*)Dr Ir Dewanto Indra Krisnadi, MM, MT
Krisis iklim global bukan lagi sekadar jargon ilmiah, melainkan sudah menjadi kenyataan yang sedang dihadapi. Pada sektor transportasi global, merupakan penyumbang hampir seperempat dari total emisi gas rumah kaca, berada di bawah tekanan besar untuk segera melakukan transformasi. Di tengah hegemoni transisi menuju kendaraan listrik berbasis baterai (BEV), sebuah pilihan teknologi lain muncul ke atas permukaan yaitu: kendaraan listrik berbasis sel bahan bakar hidrogen atau Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV). Jika kendaraan bebasis baterai dipandang sebagai sebuah solusi masa kini, maka kendaraan berbasis sel bahan bakar hidrogen adalah solusi baru yang menjanjikan kebebasan mobilitas tanpa batas dan tanpa emisi.
Kebutuhan akan FCEV didasari oleh tiga pilar utama:
a)Efisiensi Pengisian Daya: Pada sektor komersial, waktu akan dikonversi dengan uang. Mengisi daya baterai untuk sebuah truk berkapasitas besar memerlukan waktu hitungan jam, bahkan menggunakan metode fast charging sekalipun. Sebaliknya, untuk proses pengisian tangki hidrogen cair atau gas bertekanan tinggi hanya membutuhkan waktu 3 hingga 5 menit setara dengan mengisi bensin atau solar di SPBU konvensional.
b)Transportasi kendaraan besar: Baterai lithium-ion memiliki kelemahan inheren pada kepadatan energi per satuan berat. Pada penggunaan transportasi jarak jauh seperti truk logistik, bus antarkota, kereta api, atau kapal laut, penggunaan baterai membutuhkan bobot yang sangat besar. Hal ini berimbas pada total kapasitas muatan angkutan barang dan penumpang. Hidrogen menawarkan kepadatan energi spesifik yang jauh lebih tinggi secara massa, menjadikannya opsi paling logis untuk kendaraan berat yang membutuhkan daya besar dan jarak tempuh ribuan kilometer.
c)Stabilitas Jaringan Energi Listrik: Kendaraan listrik baterai dalam jumlah jutaan unit bisa memberikan beban puncak (peak load) yang luar biasa pada jaringan transmisi listrik. Sementara Hidrogen bisa bertindak sebagai media penyimpan energi massal (bulk energy storage). Energi surya atau energi angin yang melimpah di waktu siang hari dapat diubah menjadi hidrogen melalui proses elektrolisis, lalu didistribusikan ke SPBU hidrogen tanpa membebani grid listrik saat ribuan mobil melakukan pengisian daya secara bersamaan.
Prinsip Kerja Mobil Listrik Hidrogen
Banyak yang salah kaprah dan mengira mobil hidrogen membakar gas hidrogen di dalam mesin layaknya mobil bensin konvensional. Pada mayoritas mobil hidrogen modern, aslinya kendaraan tersebut sebenarnya adalah mobil listrik. Perbedaannya terletak pada proses energi listrik itu dihasilkan dan disimpan.
Desain dasar dari FCEV terdiri dari tangki penyimpanan hidrogen bertekanan tinggi (biasanya 700 bar), sistem Fuel Cell Stack (tumpukan sel bahan bakar), baterai penyangga kecil, pengendali daya, dan motor listrik penggerak roda.
Secara mekanis, proses ini dapat dijabarkan dalam urutan sebagai berikut:
1. Suplai Bahan Bakar: Tangki ke Fuel Cell.
Gas hidrogen (H2) akan dialirkan dari sebuah tangki penyimpanan bertekanan tinggi menuju sisi negatif (anoda) dari fuel cell. Di saat yang sama, Oksigen (O2) dari udara bebas disedot masuk ke sisi positif (katoda).
2. Pemisahan Elektron: Proses Elektrokimia.
Di dalam anoda, molekul hidrogen bertemu dengan lapisan katalis (biasanya terbuat dari platinum). Katalis inilah yang memecah molekul hidrogen menjadi proton dan elektron. Membran elektrolit khusus di tengah sel hanya mengizinkan proton untuk menyeberang menuju katoda, sedangkan elektron dipaksa untuk mengalir melalui rangkaian luar.
3. Pembangkitan Arus Listrik: Penggerak Motor.
Aliran elektron melalui rangkaian luar inilah yang menghasilkan arus listrik searah (DC). Arus listrik ini kemudian dialirkan melalui inverter untuk menggerakkan sebuah motor listrik untuk memutar roda kendaraan tersebut. Sebagian energi juga dapat disimpan di dalam baterai penyangga untuk akselerasi instan.
