Energi
Bagaimana AI Dapat Mempercepat Produksi Hidrogen Hijau
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google
Hidrogen hijau adalah kunci yang hilang untuk masa depan bebas bahan bakar fosil. Alasannya adalah listrik saja tidak dapat mendekarbonisasi secara penuh industri yang bergantung pada bahan bakar dan bahan baku kimia. Ini mencakup sektor‑sektor raksasa dalam perekonomian, seperti truk berat, pelayaran, penerbangan, produksi bahan kimia, pembuatan baja dan metalurgi lainnya, pertambangan, dll.
Untuk semua aktivitas tersebut, hidrogen hijau secara langsung, atau yang diubah menjadi amonia atau bahan bakar terbarukan, dapat membantu memberi tenaga pada kegiatan yang memerlukan bahan bakar cair, namun tanpa bergantung pada sumber bahan bakar fosil.
Potensi teknologi ini baru‑baru ini dianalisis dalam sebuah studi oleh peneliti di McGill University (Kanada) dan Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Bhopal (India). Dalam studi tersebut, mereka membahas berbagai sumber potensial hidrogen hijau, serta metode elektrokimia yang dapat digunakan untuk menciptakan bahan bakar cair berkelanjutan dan produk hidrokarbon lainnya.
Mereka mempublikasikan temuan mereka dalam Renewable and Sustainable Energy Reviews1, dengan judul “Electrochemical energy technologies: Current progress and future opportunities for sustainable energy transitions”.
Why Gaseous And Liquid Fuels Matter
Alasan utama mengejar dekarbonisasi adalah perubahan iklim, yang dipicu oleh peningkatan emisi gas rumah kaca, di mana yang paling penting adalah CO2, diikuti metana (CH4).
“Kegagalan membalikkan perubahan iklim negatif menimbulkan risiko terkait ketidakstabilan ekonomi, peristiwa cuaca ekstrem, dan ketidaksetaraan sosial yang semakin meningkat”
Akibatnya, reformasi sistem energi berbasis bahan bakar fosil menjadi sangat penting. Sayangnya, hal ini masih jauh dari selesai, bahkan dengan kenaikan terbaru dalam energi terbarukan, yang sebagian besar hanya memengaruhi produksi listrik. Namun, sebagian besar konsumsi energi primer umat manusia tidak menggunakan listrik. Sebaliknya, energi tersebut dipakai untuk pemanasan, produksi industri, pelayaran, penerbangan, truk, dll. Oleh karena itu, mayoritas sumber energi masih berupa bahan bakar fosil, dengan batu bara, minyak, dan gas menyumbang lebih dari 80% sumber energi global.
Sumber IEA
Dekarbonisasi aktivitas‑aktivitas ini dapat sulit karena beberapa alasan:
- Sistem yang ada tidak dapat beroperasi dengan listrik, dan paling cepat akan memakan beberapa dekade untuk mengganti armada truk, kapal, pesawat, pabrik, pabrik pengecoran, dll, dengan alternatif yang ter‑elektrifikasi.
- Banyak sistem tersebut tidak memiliki alternatif listrik untuk bahan bakar cair dan pembakaran yang dapat mempertahankan kinerja yang cukup efisien.
- Alternatif bahan bakar hijau sejauh ini terlalu mahal untuk bersaing secara ekonomi dengan bahan bakar fosil.
Jadi diperlukan hidrokarbon hijau, molekul yang terutama terdiri dari atom karbon dan hidrogen, yang secara kimia identik dengan bahan bakar fosil, memungkinkan fasilitas energi, logistik, dan industri yang ada untuk didekarbonisasi tanpa harus segera meng‑elektrifikasi, sebuah tugas yang, tergantung kasusnya, dapat sangat sulit (truk, pemanasan) hingga hampir tidak mungkin (transportasi udara).
Moving To A Sustainable Energy System
The Importance Of Green Hydrogen
Hidrogen adalah unsur yang melimpah, terutama dalam bentuk air (H2O), namun tidak dapat ditemukan dalam bentuk murni (H2) di alam. Jadi, untuk dipakai dalam produksi hidrogen hijau, ia terlebih dahulu harus diproduksi, yang memerlukan energi.
Agar hidrogen dapat berkontribusi secara berarti pada dekarbonisasi, produksi hidrogennya juga harus memiliki jejak karbon yang rendah. Elektrolisis yang digerakkan oleh listrik terbarukan adalah jalur yang paling dikenal, sementara teknik‑teknik baru dapat mengekstrak hidrogen dari molekul yang berasal dari biomassa dengan tegangan yang jauh lebih rendah.
