Mengapa Mobil Hidrogen Adalah Yang Sebenarnya

12

Anda tahu latihannya. Anda masuk ke stasiun, mengisi tangki, dan melihat jam terus berdetak. Setiap kali Anda melakukan hal tersebut, Anda menghabiskan sumber daya yang terbatas. Bahan bakar fosil hanyalah pemadatan kehidupan prasejarah. Pasokannya menyusut. Harganya ditentukan oleh segelintir negara. Dan bagi negara seperti AS, ketergantungan pada minyak asing merupakan permasalahan keamanan nasional yang sepertinya tidak pernah terselesaikan. Kita telah mengandalkan bahan bakar kotor ini selama berabad-abad. Ini akan segera berakhir.

Solusinya mungkin mengambang di kepala kita. Secara harfiah.

Paradoks Hidrogen

Alam semesta sebagian besar terdiri dari hidrogen. Sekitar 75 persen dari semua yang ada di luar sana adalah H. Tapi di bumi ini? Tidak banyak hal yang murni. Gas hidrogen ada sebagai molekul H2. Mereka sangat ringan sehingga jika Anda tidak menjebaknya, mereka akan lepas dari gravitasi bumi dan melayang ke luar angkasa. Itu sebabnya Anda jarang melihat hidrogen murni. Biasanya terikat pada elemen lain. Air adalah yang terbesar. H2O. Hidrogen ditambah oksigen.

Mendapatkan hidrogen murni dari campuran itu membutuhkan usaha. Ada beberapa metode. Cara paling umum saat ini adalah mengekstraksinya dari gas alam. Anda juga dapat memecah molekul air menggunakan elektrolisis. Para peneliti bahkan sedang mempertimbangkan untuk memproduksinya secara biologis dari alga atau bakteri tertentu. Beberapa di antaranya adalah prosedur standar. Beberapa di antaranya masih di laboratorium.

Ekonomi Hidrogen

Pada tahun 1970, ahli kimia John Bockris menciptakan istilah ekonomi hidrogen. Idenya sederhana. Masa depan di mana setiap kendaraan menggunakan hidrogen. Bukan mimpi indah lagi. Kami memiliki teknologinya.

Komponen kuncinya adalah sel bahan bakar. Ini menghasilkan listrik menggunakan hidrogen. Tidak ada pembakaran. Hanya kimia.

Produsen mobil telah membuat mobil konsep selama bertahun-tahun. Bayangkan Volkswagen Tiguan HyMotion. Atau SUV Sel Bahan Bakar Chevrolet Equinox. Ini bukan sekedar cetak biru. Anda sebenarnya dapat membeli model produksi di California. Honda FCX Clarity sudah dalam perjalanan.

Tidak ada lagi polusi?

Janjinya bersih. Satu-satunya emisi dari kendaraan sel bahan bakar adalah uap air. Hanya itu saja. Tidak ada karbon monoksida. Tidak ada nitrogen oksida. Hanya udara basah.

Namun ada kendala. Dari manakah hidrogen berasal? Jika Anda membuatnya dari gas alam, Anda masih menggunakan bahan bakar fosil. Anda baru saja memindahkan polusi dari knalpot ke pembangkit listrik. Apakah itu lebih baik? Jawabannya tergantung pada grid. Jika listrik untuk elektrolisis berasal dari batu bara, Anda hanya mengalihkan masalahnya. Jika berasal dari angin atau matahari, persamaannya berubah total.

Lalu ada penyimpanan. Hidrogen memiliki kepadatan energi berdasarkan volume yang rendah. Anda membutuhkan tangki bertekanan tinggi. Atau pendinginan kriogenik. Itu menambah bobot. Kompleksitas. Biaya.

Infrastruktur adalah tembok bata lainnya. Hampir tidak ada stasiun hidrogen umum dibandingkan dengan pompa bensin. Sampai ada jaringan, Honda FCX Clarity adalah hal baru yang menarik bagi pengguna awal di negara-negara yang cuacanya cerah. Ini belum menjadi solusi pasar massal.

