Kartrid Hidrogen Portabel Menyoroti Daya Tarik FCEV

Kendaraan listrik (EV) kini sedang menjadi tren. Dengan popularitas dan adopsi EV yang meningkat pesat di seluruh dunia, diproyeksikan akan memiliki volume pasar sebesar $1,084 miliar sebelum dekade berakhir.

Tahun 2021 menjadi tahun penting bagi penjualan EV karena penjualannya melipatgandakan dari 2020 menjadi 6,75 juta, kemudian melampaui 10 juta pada 2022. Sementara itu, penjualan unit EV diperkirakan akan mencapai 18,84 juta kendaraan pada 2029.

Kendaraan EV, tidak seperti mesin pembakaran internal berbahan bensin konvensional, menggunakan motor listrik dan baterai isi ulang untuk bergerak.

Sesungguhnya ada beberapa jenis: EV Baterai, yang sepenuhnya ditenagai oleh paket baterai isi ulang; EV Hibrida Plug-in, yang menggunakan mesin bensin tradisional dan motor listrik yang dapat diisi ulang dari sumber listrik eksternal; EV Hibrida, yang memiliki motor bertenaga baterai serta mesin pembakaran internal, dan EV Sel Bahan Bakar yang memanfaatkan hidrogen untuk menggerakkan motor listrik.

Seperti semua EV, kendaraan listrik sel bahan bakar (FCEV) juga menggunakan listrik untuk menggerakkan motor listrik, tetapi alih-alih menggunakan baterai untuk menyediakan listrik, FCEV menghasilkan listrik menggunakan sel bahan bakar yang digerakkan oleh hidrogen.

Cara kerja FCEV adalah sel bahan bakar memiliki dua elektroda — anoda, yang merupakan elektroda negatif, dan katoda, yang merupakan elektroda positif. Kedua elektroda tersebut terletak di antara elektrolit. Bahan bakar seperti hidrogen kemudian diperkenalkan ke anoda sementara udara disuplai ke katoda.

Sekarang, di anoda, katalis digunakan untuk memecah molekul hidrogen menjadi elektron dan proton.

Katalis digunakan untuk mempercepat reaksi kimia, dan para ilmuwan telah mencari katalis yang dapat mengurangi biaya pembuatan sel bahan bakar hidrogen. Platinum adalah katalis paling umum, diikuti oleh nikel, palladium, dan besi.

Dalam sel bahan bakar hidrogen, elektron mengalir melalui sirkuit eksternal untuk menghasilkan listrik, sementara proton melewati katoda, di mana mereka bergabung dengan oksigen dan elektron untuk menghasilkan air dan panas. Dengan cara ini, sel bahan bakar berfungsi sebagai konverter energi, berbeda dengan baterai yang merupakan perangkat penyimpanan.

Klik di sini untuk mempelajari mengapa kendaraan listrik sel bahan bakar adalah mode transportasi masa depan.

Sel Bahan Bakar Hidrogen: Masa Depan Berkelanjutan untuk Kendaraan

Sel bahan bakar pada dasarnya menggunakan energi kimia dari bahan bakar seperti hidrogen untuk menghasilkan listrik secara efisien dan bersih. Hidrogen adalah unsur paling ringan, yang melepaskan energi melimpah dalam reaksi dengan oksigen dan hanya menghasilkan air.

Gas tak terlihat ini telah dipuji sebagai bahan bakar bersih masa depan. Dewan Hidrogen, sebuah inisiatif global yang melibatkan anggota dari perusahaan energi, transportasi, dan industri terkemuka, melihat hidrogen tidak hanya sebagai penggerak berkelanjutan untuk kendaraan di masa depan tetapi juga sebagai sumber energi bersih untuk pemanasan dan listrik.

Namun, tidak semua hidrogen bersih. “Hidrogen hijau” yang nol emisi sebenarnya berasal dari elektrolisis, di mana air dipisahkan menjadi hidrogen dan oksigen menggunakan listrik bersih.

Dengan menggunakan hidrogen bersih, sel bahan bakar dapat mencapai emisi yang lebih rendah atau nol dan membantu mengatasi tantangan iklim. Karena sel bahan bakar hidrogen tidak menghasilkan emisi berbahaya, mereka menghilangkan biaya yang terkait dengan penanganan dan penyimpanan bahan beracun. Selain itu, mereka beroperasi dengan tenang dan tidak melepaskan polutan udara yang berkontribusi pada masalah kesehatan.

Sel bahan bakar, dibandingkan dengan baterai dan generator pembakaran internal, juga menghemat uang dengan menghilangkan kebutuhan mengganti, mengisi, dan mengelola baterai. Pemeliharaan yang sederhana dan kunjungan lokasi yang lebih sedikit semakin menurunkan biaya operasional.