Ketika listrik digunakan untuk memproduksi hidrogen guna membuat hidrokarbon hijau yang berguna, metode‑metode tersebut umumnya disebut “Power-to-X”, di mana “X” dapat diganti dengan gas, minyak, atau bahan kimia lain, dimana konversi elektrokimia mengubah hidrogen murni dan CO2 atau sumber karbon lainnya menjadi produk yang berguna, mudah dipakai & disimpan.
Keuntungan tambahan dari mengubah hidrogen menjadi senyawa lain adalah bahwa hidrogen secara terkenal sulit disimpan dan diangkut. Metana atau bahan bakar cair jauh lebih mudah dibandingkan.
Terakhir, sifat intermiten produksi listrik terbarukan berarti pada beberapa waktu produksi energi lebih tinggi daripada permintaan, dan produksi hidrogen dapat menyerap surplus yang saat ini kebanyakan terbuang.
“Metanol yang diproduksi melalui reduksi elektrokimia karbon dioksida dapat menjadi pembawa energi ramah lingkungan dengan densitas energi lebih tinggi dibandingkan hidrogen, mengurangi biaya serta tantangan seperti penyimpanan dan transportasi. Metana dapat diproduksi dari reduksi elektrokimia karbon dioksida dan dapat disimpan dalam pipa gas alam yang ada”
The Many Paths To Sustainable Fuels
Studi tersebut mengidentifikasi tidak kurang dari 16 bahan kimia bernilai tambah yang dapat dibuat dengan menggunakan hidrogen hijau, seperti karbon monoksida (komponen utama gas sintesis), asam format, metanol, metana, etanol, etilena, dan propanol. Dalam banyak kasus, ini merupakan proses ber‑langkah‑ganda dengan produk perantara kimia yang sama bergunanya.
Kemungkinan lain untuk hidrogen hijau dari elektroliser adalah hidrogen yang diproduksi dari biomassa. Awalnya, beberapa strategi menggunakan dekomposisi bakteri telah dicoba, namun hasilnya terlalu rendah.
Teknologi menjanjikan baru adalah generasi anodik hidrogen langsung dari molekul platform biomassa. Hal ini dapat dilakukan pada tegangan yang secara signifikan lebih rendah dibandingkan teknik biasa yang berbasis reaksi evolusi oksigen (OER).
Katalis berbasis tembaga secara dominan digunakan untuk metode ini, namun masih memerlukan perbaikan agar katalis tidak dinonaktifkan. Penambahan logam atau unsur lain, atau menambahkan nanostruktur canggih ke dalam tembaga bulk dapat meningkatkan kinerja secara radikal.
AI, Electrolyzers, And Hydrogen
Elektroliser, untuk memecah air menjadi hidrogen atau memproses biomassa menjadi senyawa yang lebih berguna, merupakan bidang yang menjanjikan untuk energi hijau dan produksi hidrogen.
Saat ini, peningkatan katalis untuk proses ini sebagian besar dicapai dengan mencoba banyak kombinasi baru elemen, tipe katalis, nanostruktur, dan transfer muatan. Hal ini, bagaimanapun, menciptakan hampir tak terbatasnya kombinasi, tanpa model matematis sederhana untuk memprediksi bagaimana desain katalis baru akan berperilaku di dunia nyata.
AI dapat membantu menyelesaikan masalah ini, karena sudah digunakan dengan cara serupa di bidang energi hijau lainnya. Misalnya, dalam pengembangan perangkat fotovoltaik, AI telah dimanfaatkan untuk memprediksi celah pita energi yang tepat dan energi cacat pada material optoelektronik, yang membantu mempercepat penemuan material baru.
Demikian pula, AI telah berhasil dalam penemuan elektrolit redoks baru untuk baterai aliran redoks melalui sampling menyeluruh ruang kimia besar untuk molekul organik aktif guna mengidentifikasi elektrolit yang cocok, atau untuk material elektroda baru bagi baterai Na‑ion dan Li‑ion padat.
Untuk teknologi energi elektrokimia, AI dapat membuat gambaran kompleks menjadi lebih sederhana untuk ditangani peneliti.
“AI dapat menyediakan informasi tentang aktivitas permukaan, lokasi situs aktif pada permukaan dengan jarak ikatan, energi ikatan reaktan, produk, dan spesies antara pada reaksi elektrokimia berdasarkan kualitas data yang digunakan untuk melatih model AI”
Metode ini dapat menghilangkan banyak dugaan dan dengan cepat memberikan kandidat material baru yang lebih menjanjikan yang kemudian dapat diuji di laboratorium.
Penggunaan AI lainnya adalah merancang proses sehingga, selain hidrogen hijau, juga memberikan nilai elektrokimia pada biomassa, menghasilkan asam, aldehida, furan, dan alkohol yang berguna.