4. Emisi Air Bersih: Keluaran Akhir.
Setelah melewati rangkaian luar, elektron tiba di katoda dan bergabung kembali dengan proton serta oksigen dari udara. Hasil akhir dari reaksi kimia ini murni berupa air (H2O) yang sedikit panas. Air ini kemudian dibuang melalui pipa pembuangan sebagai satu-satunya emisi kendaraan.
Perbandingan antara Mobil Hidrogen vs Mobil Listrik Baterai
Untuk memahami posisi strategis mobil hidrogen, sebaiknya dibandingkan secara objektif dengan mobil listrik biasa (BEV) yang saat ini mulai mendominasi pasar global.
TABEL
Kelebihan Utama FCEV dibanding BEV:
1.Praktis Tidak Mengubah Kebiasaan Konsumen: Mengisi bahan bakar hidrogen sama persis dengan pengisian bahan bakar bensin di SPBU. Konsumen tidak perlu menunggu terlalu lama saat melakukan pengisian bahan bakar.
2.Efisiensi Ruang dan Beban: Karena tidak memerlukan baterai berdimensi dan berbobot cukup besar, maka sasis kendaraan dapat dimaksimalkan untuk dijadikan ruang kabin atau muatan barang yang besar.
Kekurangan Utama FCEV dibanding BEV:
1.Efisiensi Termodinamika yang Rendah: Proses memproduksi hidrogen (elektrolisis), mengompresinya ke tangki, kemudian mengirimkannya ke SPBU, dan mengubahnya kembali menjadi listrik di dalam mobil kehilangan banyak energi di sepanjang jalur prosesnya. BEV jauh lebih efisien dalam hal pemanfaatan listrik.
2.Biaya Infrastruktur dan Kendaraan: Membangun satu stasiun pengisian hidrogen (HRS) membutuhkan biaya investasi jauh lebih mahal daripada memasang Ultra Fast Charging untuk kebutuhan pengisian baterai. Harga jual mobil FCEV saat inipun masih sangat tinggi akibat adanya penggunaan material langka seperti platinum pada komponen katalis fuel cell.
Kedaulatan Energi: Potensi dan Kemampuan Indonesia Menyediakan Hidrogen
Saat membicarakan tentang bahan bakar hidrogen, akan muncul pertanyaan mendasar, dari mana hidrogen tersebut akan didapatkan? Industri global mengelompokkan hidrogen berdasarkan proses produksinya, mulai dari Grey Hydrogen (dari gas alam dengan emisi tinggi), Blue Hydrogen (dari bahan bakar fosil namun emisinya ditangkap dengan teknologi Carbon Capture and Storage), hingga Green Hydrogen (dari air menggunakan listrik 100% terbarukan).
Indonesia memiliki posisi yang sangat strategis dalam peta hidrogen global. Negara ini tidak hanya berpotensi menjadi konsumen, melainkan juga bisa menjadi produsen Green dan Blue Hydrogen. Berikut beberapa keunggulan Indonesia yang meliputi:
a)Kekayaan Energi Baru Terbarukan (EBT) untuk Green Hydrogen: Indonesia memiliki potensi EBT yang luar biasa besar, mencapai lebih dari 3.600 GW. Potensi ini mencakup energi surya yang melimpah sepanjang tahun, hidro (air) berskala besar di beberapa tempat, hingga potensi panas bumi (geothermal) terbesar kedua di dunia. Produksi energi listrik melimpah dan dari sumber-sumber inilah yang akan dialirkan ke alat elektroliser untuk memecah air (H2O) menjadi hidrogen hijau murni tanpa emisi karbon sedikit pun.
b)Pemanfaatan Infrastruktur Pabrik Pupuk dan Gas Eksisting: BUMN seperti PT Pupuk Indonesia dan PT Pertamina telah memiliki kapabilitas puluhan tahun dalam mengelola gas hidrogen untuk kebutuhan industri amonia dan pengolahan minyak. Langkah awal transisi menuju ekonomi hidrogen di Indonesia tidak perlu dimulai dari nol; infrastruktur distribusi, kilang, dan tangki penyimpanan eksisting dapat dimodifikasi secara bertahap.
c)Proyek Percontohan yang Sudah Berjalan: Perusahaan pelat merah telah mengambil langkah konkret. PT PLN, misalnya, telah meresmikan puluhan Green Hydrogen Plant (GHP) di berbagai pembangkit listrik mereka memanfaatkan surplus listrik. Pertamina juga aktif mengembangkan stasiun pengisian hidrogen (Hydrogen Refueling Station) pertama di kawasan Senayan, Jakarta. Ini membuktikan bahwa secara teknologi dan ekosistem hulu, Indonesia sudah mampu memproduksi hidrogen domestik.
