Teknologi Digital – Mendukung Ekonomi Hidrogen Berkesinambungan

Oleh Ron Beck, Senior Director Industry Marketing dan Dr Jolly Pan, Customer Support and Training Manager, Aspen Technology, Inc.

Pada Pertemuan World Economic Forum (WEF) Davos Agenda yang diselenggarakan Januari 2021, Bill Gates menyampaikan perlunya membuat pasar karbon global terpercaya, yang hendak memacu keperluan untuk mengalihkan modal investasi yang sungguh besar ke wilayah rendah karbon. Dia mengatakan secara khusus tentang ekonomi hidrogen, penangkapan karbon dan penyimpanan energi, serta “green premium” dan perlunya mendorong ekonomi teknologi gres melalui penskalaan dan investasi.

Transisi energi terus berpengaruh pada ekonomi di seluruh rantai nilai energi. Namun, energi terbarukan, mirip pembangkit listrik tenaga angin dan matahari, secara geografis memiliki kesempatanyang tidak setara (lihat gambar 1). Misalnya, tantangan bagi banyak negara bab Asia yakni terbatasnya terusan ke lokasi yang mampu menciptakan tenaga surya atau angin yang cukup untuk menyanggupi kebutuhan energinya. Hidrogen mampu memenuhi sebagian besar keperluan energi dunia dan mampu dihasilkan secara bebas karbon. Meskipun banyaknya tantangan, terlihat momentum yang besar lengan berkuasa dari ekonomi hydrogen dan mungkin, sebagai alternatif zero-carbon yang signifikan di beberapa kawasan.

Hidrogen dalam sorotan

AspenTech mensurvei sekitar 340 perusahaan global pada Juni 2021 – 65% responden mengatakan mereka bermaksud untuk berinvestasi dalam hidrogen dalam lima tahun ke depan, sebagai penyelesaian untuk emisi gas rumah kaca. Dua pertiga perusahaan berniat pindah ke hidrogen, tetapi ada perbedaanyang mengejutkan dalam langkah ini.

Pakar mitigasi karbon terkemuka Robert Socolow, Universitas Princeton, menyebut fenomena ini selaku “colour wars” dalam langkah menuju ekonomi hidrogen gres.

Misalnya, 56% perusahaan berniat pindah ke Green Hydrogen, sementara 49% ke Blue Hydrogen, dan 25% menggunakan pendekatan Gray Hydrogen yang sudah mapan. (Catatan: beberapa perusahaan mempersiapkan beberapa inisiatif, itulah sebabnya persentase di seluruh akseptor Green Hydrogen, Blue Hydrogen, dan Gray Hydrogen tidak berjumlah total 100%).

Komunitas investasi berkelanjutan mendorong pendekatan Green, yang sebagian besar merupakan sintesis hidrogen dengan elektrolisis yang didorong secara pribadi oleh energi terbarukan.

Namun, seberapa cepat, dan jauh skala pendekatan Green? Pada ADIPEC November 2021, guru energi Daniel Yergin memperingatkan bahwa Green Hydrogen mungkin “dibatasi oleh ketersediaan molekul hijau”. Dengan kata lain, ketersediaan energi terbarukan. China sudah menginformasikan niat negaranya untuk berinvestasi sarat dalam Green Hydrogen. Banyak pragmatis energi, tergolong regulator di Eropa, mendorong pendekatan Blue, yang ialah hidrogen dari proses reformasi yang dikenali, dengan penangkapan karbon dari gas buang, yang sedang dilakukan di lokasi, seperti Australia dan Korea saat ini. Organisasi, seperti PETRONAS dan Reliance di Asia, sedang mengejar-ngejar inisiatif Green Hydrogen dan Blue Hydrogen.

Secara keseluruhan, hidrogen harus dilihat sebagai permainan penemuan ekonomi yang berskala dengan time-to-market, sebagai unsur penggagas. Dari sudut pandang penskalaan berbiaya rendah dan non-gesekan, pemain paling cerdik melihat pasar yang tersedia untuk dimenangkan.

Maksimalkan investasi hidrogen dengan teknologi digital

Dengan modal dan pendanaan untuk mendorong ekonomi hidrogen, pemain yang terpelajar akan menyaksikan efek campuran dari kekuatan otak penemuan, kemampuan hukuman proyek, dan teknologi digital berbasis AI industri mampu mengarah pada pertumbuhan dan pangsa pasar. Namun, ada tantangan yang harus diselesaikan, dan peluru perak terletak pada teknologi digital, yang bersifat mission-critical.