“Model AI yang kuat dapat diterapkan pada data eksperimental maupun simulasi untuk menangkap hubungan struktur‑sifat demi desain rasional rangkaian reaksi elektrokimia guna mencapai selektivitas yang baik, kontrol, dan efisiensi Faradaic tinggi pada produk yang diinginkan.”
Reaching Commercialization Is Never Easy
Walaupun menjanjikan dan kemungkinan menjadi lebih menguntungkan serta berguna berkat AI, produksi hidrogen elektrokimia melalui elektroliser, baik dari air maupun biomassa, masih harus dicapai pada skala besar dengan harga per kilogram yang sangat rendah. Hanya dengan begitu ia dapat bersaing secara efisien dengan bahan bakar fosil.
Penempatan lebih lanjut teknologi ini diperlukan, bukan sekadar perbaikan konsep menjanjikan di laboratorium.
Ketahanan, selektivitas, densitas arus, dan ekonomi skala pilot semuanya perlu ditingkatkan agar metode menjanjikan di laboratorium dapat diubah menjadi sesuatu yang dapat diterapkan pada skala terawatt yang diperlukan untuk mulai secara signifikan menggantikan batu bara, gas, dan minyak dari sistem energi global.
Meskipun demikian, hal ini kemungkinan akan segera terwujud, terutama karena memperbaiki ekonomi elektroliser dan bahan bakar hijau diperkirakan lebih mudah dibandingkan mengelola elektrifikasi sebagian besar teknologi dan infrastruktur yang dibangun peradaban modern selama 100 tahun terakhir.
Bagi investor, banyak jalur elektrokimia yang dibahas di atas masih terlalu tahap awal untuk memberikan eksposur pasar publik secara langsung. Pendekatan yang lebih praktis adalah melihat perusahaan yang sudah mengkomersialkan infrastruktur dasar yang diperlukan untuk memproduksi dan menggunakan hidrogen pada skala besar. Salah satu opsi publik yang lebih mapan adalah Bloom Energy, yang teknologi elektroliser dan sel bahan bakar solid‑oxide‑nya memberikan eksposur pada pembangunan sistem energi elektrokimia yang lebih luas.
Investing In Renewable Fuels
Bloom Energy
BE Grafik Harga
Bloom Energy (BE ) adalah pemimpin global dalam teknologi elektroliser dan sel bahan bakar.
Saat ini, pasar utama perusahaan berada pada sel bahan bakar yang mengubah bahan bakar menjadi listrik ber‑efisiensi tinggi tanpa pembakaran, menghasilkan udara ber‑suhu tinggi dan aliran CO2 konsentrasi tinggi. Desainnya secara inheren modular, dengan peningkatan daya hanya memerlukan lebih banyak sel, hingga skala megawatt.
Sumber: Bloom Energy
Dari tahun 2024 hingga kini, Bloom Energy telah mengalihkan fokusnya dari pasar awal rumah sakit, lokasi terpencil, dan pembangkit cadangan ke pusat data, yang menghasilkan lonjakan besar dalam penjualan serta harga sahamnya.
Hal ini juga terbantu oleh peralihan pusat data AI ke arsitektur DC penuh (daripada campuran AC/DC saat ini), menghemat ruang dan peralatan untuk infrastruktur pusat data AI.
Bloom memulai kemitraan untuk menggabungkan teknologi sel bahan bakarnya dengan teknologi penangkap karbon, sehingga energi yang dihasilkan pada dasarnya netral karbon bahkan ketika ditenagai oleh gas alam. Dan sejak 2022, perusahaan telah mulai memproduksi elektroliser solid‑oxide hidrogen ber‑efisiensi tinggi.
Ini memberi Bloom keahlian relevan dalam skala sistem elektrokimia, meskipun jalur biomassa‑elektrolisis dan konversi CO2 yang dibahas dalam studi tetap berada di luar penawaran komersial inti mereka saat ini.
Namun, investor sebaiknya lebih banyak berinvestasi pada keberhasilan masa depan Bloom Energy di pasar pusat data, karena hal ini akan jauh lebih menentukan kesuksesan langsungnya dibandingkan potensi ekspansi di pasar hidrogen dan bahan bakar hijau di masa depan.
(Anda dapat membaca lebih lanjut tentang Bloom Energy dalam laporan investasi kami yang didedikasikan untuk perusahaan)
Latest Bloom Energy (BE) Stock News and Developments
Study Referenced
1. Ignacio Aguilar at al. Electrochemical energy technologies: Current progress and future opportunities for sustainable energy transitions. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Volume 242, Desember 2026, 117313. https://doi.org/10.1016/j.rser.2026.117313
