1. Terobosan Teknologi: China Memelopori Paradigma Baru dalam Elektrolisis Air Laut Langsung
Baru-baru ini, pertemuan pembukaan untuk proyek Program R&D Kunci Provinsi Guangdong "Teknologi dan Peralatan Sistem Produksi Hidrogen dengan Elektrolisis Air Laut Tanpa Desalinasi Modul Terpisah" di bawah kategori "Penyimpanan Energi Baru dan Energi Baru" berhasil diselenggarakan di Universitas Shenzhen. Proyek ini akan fokus pada pengembangan teknologi inti dan peralatan untuk produksi hidrogen langsung dari air laut yang efisien, kompatibel, dan stabil. Tujuannya adalah menciptakan sistem elektrolisis air laut tanpa desalinasi pertama di dunia dengan kapasitas 110 Nm³/jam, membangun jalur pengembangan dari laboratorium ke pabrik, serta memelopori sektor hidrogen hijau laut.
Outlook Energi Dunia IEA 2024 memprediksi permintaan minyak global akan mencapai puncaknya pada 2030, sementara aplikasi hidrogen dalam pelayaran dan penerbangan dapat mempercepat penurunan permintaan minyak.
2. Penyebaran Teknologi Global dan Kemajuan Proyek oleh Negara-Negara Utama
1. Eropa:Demonstrasi Skala Teknologi AEM dan Tenaga Angin Lepas Pantai
Proyek SEA4VOLT UE mengembangkan elektrolizer membran pertukaran anion (AEM) yang menargetkan elektrolisis air laut langsung tanpa pra-perawatan, menggunakan katalis logam non-mulia dan membran bebas fluor untuk mengurangi biaya hidrogen hijau. Proyek NortH2 Jerman berencana membangun sistem angin lepas pantai-ke-hidrogen 10 GW pada 2040, menghasilkan 1 juta ton hidrogen hijau per tahun, dengan subproyek AquaPrimus meluncurkan pilot 28 MW pada 2025. Proyek PosHYdon Belanda menggabungkan tenaga angin lepas pantai dengan desalinasi untuk produksi hidrogen (13.000 ton/tahun), meskipun bergantung pada pra-perawatan yang mahal.
2. AS:Eksplorasi Material Tahan Garam dan Aplikasi Skala
Penelitian AS berfokus pada material elektroda tahan klorin dan teknologi membran. Tim Universitas Houston mengusulkan dalam Nature Reviews untuk meningkatkan stabilitas katalis melalui lapisan pelindung dan doping heteroatom, sambil mengeksplorasi elektrolisis hibrida (misalnya oksidasi organik menggantikan evolusi oksigen) untuk mengurangi reaksi samping. Perusahaan seperti Bloom Energy sedang menguji kinerja elektrolizer oksida padat (SOEC) di lingkungan salinitas tinggi, meskipun komersialisasi masih lambat.
3. Jepang:Strategi Hidrogen Mendorong Integrasi Teknologi
Undang-Undang Promosi Masyarakat Hidrogen Jepang menginvestasikan ¥15 triliun dalam rantai pasok hidrogen, berkolaborasi dengan Siemens Energy pada elektrolisis PEM, meskipun proyek air laut masih terutama menggunakan pra-pengolahan desalinasi. Proyek JIDAI bertujuan membangun platform hidrogen lepas pantai terapung di Hokkaido pada 2030, menggabungkan produksi berbasis angin dengan penyimpanan/transportasi hidrogen cair, menargetkan biaya ¥20/Nm³ (~1,3 yuan/m³).
4. Australia dan Singapura: Kolaborasi Internasional pada Teknologi Produksi Hidrogen Baru
Proyek "Pemisahan Air Laut Termal-Surya-Plasma untuk Produksi Hidrogen", kolaborasi antara Australia dan Universitas Nasional Singapura, menerima pendanaan dari pemerintah Australia. Ini memanfaatkan efek sinergis proses fototermal untuk meningkatkan efisiensi produksi hidrogen, bertujuan mengurangi ketergantungan pada katalis logam mulia. Dengan mengintegrasikan resonator plasma dan nanomaterial, teknologi ini menjanjikan produksi hidrogen berbiaya rendah di wilayah lepas pantai.
III. Jalur Teknis dan Perbandingan Biaya
Produksi hidrogen berbasis air laut global terutama mengikuti dua jalur teknis utama:
1. Elektrolisis Air Laut Langsung: Diwakili oleh teknologi yang dikembangkan tim Xie Heping China, metode ini tidak memerlukan pra-pengolahan dan menawarkan keunggulan biaya signifikan. Ketika harga listrik tenaga angin lepas pantai turun di bawah $0,11/kWh, biaya produksi hidrogen dapat dikurangi menjadi $15,89/kg. Pada 2030, biaya China diproyeksikan turun di bawah $15/kg, mencapai ambang kompetitif dengan hidrogen abu-abu.
2. Desalinasi Diikuti Elektrolisis: Meskipun matang, pendekatan ini menimbulkan biaya lebih tinggi. Proyek PosHYdon Belanda menghasilkan hidrogen sekitar $3,5/kg, sementara proyek TractebelOverdick Jerman, yang mengandalkan desalinasi osmosis terbalik, melaporkan biaya sekitar $4/kg.
IV. Tantangan dan Arah Masa Depan
1. Tantangan Teknis Saat Ini
Daya Tahan Material: Optimasi masih diperlukan untuk korosi Cl⁻ dan pengendapan Ca²⁺/Mg²⁺ selama operasi jangka panjang. Tim China berhasil mengendalikan laju korosi hingga 0,01 mm/tahun melalui teknologi pelapisan pelat bipolar.
Optimalisasi Biaya: Biaya listrik hijau harus turun di bawah $0,2/kWh untuk memungkinkan komersialisasi skala besar. China secara bertahap mendekati target ini melalui integrasi PV+ESS dan lokalisasi peralatan.
Standar dan Keamanan: Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO) sedang mengembangkan peraturan keselamatan untuk platform produksi hidrogen lepas pantai. Persyaratan Teknis yang dipimpin China untuk Sistem Produksi Hidrogen Elektrolisis Air Laut Langsung diperkirakan akan dirilis pada 2026.
2. Tren Pengembangan Masa Depan
Ekspansi Aplikasi: Hidrogen hijau akan terintegrasi dengan produk kimia seperti amonia sintetis dan metanol, membentuk rantai industri lengkap yang mencakup "produksi-penyimpanan-pemanfaatan."
Kolaborasi Internasional: Proyek lintas batas akan mempercepat transfer teknologi dan saling pengakuan standar.
Teknologi produksi hidrogen berbasis air laut sedang beralih dari laboratorium ke industrialisasi, dengan terobosan China menawarkan "solusi China" untuk transisi energi global. Inovasi material yang berkelanjutan dan dukungan kebijakan siap menjadikan hidrogen dari air laut sebagai teknologi pasokan hidrogen hijau utama pasca-2030, mengubah lanskap energi global.