Jika dibandingkan dengan teknologi berbasis pembakaran tradisional, sel bahan bakar juga beroperasi dengan efisiensi yang lebih tinggi. Dengan mengubah energi kimia dalam bahan bakar secara langsung menjadi energi listrik, sel bahan bakar dapat mencapai efisiensi tinggi.

Menurut Departemen Energi AS, efisiensi energi sel bahan bakar hidrogen berada di antara 40%-60% dibandingkan dengan 25% pada mesin pembakaran internal tipikal pada mobil.

Selain itu, mobil hidrogen memberikan pengalaman mengemudi yang mirip dengan mobil listrik, dan mereka membutuhkan waktu singkat untuk mengisi ulang tangki hidrogen. Mereka juga memiliki jangkauan yang serupa dengan kendaraan listrik lain yang memiliki penyimpanan baterai besar. Hal ini menjadikan ketersediaan dan fleksibilitas FCEV sejalan dengan mobil konvensional.

Energi yang dihasilkan oleh sel bahan bakar hidrogen sebenarnya dapat digunakan untuk memberi daya apa saja mulai dari drone dan kendaraan komersial hingga bangunan industri, komersial, dan residensial. Sebagai sumber energi alternatif yang dapat diandalkan dan bersih, teknologi ini semakin banyak menemukan aplikasi.

Jika kita melihat statistik tentang kendaraan listrik sel bahan bakar (FCEV), mereka mengalami peningkatan 40% pada 2022 dibandingkan tahun sebelumnya, dengan lebih dari 72.000 FCEV dilaporkan berada di jalan dunia, menurut laporan Global EV Outlook 2023 baru dari International Energy Agency (IEA).

Namun, penjualan global turun lebih dari 30% pada 2023, dengan hanya 14.451 kendaraan sel bahan bakar terjual di seluruh dunia pada 2023, dibandingkan 20.704 pada 2022. Penurunan ini dipicu oleh Korea Selatan, di mana penjualan FCEV jatuh hingga 55,2%.

Sementara itu, China mencatat pertumbuhan moderat dan menjadi pasar FCEV terbesar di dunia, menurut konsultan Korea SNE Research.

Pemerintah China sebenarnya bermaksud membangun setidaknya 1.200 stasiun pengisian hidrogen di seluruh negara pada tahun depan, yang akan membantu mempertahankan kepemimpinannya, serupa dengan dominasi negara tersebut di sektor EV. China memproduksi hampir dua pertiga EV dunia dan lebih dari tiga perempat baterai EV.

European Hydrogen Observatory melaporkan bahwa Jerman memiliki jumlah pendaftaran dan armada FCEV terbanyak pada 2023, diikuti oleh Prancis.

As for the types of vehicles, passenger cars are the most registered FCEVs and have seen the highest increase in activity in recent years. FCEV buses and trucks are also becoming more common, with 464 buses and 215 trucks in 2023.

Tantangan yang Dihadapi Kendaraan Listrik Sel Bahan Bakar

The International Energy Agency believes that hydrogen will account for 16% of road transport in 2050.

Infrastruktur, bagaimanapun, menjadi masalah karena hidrogen diisi ulang melalui pompa khusus. Misalnya, hanya ada 178 stasiun pengisian hidrogen di seluruh Eropa, dan setengahnya berada di Jerman saja. Di Inggris, terdapat sekitar sembilan stasiun hidrogen dibandingkan dengan 31.000 lokasi pengisian publik.

Meskipun demikian, infrastruktur secara perlahan berkembang. Selain itu, infrastruktur yang mencakup stasiun pengisian listrik dan pengisian hidrogen ternyata lebih murah daripada infrastruktur pengisian listrik murni.

Biaya merupakan faktor lain yang membatasi adopsi mobil hidrogen. Model berbasis sel bahan bakar yang sedikit tersedia di pasar saat ini lebih mahal daripada EV dengan baterai atau mesin pembakaran internal.

Salah satu alasan mobil hidrogen lebih mahal adalah biaya platinum, yang berfungsi sebagai katalis. Namun, jumlah logam mulia yang dibutuhkan untuk sel bahan bakar otomotif telah berkurang secara signifikan, dan para ilmuwan juga mencari alternatif yang hemat biaya.

Mengenai biaya bahan bakar, harganya hampir sama dengan kendaraan berbahan bakar pembakaran dan diperkirakan akan turun seiring peningkatan produksi hidrogen secara global, yang saat ini diproyeksikan.

Saat ini, banyak perusahaan otomotif terkemuka berharap hidrogen dapat menggantikan baterai sebagai teknologi pilihan untuk mencapai nol emisi.

