Sumber: afdc.energy.gov
Hidrogen (H2) merupakan bahan bakar alternatif yang dapat diproduksi dari berbagai sumber daya dalam negeri. Meskipun pasar untuk hidrogen sebagai bahan bakar transportasi masih dalam tahap awal, pemerintah dan industri bekerja menuju produksi dan distribusi hidrogen yang bersih, ekonomis, dan aman untuk digunakan secara luas dalam kendaraan listrik sel bahan bakar (FCEV). FCEV tugas ringan sekarang tersedia dalam jumlah terbatas untuk pasar konsumen di wilayah lokal di dalam negeri dan di seluruh dunia. Pasar juga berkembang untuk bus, peralatan penanganan material (seperti forklift), peralatan pendukung darat, truk tugas sedang dan berat, kapal laut, dan aplikasi stasioner. Untuk informasi lebih lanjut, lihat properti bahan bakar dan Pusat Sumber Daya Analisis Hidrogen.
Hidrogen berlimpah di lingkungan kita. Ini disimpan dalam air (H2O), hidrokarbon (seperti metana, CH4), dan bahan organik lainnya. Salah satu tantangan menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar adalah mengekstraknya secara efisien dari senyawa ini.
Saat ini, steam reforming—menggabungkan uap bersuhu tinggi dengan gas alam untuk mengekstraksi hidrogen—menyumbang sebagian besar produksi hidrogen di Amerika Serikat. Hidrogen juga dapat diproduksi dari air melalui elektrolisis. Ini lebih intensif energi tetapi dapat dilakukan dengan menggunakan energi terbarukan, seperti angin atau matahari, dan menghindari emisi berbahaya yang terkait dengan produksi energi jenis lain.
Hampir semua hidrogen yang diproduksi di Amerika Serikat setiap tahun digunakan untuk memurnikan minyak bumi, mengolah logam, memproduksi pupuk, dan mengolah makanan.
Meskipun produksi hidrogen dapat menghasilkan emisi yang mempengaruhi kualitas udara, bergantung pada sumbernya, FCEV yang menggunakan hidrogen hanya mengeluarkan uap air dan udara hangat sebagai gas buang dan dianggap sebagai kendaraan tanpa emisi. Upaya penelitian dan pengembangan utama ditujukan untuk membuat kendaraan ini dan infrastrukturnya praktis untuk digunakan secara luas. Hal ini menyebabkan peluncuran kendaraan produksi ringan ke konsumen ritel, serta penerapan awal bus dan truk tugas berat dan menengah di California dan ketersediaan armada di negara bagian timur laut.
Pelajari lebih lanjut tentang hidrogen dan sel bahan bakar dari Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office.
Hidrogen sebagai Bahan Bakar Alternatif
Hidrogen dianggap sebagai bahan bakar alternatif di bawah Undang-Undang Kebijakan Energi tahun 1992. Ketertarikan pada hidrogen sebagai bahan bakar transportasi alternatif berasal dari kemampuannya untuk menggerakkan sel bahan bakar pada kendaraan tanpa emisi, potensinya untuk produksi dalam negeri, dan waktu pengisian sel bahan bakar yang cepat. dan efisiensi tinggi. Faktanya, sel bahan bakar yang dipadukan dengan motor listrik dua hingga tiga kali lebih efisien daripada mesin pembakaran internal yang menggunakan bensin. Hidrogen juga dapat berfungsi sebagai bahan bakar untuk mesin pembakaran internal. Namun, tidak seperti FCEV, ini menghasilkan emisi knalpot dan kurang efisien. Pelajari lebih lanjut tentang sel bahan bakar.
Energi dalam 2,2 pon (1 kilogram) gas hidrogen hampir sama dengan energi dalam 1 galon (6,2 pon, 2,8 kilogram) bensin. Karena hidrogen memiliki kerapatan energi volumetrik yang rendah, hidrogen disimpan di dalam kendaraan sebagai gas terkompresi untuk mencapai jarak tempuh kendaraan konvensional. Sebagian besar aplikasi saat ini menggunakan tangki bertekanan tinggi yang mampu menyimpan hidrogen pada 5,000 atau 10,000 pound per inci persegi (psi). Misalnya, FCEV yang diproduksi oleh pabrikan otomotif dan tersedia di dealer memiliki tangki 10,000 psi. Dispenser eceran, yang sebagian besar berlokasi di SPBU, dapat mengisi tangki ini dalam waktu sekitar 5 menit. Bus listrik sel bahan bakar saat ini menggunakan tangki 5,000 psi yang membutuhkan waktu 10–15 menit untuk diisi. Cara lain untuk menyimpan hidrogen sedang dikembangkan, termasuk mengikat hidrogen secara kimiawi dengan bahan seperti logam hidrida atau bahan penyerap suhu rendah. Pelajari lebih lanjut tentang penyimpanan hidrogen.
Data dari stasiun pengisian bahan bakar hidrogen ritel, dikumpulkan dan dianalisis oleh Laboratorium Energi Terbarukan Nasional, menunjukkan rata-rata waktu yang dihabiskan untuk mengisi bahan bakar FCEV kurang dari 4 menit.
California memimpin bangsa dalam membangun stasiun pengisian bahan bakar hidrogen untuk FCEV. Pada pertengahan-2021, 47 stasiun hidrogen ritel dibuka untuk umum di California, serta satu di Hawaii, dan 55 lainnya sedang dalam berbagai tahap konstruksi atau perencanaan di California. Stasiun ini melayani lebih dari 8,000 FCEV. California terus menyediakan dana untuk membangun infrastruktur hidrogen melalui Program Transportasi Bersihnya. Komisi Energi California diberi wewenang untuk mengalokasikan hingga $20 juta per tahun hingga tahun 2023 dan berinvestasi pada 100 stasiun publik awal untuk mendukung dan mendorong kendaraan tanpa emisi ini. Selain itu, 14 stasiun ritel direncanakan untuk negara bagian timur laut, dengan beberapa di antaranya sudah melayani pelanggan armada.
Produsen kendaraan hanya menawarkan FCEV kepada konsumen yang tinggal di wilayah di mana terdapat stasiun hidrogen. Stasiun non-ritel di California dan di seluruh negeri juga terus melayani armada FCEV, termasuk bus. Beberapa pusat distribusi menggunakan hidrogen untuk bahan bakar kendaraan penanganan material dalam operasi normalnya. Selain itu, beberapa pengumuman telah dibuat mengenai produksi kendaraan tugas berat, seperti truk pengangkut barang, yang akan membutuhkan stasiun pengisian bahan bakar dengan kapasitas yang jauh lebih tinggi daripada stasiun tugas ringan yang ada. Temukan stasiun pengisian bahan bakar hidrogen di seluruh Amerika Serikat.
