Mende‑karbonisasi Jalur Pengiriman Global melalui Amonia Hijau

Amonia Hijau untuk Mengatasi Emisi Pengiriman

Saat membahas emisi karbon, hal pertama yang terlintas biasanya mobil, truk, serta pembangkit listrik batu bara dan gas. Industri pelayaran, yang juga merupakan konsumen energi dan penghasil karbon besar, lebih jarang diperhatikan.

Sebanyak 90% perdagangan dunia diangkut dengan kapal, sering kali melintasi samudra. Sektor ini menyumbang tidak kurang dari 36% emisi gas rumah kaca global. Elektrifikasi juga nyaris mustahil untuk saat ini karena baterai belum cukup padat energi untuk menggerakkan kapal ribuan mil di laut.

Carbon pollution is not the only issue here, as the shipping industry has historically relied on the lowest grade of oil, a tar-like thick liquid called “bunker fuel”, atau minyak bahan bakar berat/minyak residu.

Sumber: Wikipedia

Untuk sementara, industri pelayaran bahkan dapat menghasilkan lebih banyak polusi karena harus menghindari jalur Laut Merah dan Terusan Suez di tengah meningkatnya konflik di Gaza dan Yaman. Perdagangan antara Eropa dan Asia pun harus menempuh ribuan mil tambahan.

Sementara itu, kekeringan akibat El Niño di Terusan Panama juga memaksa perdagangan Asia–Amerika Utara beralih ke rute yang lebih panjang.

Something we had warned our readers early on 21 Desember 2023, in our article “Masalah Pasokan Bahan Bakar Fosil – Krisis Pengiriman dan Energi yang Mengintai“.

Sumber: BBC

Polusi Pengiriman yang Perlahan Membaik

Pengurangan Emisi Sulfur

The use of bunker oil, the most polluting form of oil, has made the shipping industry responsible for produksi 18‑30% nitrogen oksida global dan 9% sulfur oksida. This problem can be even worse in localized areas, with, for example, only cruise ships producing 3x more sulfur pollution in Barcelona than all the cars in the city combined.

Peraturan baru berupaya mengatasi masalah ini. Sejak Januari 2020, aturan baru Organisasi Maritim Internasional (IMO) telah memangkas secara drastis emisi sulfur yang diizinkan ke atmosfer.

Sebagai tanggapan, industri pelayaran harus memakai bahan bakar rendah sulfur atau tetap menggunakan minyak berat dengan scrubber. Namun scrubber sering hanya memindahkan sulfur dari emisi udara ke air, lalu membuangnya ke laut.

Bahan bakar alternatif

Pilihan lain adalah beralih ke LNG (gas alam cair), karena gas alam menghasilkan emisi sulfur jauh lebih rendah dan emisi karbon sedikit lebih rendah daripada minyak. Masalahnya adalah infrastruktur: sebagian besar kapal tidak memiliki mesin yang dapat membakar LNG sebagai pengganti minyak rendah sulfur atau bunker.

Bagaimanapun, minyak rendah sulfur dan scrubber LNG tidak mengurangi emisi karbon secara berarti.

Karena itu, para ahli kini melihat bahan bakar alternatif sebagai solusi potensial. Kandidat utama bahan bakar hijau tersebut adalah amonia hijau.

Pengenalan Amonia Hijau

Amonia, atau NH3, merupakan bahan kimia kedua yang paling banyak diproduksi di dunia. Zat ini adalah pupuk dan dapat dibakar atau dioksidasi untuk menghasilkan nitrogen dan air.

NH3 +O2 → N2 + H2O

Dengan demikian, amonia agak mirip dengan pembakaran hidrogen karena hanya menghasilkan produk samping yang tidak berbahaya, setidaknya dalam kondisi ideal.

Bedanya, amonia adalah molekul yang jauh lebih besar daripada H₂ dan jauh lebih stabil. Karena itu pengangkutan dan penyimpanannya lebih mudah. Kepadatan energinya juga hampir 50% lebih tinggi daripada hidrogen cair.

Sumber: Kleinman Center For Energy Policy

Idealnya, ekonomi amonia mengandalkan amonia hijau yang dihasilkan dari energi terbarukan. Hal ini membedakannya dari jenis amonia lainnya:

• Amonia abu-abu/coklat: diproduksi dari bahan bakar fosil.
• Amonia biru: diproduksi dari bahan bakar fosil tetapi dengan penangkapan karbon.
• Amonia merah muda (kadang juga disebut amonia kuning): diproduksi dari energi nuklir.
• Amonia turquoise: diproduksi dari pirolisis metana. Proses ini memecah metana menjadi hidrogen dan karbon padat, dengan hidrogen kemudian diubah menjadi amonia. Karbon padat dapat disimpan atau digunakan untuk aplikasi seperti serat karbon.