Hal ini termasuk Oliver Zipse, CEO BMW, yang menyebut hidrogen sebagai “potongan yang hilang dalam puzzle ketika berbicara tentang mobilitas bebas emisi.” Meskipun produsen Jerman tersebut sangat berinvestasi dalam teknologi baterai, mereka juga memiliki mobil sel bahan bakar BMW iX5 Hydrogen dalam tahap pengujian, yang menggunakan sel bahan bakar Toyota.

Produsen mobil tidak melihat FCEV sebagai pesaing mobil listrik berbaterai; melainkan sebagai pelengkap.

“Satu teknologi saja tidak akan cukup untuk mewujudkan mobilitas netral iklim di seluruh dunia.”

– Zipse mengatakan tahun lalu

Menurut perusahaan, kendaraan hidrogen akan menjadi solusi yang cocok bagi mereka yang membutuhkan fleksibilitas tinggi dan sering bepergian. BMW juga sedang meneliti pemanfaatan teknologi hidrogen dalam produksi dan logistik.

Japan’s Toyota’s (TM ) Akio Toyoda adalah pendukung besar lain dari sel bahan bakar hidrogen, yang bulan lalu menyatakan bahwa ia memperkirakan pangsa mobil baterai akan mencapai puncaknya pada 30% sementara hidrogen, bersama mesin pembakaran tradisional, akan mengisi sisanya.

Produsen otomotif terkemuka memiliki Mirai sebagai mobil berbahan hidrogen, yang tersedia secara luas untuk publik.

Terlepas dari semua minat dan pengembangan, masalah lain pada FCEV adalah akses mudah ke hidrogen bersih. Toyota juga mengakui bahwa hidrogen dalam mobil sejauh ini “belum berhasil” karena kurangnya pasokan bahan bakar, menurut kepala teknisnya, Hiroki Nakajima.

Namun, hal ini mungkin akan berubah ketika Toyota meluncurkan sel bahan bakar hidrogen revolusioner yang dapat ditukar.

Terobosan Toyota: Kartrid Hidrogen Portabel

At the Japan Mobility Show Bizweek 2024, Toyota Motor Corp (TM ) displayed its portable hydrogen cartridges to the world, and the auto manufacturer aimed to change the world of FCEVs by providing swappable power for these vehicles.

Sumber: Toyota

Acara ini, yang berlangsung dari 15 Oktober hingga 18 Oktober di Makuhari Messe, Prefektur Chiba, dihadiri oleh startup mobilitas yang bekerja menuju masa depan berkelanjutan. Pada acara tersebut, Toyota memamerkan teknologinya terkait netralitas karbon.

Perusahaan mengejar netralitas karbon melalui pendekatan multi‑jalur, yang mencakup mewujudkan masyarakat hidrogen dan manajemen energi terbarukan. Kedua upaya ini membantu menstabilkan pasokan energi dan mengurangi dampak lingkungan.

Kartrid hidrogen portabel adalah salah satu pengembangan utama Toyota, yang memiliki kapitalisasi pasar $267,8 miliar dengan saham diperdagangkan pada $169,55, turun 7,54% YTD. Produsen mobil pertama kali memperkenalkan prototipe kerja pada 2022 melalui anak perusahaan fokus teknologi mobilitasnya, Woven.

Kartrid hidrogen besar ini tampak seperti baterai AA besar yang cukup Anda colokkan ke mobil untuk menyediakan daya. Ketika seluruh energi mereka habis, Anda dapat menukarnya dengan kartrid baru agar mobil dan perangkat tetap beroperasi.

Lebih penting lagi, Toyota telah mengurangi ukuran dan berat tangki ini, sehingga dapat dibawa dengan tangan. Sebelumnya, tangki hidrogen tersebut terlalu besar dan sulit ditangani. Perusahaan mengatakan:

“Mereka dirancang untuk menjadikan hidrogen sumber energi yang akrab dan aman yang dapat digunakan dalam berbagai situasi sehari‑hari.”

Walaupun produksi mobil hidrogen dan penggunaannya masih sangat rendah, kini setelah Toyota mengatasi masalah besar kendaraan ini, kemungkinan mobil hidrogen akan mendapatkan waktunya dan, seiring waktu, bahkan dapat melampaui kendaraan listrik berbaterai.

Namun ini bukan satu‑satunya. Pada acara tersebut, Toyota juga menampilkan mobil balap non‑standar yang digerakkan oleh hidrogen. Perusahaan pertama kali mulai menguji GR Corolla, yang berjalan dengan hidrogen gas, tiga tahun lalu, dan sejak tahun lalu, mereka bersaing dalam balapan ketahanan baik di Jepang maupun di luar negeri.

Selain memberi insentif kepada produsen mobil untuk beralih ke kendaraan hidrogen, Toyota berencana memiliki banyak penggunaan lain untuk kartrid hidrogen portabelnya.