Bisakah hidrogen menggantikan bensin? Ya. Haruskah? Mungkin. Teknologinya berhasil. Fisikanya bagus. Politiknya berantakan. Perekonomian sangat sulit. Kita tunggu harga turun dan tangki bertambah besar. Sampai saat itu tiba, Anda dapat terus memompa bensin. Atau Anda dapat berkendara di California dan menyaksikan air menetes dari bemper Anda.

Sel bahan bakar tidak hanya mengurangi polusi. Mereka menghilangkannya. Khususnya, emisi karbon. Saat Anda menghasilkan listrik dalam sel bahan bakar hidrogen, keluarannya hanyalah panas dan air. Air murni. Jika setiap kendaraan di jalan beralih ke teknologi ini, kabut tebal yang menyelimuti banyak kota di AS akan hilang. Sebagian besar kabut yang terlihat berasal dari knalpot kendaraan. Badan Perlindungan Lingkungan mencatat bahwa separuh penduduk Amerika tinggal di daerah di mana tingkat polusi berdampak negatif terhadap kesehatan manusia. Mengurangi kabut asap bukan hanya soal pemandangan indah. Ini tentang kesehatan.

Mesin pembakaran internal kotor. Mereka membakar bahan bakar berbasis karbon. Produk sampingannya meliputi karbon dioksida, air, dan jelaga. Partikel-partikel kecil dari materi tersebut tidak hilang begitu saja. Jika manusia menghirupnya, dampaknya bisa sangat parah. Asma. Kanker paru-paru. Penyakit pernapasan lainnya. Lalu ada karbon dioksida. Kebanyakan ilmuwan sepakat bahwa peningkatan CO2 di atmosfer berkontribusi terhadap pemanasan global. Potensi perubahan iklim yang merusak di seluruh dunia adalah nyata.

Transisi ke Sumber Energi Bersih

Konversi dari mesin pembakaran internal ke sumber yang tidak menimbulkan polusi seperti hidrogen sangatlah penting di abad ke-21. Kita perlu mengurangi masalah-masalah ini. Namun kenyataan yang dihadapi armada saat ini sangatlah buruk. Ada lebih dari 130 juta kendaraan bertenaga bensin yang beredar saat ini. Mobil sel bahan bakar tidak akan memberikan banyak perubahan dalam waktu dekat untuk mengubah arah perbaikan lingkungan. Penghalangnya bukan hanya ideologi. Itu ekonomi.

Mobil sel bahan bakar awal kemungkinan akan berharga setidaknya $100.000. Label harga tersebut membuat mereka di luar jangkauan pengemudi biasa. Anda tidak dapat membeli jalan keluar dari perubahan iklim jika harga mobil sama dengan harga sebuah rumah. Infrastruktur adalah bagian lain yang hilang. Kita membutuhkan pabrik produksi hidrogen. Kami membutuhkan stasiun pengisian bahan bakar. Belum ada yang berskala besar. Beberapa pengamat berpendapat bahwa manfaat lingkungan jangka pendek akan dihasilkan dari perpaduan teknologi. Mobil hidrogen. Kendaraan listrik bertenaga baterai. Bahan bakar alternatif lainnya. Pendekatan hybrid terhadap jaringan listrik.

Mengapa Polusi Atmosfer Masih Ada

Polusi atmosfer yang ada tidak akan hilang dalam waktu dekat. Garis waktu itu penting. Jelaga mengendap di atmosfer dalam beberapa minggu atau bulan. Karbon dioksida bertahan lebih lama. Puluhan tahun. Bahkan jika kita menghilangkan semua sumber emisi karbon saat ini, masih diperlukan waktu bertahun-tahun agar tingkat karbon di atmosfer kembali normal. Kelambanan sistem iklim sangat berat.

