Dengan adanya dorongan global untuk energi terbarukan, solusi penyimpanan energi yang efisien sangat penting untuk menyeimbangkan penawaran dan permintaan. Sementara sistem penyimpanan energi baterai (BESS) telah mendominasi pasar, penyimpanan energi hidrogen (HES) mendapatkan perhatian sebagai solusi alternatif. Namun, bagaimana cara kerja penyimpanan hidrogen, dan bagaimana perbandingannya dengan penyimpanan baterai? Mari kita bahas lebih lanjut.
Apa itu Penyimpanan Energi Hidrogen?
Penyimpanan Energi Hidrogen (HES) adalah metode penyimpanan energi dengan mengubah listrik menjadi hidrogen melalui elektrolisis. Hidrogen kemudian dapat disimpan dan kemudian diubah kembali menjadi listrik menggunakan sel bahan bakar atau dibakar untuk aplikasi industri. Tidak seperti baterai, yang menyimpan energi dalam sel elektrokimia, HES menyimpan energi dalam bentuk molekul, hidrogen memiliki energi tertinggi per satuan massa dari semua bahan bakarsehingga cocok untuk aplikasi jangka panjang dan berskala besar.
Pengembangan Penyimpanan Energi Hidrogen
Konsep menyimpan energi sebagai hidrogen sudah ada sejak awal abad ke-19 ketika elektrolisis pertama kali ditemukan. Namun, aplikasi praktis mendapatkan momentum pada akhir abad ke-20 ketika sel bahan bakar hidrogen dikembangkan untuk misi luar angkasa.
- Tahun 1960-an-1970-an:NASA menggunakan sel bahan bakar hidrogen dalam eksplorasi ruang angkasa (misi Apollo).
- 1990s:Kendaraan sel bahan bakar hidrogen diperkenalkan.
- 2000-an-Sekarang:Hidrogen sedang dieksplorasi untuk penyimpanan energi jaringan, dekarbonisasi industri, dan transportasi.
Dengan kemajuan dalam produksi hidrogen hijau (menggunakan energi terbarukan untuk elektrolisis), penyimpanan hidrogen sekarang dipandang sebagai pemain kunci dalam transisi ke masa depan netral karbon.
Mengapa Hidrogen Dapat Menyimpan Energi?
Hidrogen bertindak sebagai pembawa energiyang berarti tidak menghasilkan energi itu sendiri tetapi dapat menyimpan dan melepaskan energi secara efisien.
- Proses Elektrolisis:Listrik digunakan untuk memecah air (H₂O) menjadi hidrogen (H₂) dan oksigen (O₂).
- Penyimpanan:Hidrogen dapat disimpan dalam tangki gas terkompresi, tangki hidrogen cair, atau penyimpanan solid-state (hidrida logam).
- Pelepasan Energi:Hidrogen dapat dibakar dalam mesin pembakaran, digunakan dalam sel bahan bakar, atau dikonversi kembali menjadi listrik bila diperlukan.
Sejak hidrogen dapat disimpan tanpa batas waktuini merupakan solusi yang menjanjikan untuk penyimpanan energi jangka panjang dan musimantidak seperti baterai yang menurun seiring waktu.
Komponen Utama dari Sistem Penyimpanan Energi Hidrogen
A Sistem Penyimpanan Energi Hidrogen terdiri dari komponen-komponen utama berikut ini:
| Komponen | Fungsi |
| Elektroliser | Membagi air menjadi hidrogen dan oksigen menggunakan listrik. |
| Tangki Penyimpanan | Menyimpan hidrogen dalam gas terkompresi, bentuk cair, atau bahan padat. |
| Sel Bahan Bakar/Sistem Pembakaran | Mengubah hidrogen yang tersimpan kembali menjadi listrik atau panas. |
| Kompresor | Memberikan tekanan hidrogen untuk penyimpanan dan transportasi yang efisien. |
| Sumber Energi Terbarukan | (Opsional) Energi surya, angin, atau air yang digunakan untuk produksi hidrogen ramah lingkungan. |
Tergantung pada aplikasinya, penyimpanan hidrogen dapat digunakan untuk penyeimbangan jaringan, catu daya industri, transportasi, dan pemanas.
Keuntungan dan Kerugian Penyimpanan Energi Hidrogen
Keuntungan:
- Kemampuan penyimpanan jangka panjang:Tidak seperti baterai, hidrogen tidak kehilangan energi seiring berjalannya waktu.
- Skalabilitas:Cocok untuk penyimpanan energi skala besar, termasuk jaringan nasional.
- Potensi hidrogen yang dapat diperbaharui:Dapat diproduksi dengan menggunakan tenaga surya dan angin.
- Aplikasi multi guna:Dapat digunakan untuk pembangkit listrik, pemanas, dan bahan bakar untuk transportasi.
Kekurangan:
- Efisiensi rendah:Efisiensi perjalanan pulang pergi (kerugian konversi energi) hanya 30-50%dibandingkan dengan 80-90% untuk baterai.
