Kompetisi Pembangunan Hub Hidrogen Itu Telah Dimulai! Oleh: Natarianto Indrawan, Ph.D.

Kompetisi

Pembangunan

Hub Hidrogen itu telah dimulai!

Oleh: Natarianto Indrawan, Ph.D. (Former) Praktisi dan Peneliti National Energy Technology Laboratory (NETL), Departemen Energi, Amerika Serikat

Industri energi hidrogen di Amerika Serikat saat ini mengalami revolusi yang ditandai dengan dimulainya era kompetisi pembangunan hub hidrogen antar negara bagian. Program hub hidrogen diluncurkan pada akhir September lalu oleh Departemen Energi (DoE) Amerika Serikat dengan total pembiayaan sebesar 8 milyar dollar (~116 trilliun rupiah). Sebagaimana diketahui, hidrogen adalah senyawa paling melimpah di jagad raya termasuk di bumi dan dapat dihasilkan dari berbagai sumber daya domestik dan digunakan untuk berbagai keperluan (Gambar 1). Oleh karena itu, hidrogen merupakan energi primadona masa depan karena bebas emisi dan memiliki kinerja lebih baik dari berbagai jenis bahan bakar lainnya termasuk baterai (Gambar 2). Oleh karenanya, pengembangan industri energi hidrogen merupakan hal paling strategis untuk secara bertahap dapat menggantikan penggunaan energi fosil dalam mengurangi emisi karbon global.

Gambar 1. Fokus pengembangan energi Hidrogen Departemen Energi Amerika Serikat untuk upaya dekarbonisasi berbagai sektor

Gambar 2. Perbandingan properties antara hidrogen dengan beberapa jenis bahan bakar 1

Apa itu Hub Hidrogen?

Hub hidrogen adalah pembangunan ekosistem energi hidrogen berbasis front to end users dengan dukungan fasilitas produksi, keberadaan konsumen dan infrastruktur penunjang pada suatu wilayah tertentu (Gambar 3). Untuk membangun ekosistem hidrogen ini, penggunaan berbagai energi bersih, termasuk energi surya, energi angin, energi nuklir, dan berbagai sumber energi fosil yang dilengkapi dengan carbon capture dan storage (CCS), menjadi persyaratan utama. Setiap fasilitas produksi diharapkan berkapasitas sekurangnya 50 hingga 100 ton/hari, yang dapat dicapai baik melalui berbagai teknologi yang telah teruji pada tahap komersial, seperti steam methane reforming (SMR) dan gasifikasi dengan CCS dan elektrolisis, maupun teknologi baru lainnya yang potensi untuk dikembangkan dengan target biaya produksi sebesar $1.0 per kg hidrogen. Pada sektor transportasi, pembangunan jaringan pipa hidrogen, termasuk upgrading pipa yang ada juga termasuk dalam fokus pengembangan. Selain itu, pembangunan stasiun pengisian hidrogen, stasiun kompresi hidrogen, dan sistem penyimpanan hidrogen serta CCS akan diperbanyak. Sementara pada sisi konsumen, dapat mencakup sektor pembangkitan listrik, industri baja, industri bahan bakar sintetik, industri kimia, industri pengolahan bahan bakar, industri blending, 1

Chu S. The science of photons to fuel. AIP Conference Proceedings: American Institute of Physics; 2008. p. 266-82.

Gambar 3. Konsep hub hidrogen: Pembangunan ekosistem hidrogen dari front to end users

Inisiasi dan dasar hukum Pada akhir Oktober 2021, Kongres AS menyepakati undang-undang baru yang dinamakan the bipartisan Infrastructure Investment and Jobs Act, yang kemudian ditandatangani oleh Presiden Jo Biden pada pertengahan November 2021. Undang-undang baru tersebut berisikan perlunya dibentuk koalisi pada wilayah untuk percepatan pembangunan hub hidrogen bersih yang akan menghubungkan produsen, konsumen, dan infrastruktur penunjang termasuk sistem penyimpanan dalam suatu wilayah. Sebagai implementasi dan pelaksana UU baru ini, DoE membentuk institusi program baru yang dinamakan Office of Clean Energy Demonstrations (OCED), sebagai institusi program ke-16.