Bahan Bakar Hijau yang Ramah Pengiriman

Kualitas logistik amonia menjadikannya kandidat yang baik untuk menggantikan minyak bunker dan bahan bakar fosil lain dalam pelayaran.

Hidrogen terlalu mudah menguap dan tidak cukup padat untuk perjalanan lintas samudra. Bahan bakar hayati tidak cukup netral karbon atau diproduksi terlalu sedikit untuk memenuhi konsumsi energi industri pelayaran yang sangat besar.

Sebaliknya, amonia dapat disimpan sebagai cairan pada −33°C pada tekanan atmosfer, atau diberi tekanan di atas 7,5 bar pada 20°C. Hal ini sangat membatasi kehilangan energi dan memungkinkan investasi penyimpanan serta pengangkutan amonia.

Karena mudah disimpan, termasuk untuk jangka panjang, amonia dapat diproduksi dengan energi terbarukan yang tidak tetap seperti surya atau angin lalu digunakan kemudian.

Penggunaan amonia cair juga memungkinkan pelabuhan memakai kembali infrastruktur yang saat ini digunakan untuk minyak, seperti tangki penyimpanan dan jaringan pipa.

Memanfaatkan Struktur Terpusat Pengiriman

Sebuah studi baru has brought to light another fact that might help speed up the adoption of ammonia as a green shipping fuel. Researchers at Oxford, working at the Oxford Programme for Sustainable Infrastructure Systems (OPSIS) and the Oxford Green Ammonia Technology (OXGATE), have examined the infrastructure requirement for decarbonizing the shipping industry.

Para peneliti menemukan bahwa dengan menargetkan 10, 50, dan 100 pelabuhan teratas dunia berdasarkan permintaan bahan bakar, masing-masing 21,3% (21,8%), 45,7% (46,7%), dan 62,0% (62,6%) dari kebutuhan kumulatif amonia hijau dapat dipenuhi.

Dampaknya bahkan dapat lebih besar di beberapa wilayah, misalnya:

“Di Oseania, Afrika Utara, Asia Selatan, dan Asia Tenggara, lebih dari 60% permintaan bahan bakar dapat dipenuhi dengan menargetkan 10 pelabuhan regional terbesar berdasarkan permintaan bahan bakar.”

“Pasokan optimal amonia hijau untuk mendekarbonisasi pelayaran global”

Jasper Verschuur dkk., 2024 Environ. Res.: Infrastruct. Sustain. 4 015001

Alasannya, meskipun terdapat ribuan pelabuhan di dunia, pelabuhan terbesar menangani sebagian besar lalu lintas dan melayani kapal terbesar yang paling banyak mengonsumsi bahan bakar.

moderately ambitious (MOD-AMB) future scenario & highly ambitious (HIGH-AMB) – Sumber: ERIS

Para peneliti juga menemukan bahwa dalam skenario mereka, sebagian besar produksi dapat dipusatkan di sekitar khatulistiwa dan garis lintang tropis, tempat produksi tenaga surya paling efisien, dengan “kurang dari 10% amonia dibuat pada garis lintang absolut lebih dari 30 (40) derajat”.

Sumber: IOP Science

Investasi yang Diperlukan

Para peneliti Oxford juga menghitung investasi yang diperlukan untuk mendekarbonisasi jalur pelayaran dengan amonia hijau. Sebagian besar biaya berasal dari infrastruktur produksi amonia, terutama ladang surya di daerah tropis dan gurun Australia serta Timur Tengah yang menggantikan sumber fosil. Perkiraan biaya totalnya sekitar US$2 triliun.

Meski tampak sangat besar, belanja modal yang kurang lebih sama dibutuhkan untuk menemukan dan memurnikan minyak yang akan dikonsumsi industri dalam skenario bisnis seperti biasa. Jadi, persoalannya lebih pada mengganti sumber energi daripada menaikkan biaya pelayaran.

Revolusi dalam Pengiriman

Pelayaran sejak lama merupakan industri yang terutama bergantung pada tenaga manual dan teknologi usang seperti mesin berbahan bakar bunker.

This is quickly changing, notably with the arrival of AI in the industry (something we covered in depth in our article “Mengamankan Jalur Pengiriman Melalui Penggunaan Kecerdasan Buatan”), which will:

• Membuat perjalanan laut lebih aman.
• Memungkinkan navigasi tanpa awak.
• Mengoptimalkan rute dan konsumsi bahan bakar.

Revolusi lain yang akan terjadi dalam industri pelayaran adalah peralihan ke energi terbarukan dan bahan bakar tanpa polusi. Saat ini kandidat yang paling mungkin adalah amonia hijau, karena persoalannya terutama menyangkut kebijakan dan investasi; seluruh teknologi utama—tenaga surya skala besar serta produksi dan penyimpanan amonia—sudah dikuasai.