- Tantangan infrastruktur:Penyimpanan hidrogen membutuhkan tangki khusus, saluran pipa, dan sel bahan bakar.
- Biaya produksi yang tinggi:Sel bahan bakar elektrolisis dan hidrogen masih mahal dibandingkan dengan sistem baterai.
- Masalah keamanan:Hidrogen adalah sangat mudah terbakarmembutuhkan prosedur penanganan yang ketat.
Penyimpanan Energi Hidrogen vs Penyimpanan Baterai: Mana yang Lebih Baik?
| Fitur | Penyimpanan Energi Hidrogen | Penyimpanan Baterai (BESS) |
| Kepadatan Energi | Tinggi, tetapi membutuhkan volume penyimpanan yang besar. | Lebih rendah, tetapi lebih ringkas. |
| Efisiensi | ~30-50% (efisiensi konversi rendah). | ~80-90% (efisiensi tinggi). |
| Durasi Penyimpanan | Jangka panjang (beberapa minggu hingga beberapa bulan). | Jangka pendek hingga menengah (beberapa jam hingga beberapa hari). |
| Infrastruktur | Membutuhkan elektroliser, tangki penyimpanan, dan sel bahan bakar. | Hanya membutuhkan baterai dan inverter. |
| Biaya | Tinggi karena elektrolisis dan sel bahan bakar. | Lebih rendah dan lebih baik dengan skala ekonomi. |
| Aplikasi | Penyimpanan energi musiman berskala besar, industri, dan transportasi. | Penyeimbangan jaringan jangka pendek, rumah, dan penggunaan komersial. |
Untuk penyimpanan musiman skala jaringan, hidrogen lebih cocok. Namun, untuk penyimpanan energi harian dan aplikasi skala kecil, baterai saat ini lebih efisien dan hemat biaya.
Tantangan dalam Penyimpanan Energi Hidrogen
Terlepas dari potensinya, penyimpanan hidrogen menghadapi beberapa tantangan:
- Efisiensi Rendah- Energi hilang selama proses elektrolisis, kompresi, dan konversi sel bahan bakar.
- Biaya Elektroliser dan Sel Bahan Bakar- Teknologi ini masih mahal dan membutuhkan pengembangan lebih lanjut.
- Kompleksitas Penyimpanan- Hidrogen harus disimpan pada tekanan tinggi (350-700 bar) atau suhu yang sangat rendah (-253°C untuk hidrogen cair).
- Investasi Infrastruktur- Tidak seperti baterai, hidrogen membutuhkan jaringan pipa khusus, stasiun pengisian bahan bakar, dan langkah-langkah keamanan.
- Masalah Keamanan Publik- Karena sifat hidrogen yang mudah terbakar, penanganan dan pengangkutannya memerlukan protokol keselamatan tingkat lanjut.
Kemajuan di masa depan dalam efisiensi sel bahan bakar hidrogen, pengurangan biaya elektroliser, dan teknologi penyimpanan akan menentukan seberapa kompetitif penyimpanan energi hidrogen dibandingkan dengan penyimpanan baterai.
Contoh proyek penyimpanan energi hidrogen yang saat ini sedang dibangun
Pada tanggal 25 September 2024, pembangunan pembangkit listrik puncak penyimpanan energi hidrogen Grove Mulei, Cina 200MW/1600MW.h dimulai. Saat ini, proyek ini merupakan proyek penyimpanan energi hidrogen terbesar di dunia. Setelah proyek ini selesai dan dioperasikan, proyek ini dapat menghasilkan 40.000 ton hidrogen, 320.000 ton oksigen industri, dan 51,6 juta ton air panas bersuhu tinggi setiap tahun.
Bacaan lebih lanjut: Apa yang dimaksud dengan Megawatt (MW) dan berapa banyak rumah yang dapat dialiri listrik?
Kesimpulan
Dapatkah hidrogen menyimpan energi? Ya, dan ini adalah solusi yang menjanjikan untuk penyimpanan energi jangka panjang dan berskala besar. Namun, karena kehilangan efisiensi, biaya infrastruktur yang tinggi, dan hambatan teknologi saat ini, penyimpanan baterai tetap menjadi pilihan yang lebih disukai untuk sebagian besar aplikasi jangka pendek dan perumahan.
Ke depannya, masa depan penyimpanan energi kemungkinan akan melibatkan pendekatan hibrida, di mana penyimpanan hidrogen digunakan untuk kebutuhan energi jangka panjang, sementara baterai menangani fluktuasi jangka pendek. Dengan inovasi dan investasi yang berkelanjutan, penyimpanan energi hidrogen dapat memainkan peran penting dalam mencapai masa depan energi yang berkelanjutan dan terbarukan.
Menghemat Uang, Melindungi Lingkungan
PKNERGY membantu Anda mengurangi tagihan energi untuk penyimpanan energi surya di rumah Anda, menyimpan energi surya untuk digunakan kapan saja - di malam hari atau saat pemadaman listrik.
ID 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
RU 
SL 
KO 
FR 
IT 
BG 
NL 
CS 