Mengenal koalisi hub hidrogen bersih Amerika Serikat Pembangunan ekosistem hidrogen disesuaikan dengan potensi yang ada di wilayah masing-masing, mulai dari potensi sumber daya alam, sumber daya manusia hingga ketersediaan fasilitas penunjang dan konsumen atau permintaan (demand). Berikut adalah koalisi hub hidrogen yang telah terbentuk khusus untuk merespon program DoE ini:

No. Hub Hidrogen Wilayah / Negara Bagian Inisiator Rincian program

1 Appalachian Regional Clean Hydrogen Hub (ARCH2)

West Virginia EQT Corporation, Battelle, GTI Energy

Hub ini dibentuk oleh EQT Corporation, salah satu produsen gas alam terbesar di AS bekerjasama dengan Battelle dan GTI Energy, serta Allegheny Science &Technology (AST), institusi riset dan konsultan ternama di negara bagian West Virginia (WV). Fokus proposal pada proses produksi hidrogen bersih yang akan dimanfaatkan oleh industri yang ada di wilayah WV. Sebanyak lebih dari empat puluh institusi termasuk institusi pendidikan tinggi terlibat dalam pembangunan hub hidrogen di wilayah ini.

2 Arizona Hydrogen Hub Arizona Arizona Public Service, Salt River Project, Tucson Electric Power, dan Southwest Gas

Pembentukan hub hidrogen ini diprakarsai oleh Arizona Public Service, Salt River Project, Tucson Electric Power dan Southwest Gas, serta Arizona State University, the University of Arizona dan Northern Arizona University. Koalisi institusi swasta dan perguruan tinggi ini membentuk sebuah badan baru yang dinamakan Center for an Arizona Carbon-Neutral Economy. Fokus proposal adalah pada pemanfaatan energi matahari untuk produksi hidrogen melalui elektrolisis. Hal ini sejalan dengan optimasi wilayah Arizona yang merupakan wilayah penerima intensitas panas matahari tertinggi di AS.

3 California Hydrogen Hub California Governor’s Office of Business and Economic Development (GO-Biz)

Inisiasi partisipasi hub hidrogen bersih pada wilayah California ini dipimpin oleh Governor’s Office of Business and Economic Development (GO-Biz), sebuah administrasi khusus yang di bentuk oleh kantor Gubernur California. Sebagaimana diketahui California selalu menjadi leading pada terobosan teknologi maupun kebijakan yang berhubungan dengan pengembangan energi bersih dan terbarukan. Pada hub hidrogen bersih ini, California menitikberatkan pada pengembangan produksi hidrogen untuk mendukung semua moda transportasi berbasis fuel cell baik transportasi darat seperti mobil, truk, bus, dan kereta cepat dan juga transportasi laut.

Hub hidrogen ini dipimpin oleh Florida Power & Light Company (FPL) dengan bekerjasama dengan Cummins Inc. FPL sendiri adalah

4 Cavendish NextGen Hydrogen Hub Florida Florida Power & Light Company

No. Hub Hidrogen Wilayah / Negara Bagian Inisiator Rincian

program (FPL) subsidiary dari NextEra Energy, Inc., sebuah perusahaan energi swasta terbesar di Florida. Koalisi ini bertujuan untuk meningkatkan teknologi elektrolizer skala 25 MW dengan memanfaatkan energi matahari di wilayah Florida.

5 Georgia Hydrogen Hub Georgia Georgia Institute of Technology, Mitsubishi Power, Hartsfield-Jackson Atlanta International Airport, Atlanta Gas and Light, Plug Power, Delta Air Lines, Chatham Area Transit Authority, Metropolitan Atlanta Rapid Transit Authorit, LanzaTech, Hyundai Motor Company, UPS, Metro Atlanta Chamber, Georgia Ports Authority, Oglethorpe Power, dan Georgia Power

6 Great Lakes Clean Hydrogen Hub Ohio University of Toledo, Ohio

Hub hidrogen bersih wilayah Georgia ini terbentuk pada awal Juni tahun ini. Koalisi yang tergabung didalamnya adalah institusi publik, swasta dan pendidikan tinggi termasuk diantaranya Georgia Institute of Technology, Mitsubishi Power, Hartsfield-Jackson Atlanta International Airport, Atlanta Gas and Light, Plug Power, Delta Air Lines, Chatham Area Transit Authority, Metropolitan Atlanta Rapid Transit Authorit, LanzaTech, Hyundai Motor Company, UPS, Metro Atlanta Chamber, Georgia Ports Authority, Oglethorpe Power, dan Georgia Power. Dari komposisi institusi yang terlibat pada koalisi tersebut, fokus proposal adalah pemanfaatan energi hidrogen pada sektor transportasi untuk menggantikan sumber energi fosil yang saat ini digunakan.