Melihat karakteristik geografis, ekonomi, dan sosial Indonesia, adopsi mobil hidrogen diprediksi akan menempuh jalur yang berbeda dengan mobil listrik baterai. Mobil hidrogen di Indonesia kemungkinan besar tidak akan bersaing langsung secara head-to-head untuk segmen kendaraan penumpang perkotaan (city car), melainkan mengisi kekosongan yang tidak bisa dijangkau oleh baterai. Diprediksi tahap perkembangan mobil hidrogen di Indonesia terbagi dalam beberapa tahap ke depan:
Tahap 1 (Sampai Akhir 2020-an): Sektor Komersial & Transportasi Publik
Adopsi pertama akan dipimpin oleh armada bus kota (seperti TransJakarta) dan kendaraan logistik berat antar-kota di koridor ekonomi utama (Jawa-Sumatra). Pemerintah dan BUMN mulai membangun proyek percontohan koridor Hydrogen Refueling Station (HRS) strategis. Langkah Pertamina yang telah meresmikan fasilitas HRS pertama di Senayan, Jakarta, menjadi bukti awal bahwa fondasi ini sedang dibangun.
Tahap 2 (2030-an): Penetrasi Kendaraan Penumpang Jarak Jauh
Seiring dengan turunnya harga teknologi fuel cell global dan mulai terbentuknya jaringan koridor SPBU hidrogen trans-Jawa dan trans-Sumatera, produsen otomotif akan mulai memasukkan mobil penumpang segmen menengah ke atas. Karakteristik masyarakat Indonesia yang menyukai perjalanan jauh (mudik) dan menyukai mobil berkapasitas besar (MPV 7-seater) sangat cocok dengan profil FCEV yang menawarkan jarak tempuh panjang dan pengisian cepat.
Tahap 3 (2040 ke Atas): Adopsi Massal dan Pasar Ekspor
Hidrogen cair akan menjadi komoditas energi utama untuk menghubungkan konektivitas antarpulau di Indonesia. Kapal-kapal feri ASDP, kapal logistik Pelni, hingga kereta api luar Jawa yang jalurnya belum memiliki elektrifikasi kabel atas akan sepenuhnya beralih menggunakan hidrogen. Indonesia pada fase ini diprediksi sudah mampu mengekspor surplus green hydrogen ke negara tetangga seperti Singapura, Jepang, dan Korea Selatan yang miskin lahan EBT.
Pemerintah Indonesia telah menetapkan target untuk mencapai Net Zero Emission (NZE) pada tahun 2060 atau lebih cepat. Untuk mecapai target ini Indonesia bahkan sudah membuat sebuah Peta Jalan (Roadmap) Hidrogen dan Amonia Nasional (RHAN) hingga tahun 2060, dimana Proyeksi total permintaan hidrogen hingga tahun 2060 diperkirakan mencapai 11,8 juta ton per tahun.
Menatap peluang masa depan, mobil listrik hidrogen di Indonesia bukan lagi sekadar sebuah angan-angan tetapi akan menjadi pilar yang kokoh dalam melengkapi keterbatasan teknologi baterai. Bagi Indonesia, hidrogen bukan hanya opsi ramah lingkungan untuk membersihkan langit perkotaan dari polusi, melainkan jembatan emas menuju kedaulatan energi nasional yang seutuhnya dimana bisa lepas dari belenggu impor bahan bakar fosil. Proses transisi ini memang sangat menantang dan membutuhkan investasi yang cukup besar di awal, namun investasi pada ekosistem hidrogen hari ini adalah jaminan masa depan yang bersih, berdaulat, berkelanjutan bagi generasi mendatang dan menciptakan masyarakat sosial yang sejahtera.***
*) Dosen Tetap Fakultas Teknik Elektro Universitas Pancasila, Pemerhati Energi Terbarukan, Penulis tetap di Suarainvestor.com, Anggota Badan Pakar Dewan Nasional Indonesia untuk Kesejahteraan Sosial (DNIKS) 2024-2029