Mobil hanyalah salah satu sumber emisi karbon. Mereka memang penting, tapi bukan satu-satunya. Pembangkit listrik berbahan bakar batu bara juga memompa karbon ke atmosfer. Untuk mencegah pemanasan global, kita juga harus mengurangi emisi tersebut. Ini adalah perang multi-front.

Efisiensi Hidrogen vs. Bensin

Efisiensi adalah keuntungan utama lainnya dari sel bahan bakar hidrogen. Mesin pembakaran internal adalah binatang yang boros. Ia menggunakan kurang dari 20 persen energi kimia dalam bensin. Sisanya? Hilang seperti panas. Sel bahan bakar jauh lebih efisien. Ini menggunakan sekitar 60 persen energi yang tersedia dalam hidrogen. Itu adalah kesenjangan yang sangat besar. Anda mendapatkan lebih banyak mil per unit energi. Lebih sedikit limbah.

Tidak ada lagi ketergantungan minyak asing?

Kita mengimpor lebih dari separuh minyak yang dikonsumsi AS. Itu angka yang mencengangkan. Dua pertiga dari minyak mentah impor tersebut langsung masuk ke tangki. Transportasi melahapnya. Karena sebagian besar rantai pasokan ini berada di luar negeri, kami tidak mengontrol label harga. Kami tidak mengontrol jalur pasokan. Sebagian besar bahan bakar ini berasal dari Timur Tengah. Daerah-daerah tersebut rentan terhadap instabilitas politik.

AS telah mencoba menghentikan kebiasaan ini sejak tahun 1970an. Strateginya gagal. Impor justru tumbuh. Serangan 11 September 2001 membuat ketergantungan semakin terasa berbahaya. Ini bukan hanya tentang uang lagi. Ini tentang keamanan.

Lalu ada dampak ekonomi. Ketika harga minyak melonjak, segalanya menjadi mahal. Produk apa pun yang menggunakan minyak untuk membuat atau memindahkannya harganya lebih mahal. Bensin dan solar berkisar antara $4 dan $5 per galon pada tahun 2008. Angka tersebut sangat tinggi. Hal ini menyeret perekonomian secara keseluruhan.

Apakah Hidrogen Lebih Murah Dari Bensin?

Perhitungannya rumit. Departemen Energi AS memperkirakan biaya sel bahan bakar generasi saat ini sekitar $225 per kilowatt. Itu tidak kompetitif. Harga harus turun menjadi sekitar $30 per kilowatt agar hidrogen benar-benar dapat menggantikan bensin sebagai sumber bahan bakar utama.

“Harga hidrogen itu sendiri, yang diukur per mil, akan segera mencapai 50 persen lebih rendah dibandingkan harga bensin saat ini.”

Dewan Riset Nasional mengatakan biaya bahan bakar bisa setengah dari biaya bahan bakar. Keuntungan ini tumbuh seiring naiknya harga gas. Ditambah lagi, hidrogen diubah menjadi listrik dengan efisiensi tinggi. Itu adalah masalah besar.

Bisakah Kendaraan Hidrogen Menghilangkan Kecanduan Minyak?

Mereka dapat membantu. Tapi jangan berharap perbaikan cepat. Kemungkinan akan memakan waktu puluhan tahun sebelum cukup banyak kendaraan hidrogen yang dapat digunakan untuk mengurangi impor. Pergeserannya lambat. Infrastrukturnya jarang. Namun dalam jangka panjang, dampaknya bisa sangat besar.

Ini bukan sekedar konsep. Beberapa kendaraan sel bahan bakar (FCV) sudah melaju di jalan umum.

Kejelasan Honda FCX

Ini adalah satu-satunya FCV yang tersedia untuk disewakan kepada perorangan. Dan meskipun demikian, Anda terjebak di beberapa bagian California di mana terdapat stasiun hidrogen. Biaya sewanya $600 per bulan. Yang pertama diberikan kepada sebuah keluarga di California pada tanggal 25 Juli 2008. Ini adalah topik khusus. Itu mahal. Tapi itu nyata.