Hub hidrogen ini dipimpin oleh University of Toledo, Ohio. Koalisi dibentuk dengan melibatkan lebih dari lima belas institusi termasuk perguruan tinggi, industri, dan empat national laboratories, Departemen Energi, diantaranya Idaho National Lab, Pasific

No. Hub Hidrogen Wilayah / Negara Bagian Inisiator Rincian program

Northwest National Lab, Lawrence Livermore National Lab, dan Argonne National Lab. Industri seperti General Electric Aviation, Nexceris, Plug Power, Oregon Clean Energy, dan Linde termasuk dalam koalisi. Salah satu fokus proposal adalah pemanfaatan panas buang dari beberapa plant nuklir untuk produksi hidrogen bersih via elektrolisis.

7 Great Plains Hydrogen Hub North Dakota Bakken Energy, Mitsubhisi Power dan Mandan, Hidatsa, and Arikara (MHA) Nation

Koalisi hub hidrogen ini dimotori oleh Bakken Energy, Mitsubhisi Power dan Mandan, Hidatsa, and Arikara (MHA) Nation di wilayah negara bagian North Dakota. Fokus proposal adalah proses produksi dengan melakukan pembangunan kembali plant Basin Electric Power Cooperative’s Great Plains Synfuels Plant, dengan total kapasitas produksi hidrogen bersih sebesar 348,000 ton/tahun dari cadangan batubara lokal melalui proses gasifikasi. Plant ini menargetkan operasi komersial pada 2027 dan optimis untuk dapat memenuhi target biaya produksi hidrogen sebesar $1/kg sebagaimana yang ditetapkan DoE.

8 HALO Hydrogen Hub Arkansas, Louisiana dan Oklahoma

HALO initiatives Negara bagian Arkansas, Louisiana dan Oklahoma membentuk koalisi hub hidrogen ini pada Maret lalu. Berada pada sentral negara AS, hub hidrogen ini memiliki keunikan sendiri dan diramalkan sebagai salah satu yang berpeluang untuk meraih pendanaan sekurangnya 1 milyar dollar. Arkansas sebagai headquarter Walmart, jaringan retail terbesar di AS, berkepentingan untuk menggunakan hidrogen pada moda kendaaraan truk berat sejumlah lebih dari 10.000 unit yang selama ini bergantung pada bahan bakar fossil. Lousiana sebagai pusat industri petrokimia AS, berkepentingan untuk melakukan dekarbonisasi fasilitas infrastruktur sebagai penunjang operasional berbagai kawasan industri di dalamnya. Sementara, Oklahoma, sebagai inisiator terbentuknya koalisi ini berkepentingan untuk memanfaatkan sumber daya natural gas yang melimpah sejak dua dekade terakhir dari kegiatan eksploitasi shale gas (via fracking). Selain berbagai industri yang ada di wilayah, koalisi ini juga menyertakan institusi perguruan tinggi sebagai back up kegiatan riset dan pengembangan.

9 Houston Hydrogen Hub Texas Center for Memanfaatkan Texas Gulf Coast sebagai kawasan industri yang saat

No. Hub Hidrogen Wilayah / Negara Bagian Inisiator Rincian program

Houston's Future ini tercatat sebagai produsen hidrogen terbesar di AS, dengan kontribusi lebih dari 30% suplai hidrogen setiap tahunnya, dengan infrastruktur penunjang berupa pipa hidrogen sepanjang 900 mile. Sebagai konsumen utama adalah Electric Reliability Council of Texas (ERCOT). Fokus program adalah produksi hidrogen berbasis energi baru terbarukan dan energi fossil khususnya natural gas dengan carbon capture and storage (CCS).

10

11 Hydrogen City Texas Green Hydrogen International Corp. (GHI)

Pendiri koalisi ini adalah Los Angeles Department of Water and Power, Southern California Gas Company (SoCalGas), Mitsubishi Power, 8minute Solar Energy, 174 Power Global, Phoenix Hydrogen, SPEC Services, Fortis BC, Clearway Energy Group, dan Hydrogen Pro. Fokus program adalah proses produksi hidrogen hijau (elektrolisis) yang dapat mencapai $1.50/kg pada 2030 pada titik serah ke customer, untuk semua mode transportasi, khususnya darat dan maritim, dengan memanfaatkan potensi kota Los Angeles (18.9 juta penduduk) dengan dukungan dua pelabuhan utama, Los Angeles dan Long Beach.