Truly, the only possible alternative would be a revolution in biofuel production, potentially with algal biofuels, something we investigate in our article “Biofuel Alga: Revolusi Energi Berikutnya?”

Namun, karena bahan bakar hayati generasi ketiga—yang sering kali secara kimia identik dengan bahan bakar berbasis minyak—kemungkinan akan dibutuhkan dalam jumlah besar untuk mendekarbonisasi penerbangan, amonia kemungkinan tetap menjadi pusat upaya dekarbonisasi pelayaran dan bahkan angkutan truk.

Amonia untuk Saham Bahan Bakar

Daftar ini berfokus pada perusahaan amonia hijau yang terlibat dalam penerapannya di industri pelayaran. Leaders dalam produksi amonia, seperti misalnya CF Industries Holdings, Inc. (CF ) (CF) atau Yara International ASA (YAR.OL) saat ini sebagian besar memproduksi amonia dari gas alam. Namun mereka kemungkinan akan beralih ke amonia hijau pada waktunya dan mungkin menjadi pilihan bagi investor juga.

1. Aker Horizons ASA

Aker Horizons adalah anak perusahaan Aker Group yang berfokus pada energi hijau. Aker merupakan konglomerat penting Norwegia yang bergerak di bidang energi terbarukan serta bisnis kelautan dan lepas pantai. Aker Horizons menjadi perusahaan induk bagi sejumlah anak usaha, termasuk penangkapan karbon, hidrogen hijau, dan energi terbarukan.

Sumber: Aker

Perusahaan ini sangat aktif dalam produksi hidrogen dan amonia hijau, dengan tujuan mendekarbonisasi pelayaran Arktik.

Aker bukan perusahaan amonia hijau murni, tetapi mampu menangani seluruh integrasi vertikal, dari turbin angin lepas pantai hingga produksi hidrogen dan amonia hijau. Perusahaan juga mengerjakan proyek energi dari limbah di Prancis, pabrik biomassa di Jerman, dan penangkapan karbon di Timur Tengah (Arab Saudi dan UEA).

Hal ini menjadikannya saham yang baik bagi investor yang menginginkan eksposur luas ke sektor energi hijau, dengan posisi kuat dalam amonia hijau dan pelayaran, energi hijau lain, serta diversifikasi geografis.

2. AmmPower Corp.

AmmPower mirip dengan FuelPositive karena menyediakan sistem produksi amonia modular, tetapi dalam skala lebih besar; modul dasarnya mampu menghasilkan empat ton per hari. Pelanggannya lebih banyak berupa pertanian sangat besar (lebih dari 10.000 acre) atau operasi industri seperti tekstil, pendinginan, pertambangan, farmasi, dan semikonduktor.

Sistem modular berbasis kontainer standar ini juga cocok bagi pelabuhan yang ingin meningkatkan kapasitas produksi amonia di lokasi secara bertahap.

Sumber: AmmPower

Perusahaan sedang membangun buku pesanannya, dengan potensi pesanan jangka pendek sekitar US$30 juta dan peluang penjualan 690 unit dari 52 negara. Perusahaan memperkirakan biaya listrik sekitar US$360 per ton amonia.

Sifat modular sistem memungkinkan pengerjaan dan pengiriman dalam waktu kurang dari satu tahun, dibandingkan tiga hingga empat tahun untuk proyek serupa tanpa pendekatan modular.

It is also working on technology to mengubah limbah menjadi amonia, dalam usaha patungan dengan CTEC Energy Sales USA.

To further the progress of ammonia into a hydrogen-ammonia economy, it membuat anak perusahaan khusus yang didedikasikan untuk memecah amonia menjadi hidrogen, yang akan mencari pendanaan tambahan secara terpisah.

Dengan skala yang sesuai untuk sebagian besar kebutuhan industri dan pelayaran, AmmPower menargetkan pelanggan serta perusahaan dengan akses modal yang lebih kuat. Bersama teknologi pemecahan amonia, hal ini dapat memungkinkannya tumbuh cepat setelah ada kebijakan yang mendorong hidrogen dan amonia sebagai pembawa energi.

Perusahaan Swasta

First Ammonia adalah pengembang produksi amonia untuk pelayaran, listrik, dan transportasi lainnya.

Solydera adalah perusahaan fuel cell lain yang aktif dalam amonia hijau. Secara khusus, mereka menandatangani Memorandum of Understanding (MoU) dengan KBR pada Oktober 2023.

Anda juga dapat menemukan saham lain yang terkait dengan hidrogen hijau dan amonia hijau, serta diskusi mendalam tentang keunggulan teknis dan keterbatasan amonia, dalam artikel kami “Bahan Bakar Hidrogen Lain – 5 Saham Amonia Hijau Teratas”.