Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Power-to-Gas (PTG) adalah salah satu teknologi terdepan yang berpotensi besar dalam mendukung transisi energi dari bahan bakar fosil ke sumber energi terbarukan. Teknologi ini memungkinkan konversi energi listrik yang dihasilkan dari sumber terbarukan, seperti tenaga angin, menjadi gas hidrogen atau metana. Hidrogen dan metana yang dihasilkan ini dapat disimpan dan digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk untuk pembangkit listrik, transportasi, dan industri, sehingga menjadikan PTG sebagai solusi yang sangat relevan dalam mengatasi tantangan perubahan iklim dan kebutuhan energi bersih.
Studi ini menyajikan analisis komprehensif tentang efisiensi energi dan exergi dari sistem PTG secara keseluruhan, serta tingkat perusakan exergi pada setiap komponen dalam sistem. Dengan fokus pada tiga komponen utama—turbine angin sebagai sumber pembangkit listrik, membran penukar proton (proton exchange membrane atau PEM) untuk produksi hidrogen, dan unit metanasi untuk produksi metana—studi ini memberikan pandangan mendalam mengenai bagaimana setiap bagian dari sistem berkontribusi terhadap efisiensi keseluruhan.
Analisis energi dan exergi penting dalam memahami di mana letak titik kelemahan dari sistem ini. Dalam konteks PTG, efisiensi energi mengacu pada seberapa baik energi listrik diubah menjadi gas hidrogen atau metana. Sedangkan, efisiensi exergi lebih kompleks, karena mencakup kualitas energi yang dihasilkan—seberapa baik energi tersebut dapat digunakan kembali tanpa kehilangan kualitas energi secara signifikan. Dalam teknologi PTG, kerugian energi sering terjadi selama proses konversi, terutama di unit metanasi dan produksi hidrogen melalui PEM, di mana beberapa tingkat destruksi exergi tak terhindarkan.
Temuan dari studi ini menunjukkan bahwa meskipun sistem PTG memiliki potensi besar, masih ada ruang untuk perbaikan dalam efisiensi, terutama dalam meminimalisir tingkat kerusakan exergi. Dengan memahami titik-titik di mana kerugian energi dan exergi terjadi, peneliti dan insinyur dapat mengembangkan metode dan teknologi baru yang lebih efisien untuk meningkatkan kinerja sistem PTG secara keseluruhan. Sebagai contoh, penggunaan teknologi yang lebih canggih dalam desain turbin angin atau peningkatan kualitas PEM untuk mengurangi kerugian selama produksi hidrogen dapat berkontribusi signifikan terhadap efisiensi sistem.
Selain itu, penting untuk dicatat bahwa penerapan teknologi PTG tidak hanya meningkatkan kapasitas penyimpanan energi terbarukan, tetapi juga memfasilitasi integrasi energi terbarukan ke dalam sistem energi yang lebih luas. Dengan kemampuan menyimpan energi dalam bentuk gas, PTG dapat membantu mengatasi masalah ketidakteraturan pasokan energi dari sumber-sumber seperti angin dan matahari, yang bersifat fluktuatif. Hal ini memberikan keuntungan besar dalam menjaga stabilitas jaringan listrik dan menyediakan cadangan energi yang bisa diakses saat permintaan meningkat.
Dari perspektif dosen bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, penelitian ini sangat penting karena memberikan wawasan yang mendalam tentang bagaimana teknologi PTG dapat dioptimalkan melalui pendekatan termodinamika. Pemahaman tentang efisiensi energi dan exergi, serta bagaimana kerugian energi dapat dikurangi, merupakan aspek kunci dalam pengembangan teknologi yang lebih baik di masa depan. Dengan semakin meningkatnya perhatian global terhadap energi terbarukan, studi ini memberikan kontribusi signifikan dalam mengarahkan pengembangan PTG yang lebih efisien dan berkelanjutan.
Secara keseluruhan, teknologi Power-to-Gas menunjukkan potensi besar sebagai solusi masa depan dalam integrasi energi terbarukan, penyimpanan energi, dan dekarbonisasi sektor energi. Namun, untuk mencapai potensi maksimalnya, diperlukan penelitian lebih lanjut dan inovasi teknologi yang dapat mengatasi tantangan efisiensi dan ekses energi yang terbuang. Studi ini menyediakan dasar yang kuat untuk langkah-langkah selanjutnya dalam pengembangan teknologi PTG yang lebih baik dan lebih efisien, serta menjadi salah satu pilar penting dalam transisi menuju sistem energi yang lebih berkelanjutan.