Hydrogen City, Texas akan menjadi pusat produksi, penyimpanan, dan transportasi hidrogen hijau terintegrasi yang tumbuh hingga berukuran 60GW dan memproduksi lebih dari 3 miliar kg hidrogen hijau per tahun. Proyek ini berpusat di sekitar fasilitas penyimpanan hidrogen di Piedras Pintas Salt Dome yang terletak di Duval County. Pipa akan mengirimkan hidrogen hijau ke Corpus Christi di mana hidrogen akan diubah menjadi amonia hijau, bahan bakar penerbangan berkelanjutan dan produk lainnya, atau dikirim melalui pipa langsung ke pembangkit listrik hidrogen dan pengguna lain di seluruh negara bagian Texas. Proyek ini dibagi dalam beberapa fase dan ditargetkan beroperasi pada 2026 dengan kapasitas awal sebesar 2GW.

12

Koalisi hub hidrogen ini diprakarsai oleh kantor Gubernur Kentucky, dengan fokus pemanfaatan sumber daya batubara yang melimpah di wilayah. Oleh karena itu, proses produksi akan menjadi target utama program dengan teknologi gasifikasi disertai dengan CCS.

HyDeal LA (& Intermountain Power Project)

Los Angeles, California HyDeal LA initiative

Kentucky Hydrogen Hub Workgroup Kentucky Kentucky Energy and Environment Cabinet

No. Hub Hidrogen Wilayah / Negara Bagian Inisiator

13 Midwestern Hydrogen Coalition Illinois, Indiana, Kentucky, Michigan, Minnesota, Ohio dan Wisconsin

Gubernur pada 7 wilayah tersebut.

14 Mississippi Clean Hydrogen Hub Mississippi Mississippi Economic Council (MEC)

15 Nebraska Hydrogen Hub Nebraska Kantor Gubernur Nebraska

16 Northeast Hydrogen Hub New York, Maine, Rhode Island, Connecticut, Massachusetts dan New Jersey.

Rincian program

Fokus program adalah pada proses produksi hidrogen hijau dan pemanfaatan hidrogen untuk dekarbonisasi sektor pertanian dan pembangkitan listrik. Proses pertanian akan fokus pada pengembangan produksi amonia hijau.

Target program dari Pusat Hidrogen Bersih Mississippi adalahmencapai kapasitas 10 kali lebih besar daripada proyek hidrogen hijau lainnya di AS dan akan menjadi salah satu yang terbesar di dunia. Selama fase pertama, Pusat Hidrogen Bersih Mississippi diharapkan menghasilkan sekitar 110 juta kg hidrogen hijau setiap tahun dan menyimpan lebih dari 70 juta kg hidrogen hijau di gua garam bawah tanahnya. Menunggu persetujuan peraturan dan ketersediaan peralatan, fase pertama hub direncanakan untuk memasuki layanan komersial pada tahun 2025.

Dengan bekerjasama dengan Monolith Materials, fokus pengembangan hub hidrogen Nebraska ini adalah pada produksi hidrogen bersih dari natural gas dengan produk samping adalah carbon black, sebagai bahan baku industri roda kendaraan. Hidrogen yang diproduksi akan digunakan untuk menghasilkan amonia hijau seiring pengembangan plant sejak 2018 dengan rencana pengembangan 1 milyar dollar.

Gubernur New York Koalisi melibatkan 14 industri ternama swasta, 12 utilitas, 20 produsen peralatan asli (OEMs) teknologi hidrogen, 10 universitas, tujuh organisasi nirlaba, lima negara bagian lainnya, dua perusahaan transportasi dan tiga lembaga negara. Fokus program adalah pada semua sektor termasuk produksi, transportasi dan penyimpanan, yang akan didukung oleh lebih dari 60 ekosistem hidrogen di setiap negara bagian yang terlibat.

Saat ini hampir 70% listrik Oregon sudah berasal dari sumber terbarukan (utama bersumber dari energi matahari dan angin), sehingga fokus program akan menitikberatkan proses produksi hidrogen melalui teknologi elektrolisis.