SUV Sel Bahan Bakar Chevrolet Equinox

Chevy membangun armada ini. Mereka melakukan tur ke California, New York, dan Washington, D.C. untuk memamerkan teknologinya. Anda tidak dapat membelinya. Anda tidak bisa menyewanya. Ini adalah kendaraan demonstrasi. Ini membuktikan gaya bodi SUV bekerja dengan tumpukan sel bahan bakar. Itu saja.

Volkswagen Tiguan HyMotion

VW juga tidak menjualnya. HyMotion bergabung dengan Tur Jalan Hidrogen Nasional. Mobil itu melaju dari Portland, Maine, hingga Los Angeles. Itu adalah uji coba konsep. Tidak ada dealer yang menawarkannya.

BMW Hidrogen 7

BMW memberikan mobil ini kepada selebriti. Akankah Ferrell mendapatkan yang pertama. Yang lain mengikuti. Ini bukan untuk masyarakat umum. Ini adalah langkah PR. Periode penggunaan yang diperpanjang untuk bintang. Ini menunjukkan teknologi berhasil. Ini tidak berarti Anda bisa memesannya dari Bavaria besok.

Apakah Ekonomi Hidrogen Berkelanjutan?

Persoalan infrastruktur tampak besar. Tanpa stasiun, FCV tetap berada di ruang pamer atau armada uji. Perekonomian sedang mengalami pergeseran, namun biaya perangkat keras tetap tinggi. Kami menunggu harga kilowatt turun. Kami sedang menunggu stasiun bermunculan di pinggiran kota. Ini pertandingan yang panjang. Kecanduan minyak tidak akan bisa disembuhkan dalam satu tahun model.

Kesenjangan Keberlanjutan dalam Tenaga Hidrogen

Jika ekonomi hidrogen ingin memberikan Amerika Serikat masa depan yang bebas polusi dan ketergantungan pada minyak asing, maka hal tersebut harus berkelanjutan. Artinya, pemerintah harus mampu mengimbangi peningkatan pertumbuhan penduduk, peningkatan penggunaan teknologi yang haus energi, perubahan politik dan perubahan sikap masyarakat terhadap lingkungan dan kesejahteraan generasi mendatang. Diperkirakan bahwa kebutuhan energi di seluruh dunia akan meningkat dua kali lipat pada tahun 2050. Persediaan bahan bakar fosil yang berkurang dengan cepat tidak mungkin dapat memenuhi permintaan ini, sehingga sumber daya energi baru sangatlah penting.

Salah satu kendala utama dalam mewujudkan perekonomian hidrogen yang berkelanjutan adalah metode yang saat ini digunakan untuk mengekstraksi hidrogen dari molekul yang lebih besar bergantung pada listrik — dan sebagian besar listrik dihasilkan melalui metode yang menimbulkan polusi. Jika ekstraksi hidrogen dilakukan dengan menggunakan listrik dari pembangkit listrik tenaga batu bara, sel bahan bakar tidak akan menimbulkan polusi karena polusi terjadi saat hidrogen diekstraksi. Jika hidrogen ingin menjadi sumber listrik yang benar-benar tidak menimbulkan polusi, listrik yang digunakan untuk mengekstraksi hidrogen perlu diproduksi dengan metode yang tidak menimbulkan polusi seperti tenaga surya. Saat ini hal ini biasanya tidak terjadi, sehingga perekonomian hidrogen yang benar-benar berkelanjutan memerlukan perubahan besar dalam pembangkit listrik.

Penyimpanan juga menjadi masalah. Bahan bakar hidrogen disimpan dalam bentuk cairan terkompresi dan seiring waktu sebagian keluar melalui penguapan. Jika mobil hidrogen tidak dikendarai secara teratur, kehilangan penguapan akan meningkatkan biaya bahan bakar secara keseluruhan. Dan mengompresi hidrogen cair hingga volume yang dapat dibawa dalam mobil juga memerlukan energi yang besar, dan energi tersebut mungkin dihasilkan dengan menggunakan metode yang menyebabkan polusi.

