen—skenario masa depan di mana hidrogen mewakili pembawa energi utama—hidrogen memiliki berbagai aplikasi selain transportasi. Misalnya, banyak proses industri memerlukan panas bermutu tinggi, sehingga dapat memanfaatkan pembakaran hidrogen sebagai jalur yang lebih efisien. Hidrogen juga merupakan reaktan penting dalam produksi bahan baku industri seperti amonia, metanol, polimer, serta dalam proses pemurnian lainnya, termasuk desulfurisasi bahan bakar, pembuatan besi, dan konversi CO2 yang ditangkap dari udara atau gas buang menjadi bahan kimia yang berguna. Kerajaan Inggris, Amerika Serikat, Korea Selatan dan beberapa negara Eropa telah mengembangkan infrastruktur untuk menggunakan gas alam sebagai sumber listrik dan pemanas di gedung-gedung. Infrastruktur tersebut membawa manfaat tambahan dari peralihan yang nyaman ke campuran hidrogen-metana untuk dekarbonisasi lebih lanjut; namun demikian, kemajuan teknologi diperlukan untuk memfasilitasi peningkatan porsi hidrogen. Penerapan universal hidrogen untuk kebutuhan energi modern telah mendorong investasi dan pengembangan produksi hidrogen terbarukan dan teknologi terkaitnya oleh banyak negara, dengan China sebagai importir terbesar dan AS sebagai eksportir terbesar, pada 2017. Australia, Jepang, dan Jerman juga menyusun rencana strategis untuk menjadi pemain utama dalam potensi ekonomi hidrogen di masa depan.

Bagaimana dengan Nasib Ribuan Kendaraan Berbahan Bakar Bensin di Indonesia?

Masuknya mobil listrik ke Indonesia telah membuat pemilik mobil yang tahun pembuatannya relatif baru  merasa gelisah, sehingga tidak sedikit yang berniat menjual kembali mobil mereka dengan harga yang cukup miring.

Sebaiknya pemilik mobil yang berbahan bakar bensin tidak perlu menjualnya. Mengapa?  Mobil berbahan bensin tersebut dapat dikonversikan ke bahan bakar hidrogen. Proses konversinya cukup sederhana dan hanya dengan memodifikasi karburator dan tanki bahan bakarnya.  Karena bahan bakar hidrogen tersebut dijual dalam kondisi dicairkan, seperti pada gas elpiji, maka tanki bensin yang lama perlu diganti dengan tanki yang lebih tebal seperti pada tanki elpiji.

Bagaimana dengan emisi gas buangnya?  Apakah masih berbahaya dan mencemari udara di sekitar kita.  Anda mungkin tidak menyangka bahwa gas buang dari proses pembakaran hidrogren di dalam mesin adalah uap air; bukan CO2 yang sangat berbahaya.  Kelebihan lainnya, adalah akan membuat mobil Anda memiliki daya output yang  lebih besar daripada  bensin, karena suhu pembakarannya lebih tinggi. 

Sekarang tinggal tergantung pada kesiapan PT. Pertamina.  Apakah dalam waktu dekat dapat memproduksi hidrogen cair dan dijual di SPBU Pertamina yang sudah tersebar di seluruh Indonesia?  Semoga Pertamina siap untuk melakukan diversifikasi bisnis bahan bakarnya sebagai produsen dan penyalur  hidrogen cair.

*) Prof. Atmonobudi Soebagio MSEE, Ph.D. adalah Guru Besar Energi Listrik dan Terbarukan pada Universitas Kristen Indonesia.