No. Hub Hidrogen Wilayah / Negara Bagian Inisiator

18 Obsidian Pacific Northwest Hydrogen Hub Oregon, Washington dan Idaho

Obsidian Renewables, LLC

19 Ohio Clean Hydrogen Hub Ohio Ohio Chamber of Commerce, Hyperion Corporation, Battelle Memorial Institute, SARTA

20 Ohio River Valley Hydrogen Hub Ohio, Pennsylvania dan West Virginia

EQT Corporation, Equinor, GE Gas Power, Marathon Petroleum, Mitsubishi Power, Shell Polymers dan U. S. Steel

21 Pennsylvania Hub Pennsylvania Kantor Gubernur Pennsylvania

22 Port of Corpus Christi Hydrogen Hub Texas Apex Clean Energy, LLC, EPIC Midstream Holdings, LP, dan Port of Corpus Christi Authority (PCCA)

Rincian program

Fokus proposal adalah penyempurnaan teknologi elektrolizer berbasis energi terbarukan yang terbagi beberapa fase pengembangan, dimana fase pertama adalah untuk membangun pusat riset hidrogen di Hermiston, Oregon, dengan jaringan hidrogen yang membentang melalui Oregon, Washington dan Idaho.

Fokus proposal adalah pemanfaatan energi hidrogen untuk sektor transportasi. Hyperion XP-1 Hydrogen Electric Hypercar dan Stark Area Regional Transit Authority (SARTA) hydrogen fuel cell (HFC) adalah sektor industri yang telah mengembangkan teknologi fuel cell untuk kendaraan dan transportasi publik. Koalisi ini melibatkan lebih dari 50 industri serta institusi perguruan tinggi di negara bagian Ohio, dan juga mendukung keberadaan hub hidrogen ARCH2 di WV.

Fokus proposal adalah pada pengembangan teknologi carbon capture, utilization and storage (CCUS), produksi hidrogen bersih dan pemanfaatan energi hidrogen.

Fokus proposal adalah pada pengembangan teknologi produksi hidrogen bersih, CCUS, dan penciptaan pasar serta konsumen energi hidrogen di wilayah.

Fokus proposal adalah pengembangan kawasan pelabuhan Corpus Christi di Texas Gulf Coast, sebagai pelabuhan ekspor minyak mentah terbesar di AS, menjadi sentra produsen hidrogen hijau dan beragam produk bahan bakar turunannya.

23 West Virginia Hydrogen Hub West Virginia (WV) Kantor Gubernur WV Sebagai wilayah produsen natural gas (NG) terbesar ke-5 di AS, WV berfokus pada pengembangan produksi hidrogen bersih dan CCUS dikarenakan potensi geologi untuk menyimpan karbon dioksida dalam

No. Hub Hidrogen Wilayah / Negara Bagian Inisiator Rincian program

formasi batuan dalam yang dapat dimanfaatkan dalam proses produksi hidrogen. Terbentuknya hub hidrogen ini juga sebagai pondasi untuk mendukung hub hidrogen lainnya yang berkoalisi dengan negara bagian lainnya.

24 Western Inter-States Hydrogen Hub Colorado, New Mexico, Utah, dan Wyoming

Rocky Mountain Alliance for Next Generation Energy (RANGE)

Fokus proposal adalah pada diversifikasi bahan baku untuk produksi hidrogen berbasis energi terbarukan, energi fosil dan pengembangan teknologi carbon capture and storage (CCS).

Lompatan terbesar perkembangan ekonomi hidrogen AS

Koalisi tersebut di atas menggambarkan lompatan terbesar perkembangan ekonomi hidrogen di AS, sekaligus sebagai ilustrasi sedemikian besar minat setiap negara bagian untuk dapat berpartisipasi. Adanya durasi proyek yang cukup (~8-12 tahun), serta peluang pendanaan yang terbesar dalam sejarah bidang energi hidrogen (400 juta hingga 1.25 milyar dollar untuk setiap hub hidrogen), maka kesempatan penciptaan lapangan kerja baru di sektor industri energi akan semakin besar. Selain itu, keterlibatan beragam pihak mulai dari industri, institusi pemerintah, dan perguruan tinggi di setiap wilayah, akan mewujudkan banyak terobosan teknologi dalam rangka mencapai target zero emission pada 2050 mendatang. Program hub hidrogen ini dapat menjadi model bagi pengembangan industri hidrogen di berbagai wilayah global lainnya.

Tentang penulis

Natarianto Indrawan, PhD. adalah salah satu tenaga ahli Departemen Energi AS pada bidang gasifikasi dan produksi hidrogen bersih sejak 2018. Sejak September lalu, Dr. Indrawan, terlibat pada pengembangan salah satu hub hidrogen dan diamanahkan untuk mengembangkan teknologi hidrogen bersih (berbasis natural gas, batubara dan sampah organik) pada wilayah tersebut, sebagai direktur teknologi sebuah perusahaan swasta. Dr. Indrawan adalah alumni penerima beasiswa LPDP 2014 dan sebagai advisor komunitas enterpreneur ILEC Energy LPDP.