Aspek menarik dari pengembangan baru ini adalah bahwa sel ini juga dapat digunakan untuk memberi daya rumah Anda. Mereka bahkan dapat menyediakan hidrogen untuk dibakar dalam memasak, yang mana Toyota bekerja sama dengan Rinnai Corporation dan mendemonstrasikan kompor konsep yang melakukan hal tersebut.

Faktanya, Toyota berencana bekerja sama dengan perusahaan untuk memasukkan kartridnya ke pasar dan menemukan berbagai aplikasinya. Dalam siaran pers resmi, perusahaan mengatakan:

“(It) aims to find matches with the technologies and ideas of various companies and startups from a variety of perspectives, including both providing services and developing and selling devices using portable hydrogen cartridges.”

Dengan langkah ini, produsen mobil, yang juga terlibat dalam keuangan dan bisnis lainnya, “akan semakin memperkuat upayanya menggunakan kartrid hidrogen portabel dan membantu menciptakan masyarakat hidrogen.”

Pemain Utama di Pasar Kendaraan Listrik Sel Bahan Bakar

Now, if we look at some of the most prominent names in the Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) sector, Plug Power (PLUG ) has been among the leading ones. The company has produced fuel cell-powered forklifts and expanded into green hydrogen production and distribution, however, its shares are currently down 54.22% YTD as they trade at $2.08. Click here to learn all about investing in Plug Power.

Then there’s Ballard Power Systems (BLDP ), which focuses on fuel cell solutions for buses, trucks, and other heavy-duty vehicles. Its shares are also down 55.95% as it trades at $1.66, much like Nikola Corporation , whose shares are down 83.81%. Its Truck business unit uses both FCEV and BEV technology.

#1. Cummins Inc.

Trading at $332.68 at the time of writing, Cummins shares have seen an increase of 38.87% this year. With that, the company has a market cap of $45.59 billion while having an EPS (TTM) of 3.79, a P/E (TTM) of 24.13, an ROE (TTM) of 19.55%, and a dividend yield of 2.19%.

Traditionally known for its diesel engines, Cummins has also made significant investments in hydrogen technology, including fuel cells for commercial vehicles. For Q2 2024, the company reported record revenues of $8.8 billion and net income of $726 million. EBITDA in the quarter was 15.3% of sales, while diluted EPS was $5.26.

Through its acquisition of Hydrogenics in 2019 for $290 million, Cummins has been pushing forward with hydrogen fuel cell solutions for buses, trucks, and other heavy-duty vehicles. In 2023, the company also announced the buyout of Air Liquide’s (AIL.DE ) 19% interest in Hydrogenics, which Cummins said “reinforces its commitment to these technologies and the increasing importance they will play in creating value for all stakeholders and decarbonizing our world.”

Back in 2022, Cummins started providing proton exchange membrane (PEM) fuel cell systems to Scania, a world‑leading provider of trucks and buses for heavy transport applications, for use in 20 FCEV. This collaboration on hydrogen began in 2020 when Scania’s four electric trucks, powered by Cummins’ fuel cell systems, started operating as part of a pilot project with Norway’s largest grocery wholesaler ASKO.

Earlier this year, the company announced the integration of advanced software and electronics in BEVs and FCEVs to optimize performance, improve safety, and help make the transportation industries more sustainable. Cummins’ zero‑emissions business segment Accelera also launched new versions of its hydrogen fuel cell engines. FCE300 and FCE150 fuel cell engines offer advanced durability, improved system efficiency, and increased power density for larger systems.

“Through constant innovation, real‑world testing in the field, and collaboration with customers and partners to tailor solutions, we continue to improve our next‑generation technologies, helping accelerate adoption and the shift to zero.”

– Amy Davis, President of Accelera

Kesimpulan

Zat gas yang tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, dan mudah terbakar, Hidrogen, menunjukkan potensi besar sebagai pembawa energi masa depan. Kemampuan penyimpanan dan transportasinya khususnya membuat hidrogen cocok untuk digunakan dalam berbagai aplikasi.

Di industri otomotif, dengan efisiensi tinggi dan profil energi bersih, teknologi sel bahan bakar hidrogen menawarkan alternatif yang menarik dibandingkan EV berbaterai. Lebih penting lagi, energi bersih ini tidak hanya tidak menghasilkan CO₂ selama penggunaan, tetapi emisi CO₂ dapat diminimalkan lebih lanjut selama proses produksi dengan menggunakan sumber energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin.

Walaupun adopsi FCEV menghadapi tantangan, inovasi seperti kartrid hidrogen portabel Toyota dapat membuka jalan bagi penggunaan yang lebih luas. Dengan demikian, hidrogen dapat diharapkan memberikan kontribusi yang semakin penting bagi mobilitas berkelanjutan.