Pertama, diperlukannya meminimalisir risiko ekonomi hidrogen sebagai sebuah sistem. Untuk melakukannya, pandangan tata cara end-to-end sungguh penting, mencakup buatan Green Hydrogen atau Blue yang menggerakkan bikinan hidrogen lewat energi terbarukan; penangkapan karbon; penyimpanan dan transportasi hidrogen; serta penggunaan final hidrogen. Setiap komponen perlu ditingkatkan, biar sukses selaku suatu sistem. Di luar aliansi dan usaha patungan yang berpengaruh – diperlukan pendekatan kuantitatif untuk memecahkan titik lemah dalam metode. Faktanya, sebagian besar modal intelektual dan keuangan yang tersedia mesti diterapkan untuk membangun pemodelan risiko end-to-end di seluruh metode. (AspenTech sedang menjalankan pendekatan versi templat hidrogen end-to-end).

Kedua, teknologi digital dapat mengembangkan keekonomisan energi terbarukan pada metode elektrolisis hidrogen. Sementara teknologi elektrolisis bekerja, dan proyek telah dimulai, ekonomi terkait belum memberikan keseimbangan dengan sumber energi konvensional. Model yang ketat dan dibantu AI yang dikombinasikan dengan model ekonomi – dapat mempercepat dan melipatgandakan upaya para inovator teknologi untuk mencapai tingkat baru dalam terobosan ekonomi dan teknis. Dibutuhkannya pengelihatan energi terbarukan, penyimpanan daya dan sintesis hidrogen selaku satu sistem yang mampu dioptimalkan, tergantung pada variabilitas stokastik angin dan matahari. Berbicara di ADIPEC pada November 2021, CEO Thyssen Krupp, Sami Pelkonen memprediksi bahwa Green Hydrogen akan mencapai keseimbangan ekonomi dengan Blue Hydrogen pada 2030. Apakah itu rasional, dan dapatkah itu dipercepat?

Ketiga, efisiensi dan keekonomisan proses reformasi perlu ditingkatkan, dikombinasikan dengan penangkapan karbon. Teknologi perlu menangkap dan menghilangkan karbon dioksida yang dihasilkan dalam persentase yang lebih tinggi, dengan efisiensi energi yang lebih baik. Model prediksi yang ketat dan teknologi pengoptimalan ialah kunci bagian digital untuk mempercepat kemajuan dan hasil Blue Hydrogen, yang melibatkan integrasi lebih lanjut dari proses sintesis hidrogen yang dikenali dengan proses penangkapan karbon yang kurang matang.

Keempat, perlu untuk meningkatkan penanganan dan pengangkutan hidrogen yang aman. Diperlukan pendekatan yang lebih sederhana dan lebih aman untuk hidrogen kriogenik dan merampingkan penggunaan amonia sebagai pembawa. Juga sangat penting untuk mempercepat dan menskalakan dalam penerapan model bibit unggul yang menggabungkan AI dengan keterampilan domain teknik. Teknologi digital menolong upaya untuk mengetahui dan menghilangkan risiko keamanan serta mengatur operasi semoga tetap berada dalam parameter operasi yang kondusif.

Kelima, teknologi digital mampu membantu mengembangkan ekonomi seputar sel materi bakar. Menghadirkan analitik data mutakhir dan model hibrida secara online memungkinkan produsen untuk mencar ilmu dari generasi rancangan sel materi bakar dan mempercepat kemajuan ekonomi.

Ekonomi hidrogen dan transisi energi

Untuk meraih kepemimpinan transisi energi dengan produksi hidrogen skala industri dan teknologi penangkapan karbon, pemain industri akan membutuhkan tingkat inovasi, kreativitas, kelincahan, dan hukuman yang tak tertandingi.

Teknologi digital mampu menambah nilai di aneka macam bidang, mirip waktu pemasaran, biaya buatan, mitigasi risiko, serta kepuasan konsumen. Dalam waktu pemasaran, perlu untuk mempercepat inovasi; menunjukkan pilihan; penyeleksian rancangan; dan pengambilan keputusan investasi modal hingga 50% (atau 6 – 12 bulan). Perusahaan juga mampu mengembangkan biaya buatan dengan menghemat biaya modal melalui estimasi visual; menghemat biaya operasi dengan menghemat energi dan air lewat desain yang dioptimalkan; serta menggabungkan teknologi gres untuk secara efektif mengintegrasikan akomodasi baru dan yang telah ada.

Menggunakan AI dan analitik untuk menghemat risiko, sekaligus meningkatkan waktu kerja; keamanan dan keandalan sangat dibutuhkan. Akhirnya, kepuasan konsumen dalam memaksimalkan kelincahan dan ketahanan dalam rantai pasokan sungguh penting untuk kelebihan operasional. Karena kompleksitas dalam transisi energi, maka perlu untuk menyeimbangkan banyak sekali tujuan di seluruh aset perusahaan, sambil mengambil pendekatan berbasis data dan kuantitatif. Digitalisasi dan AI Industri akan sangatkritis untuk tindakan penyeimbangan ini.