Beberapa ahli percaya bahwa perbaikan dalam produksi dan penyimpanan hidrogen akan menghasilkan ekonomi hidrogen yang berkelanjutan dalam 15 hingga 30 tahun. Namun, gagasan ekonomi hidrogen mempunyai banyak penentang, banyak di antara mereka percaya bahwa ekonomi seperti itu tidak akan pernah berkelanjutan dan bahwa sumber daya kita akan lebih baik digunakan untuk mengeksplorasi bentuk-bentuk pembangkit listrik lainnya. Mungkin perlu waktu bertahun-tahun sebelum menjadi jelas apakah hidrogen benar-benar merupakan bahan bakar masa depan.

Banyak Informasi Lebih Lanjut

Artikel Terkait HowStuffWorks

  • Bagaimana Sel Bahan Bakar Bekerja

  • Cara Kerja Ekonomi Hidrogen

  • Apa perbedaan antara kendaraan sel bahan bakar dan kendaraan hidrogen sesuai permintaan?

  • Bagaimana Harga Gas Bekerja

  • Apa bahaya kendaraan bertenaga hidrogen?

  • Cara Kerja Mobil Hibrida

  • Cara Kerja Pemanasan Global

  • Cara Kerja Mesin Mobil

Tautan Hebat Lainnya

  • Fueleconomy.gov

  • Sel Bahan Bakar 2000

  • Baru

  • Kejelasan Honda FCX

  • Departemen Energi AS

Sumber

  • Bossel, Ulf dan Eliasson, Baldur. “Energi dan Ekonomi Hidrogen.” 8 Januari 2003. http://www.methanol.org/pdf/HydrogenEconomyReport2003.pdf

  • Pencarian mobil. “Teknologi Mobil Sel Bahan Bakar Hidrogen.” http://www.carseek.com/articles/hydrogen-fuel-cell-car.html

  • Clayton, Mark. “Seruan Meningkat: Pangkas Impor Minyak AS.” Pemantau Sains Kristen. 5 Mei 2005. http://www.csmonitor.com/2005/0505/p01s04-usfp.html

  • Friedemann, Alice. “Ekonomi Hidrogen – Lubang Hitam Energi dan Ekonomi.” Perubahan Budaya. September 2004. (22 Agustus 2008) http://www.culturechange.org/alt_energy.htm

  • Alat. “Honda akan merilis mobil sel bahan bakar hidrogen – dan stasiun pengisian bahan bakar rumah.” (22 Agustus 2008) http://www.gizmag.com/honda-fuel-cell-fcx/8394/

  • Hall, Kevin G. “Kemerdekaan minyak mungkin terjadi, tetapi apakah AS benar-benar menginginkannya?” Penjaga Jurnal Milwaukee. 4 Maret 2006. http://www.jsonline.com/story/index.aspx?id=40957

  • Huffman, Mark. “Mobil Sel Bahan Bakar Hidrogen Membawa Harapan, Jika Bukan Bantuan.” Urusan Konsumen. 25 Juni 2008. http://www.consumeraffairs.com/news04/2008/06/fuel_cell.html

  • Llanos, Miguel. “Mobil hidrogen siap meluncur – dengan harga tertentu.” MSNBC. 23 Juni 2004. http://www.msnbc.msn.com/id/453676/

  • Sinha, Vandana. “Volkswagen memulai perjalanan dengan mobil sel bahan bakar hidrogen.” Jurnal Bisnis Washington. 11 Agustus 2008. http://www.bizjournals.com/washington/stories/2008/08/11/daily14.html? ana=dari_rss

  • Vergano, Dan. “Sejauh ini, mobil bertenaga hidrogen adalah bahan bakar untuk pemikiran masa depan.” AS HARI INI. 21 Juli 2008. http://www.usatoday.com/tech/science/columnist/vergano/2008-07-20-hydrogen-cars_N.htm