Di Pabrik Besi Minnesota, Produsen Mengeksplorasi Bahan Bakar Hidrogen Untuk Mengurangi Emisi

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Berita berikut diproduksi oleh Energy News Network bekerja sama dengan KAXE/KBXE, sebuah stasiun radio komunitas nirlaba independen di Minnesota bagian utara.

Pemimpin kemitraan hidrogen regional sedang menjajaki penggunaan sumber bahan bakar baru untuk membantu menjadikan Iron Range di Minnesota sebagai pemimpin dalam produksi baja ramah lingkungan.

“Ya, tentu saja ini memiliki potensi yang besar,” kata Tom Erickson, presiden dan chief operating officer Heartland Hydrogen Hub, salah satu dari tujuh proyek regional baru-baru ini didanai oleh Departemen Energi AS untuk memulai produksi bahan bakar hidrogen. “Penggunaan hidrogen pertama kali dalam industri taconite (pertambangan) hanyalah untuk menghasilkan listrik.”

Pemerintah AS menginvestasikan miliaran dolar untuk mengembangkan pusat produksi hidrogen regional, yang dimaksudkan untuk memacu infrastruktur yang diperlukan guna meningkatkan pasokan dan menurunkan biaya agar dapat layak secara komersial.

Hidrogen hanya mengeluarkan uap air dan udara hangat saat dibakar, namun biasanya dihasilkan dari gas alam dalam proses yang menghasilkan emisi gas rumah kaca yang tinggi. Itu Pusat Hidrogen Heartland akan menggunakan energi terbarukan dan tenaga nuklir untuk mencoba mengurangi dampak iklim, serta biayanya.

Fokus awalnya adalah memasok hidrogen untuk pupuk amonia, namun Erickson mengatakan produksi yang sama juga dapat menggantikan bahan bakar intensif karbon yang digunakan untuk memanaskan dan menggerakkan operasi penambangan taconite di Iron Range.

“Industri tersebut banyak menggunakan gas alam untuk sistem pemanas dan termal, untuk memproduksi pelet,” kata Erickson. “Anda harus merancang (sistemnya) dengan cara yang sedikit berbeda, namun Anda pasti bisa menambahkan tenaga hidrogen ke dalamnya dan mengurangi emisi dari sudut pandang tersebut.”

Memanipulasi molekul

Sebagai unsur paling melimpah di alam semesta, hidrogen secara historis sulit dimanfaatkan menjadi energi. Bencana Hindenburg tahun 1937 adalah contoh terkenal yang menunjukkan kualitas ledakan hidrogen.

“Kamu tidak bisa menambangnya. Anda tidak bisa memasukkan pipa ke dalam tanah, lalu mengangkat hidrogen. Anda harus memproduksinya dari sesuatu yang lain. Itu adalah molekul terkecil, yang paling sulit dijebak,” jelas Erickson. “Ini adalah hal yang paling sulit untuk dilakukan setelah Anda memproduksinya, jadi kami memiliki beberapa hal yang perlu kami selesaikan dan tinggalkan ide-ide inovatif baru untuk benar-benar menurunkan biaya.”

Kebanyakan hidrogen komersial diproduksi saat ini dengan memisahkan atom hidrogen dari metana di bawah panas dan tekanan tinggi, dengan banyak fasilitas industri menggunakan gas alam sebagai sumber metana. Metode ini menghasilkan hidrogen, karbon monoksida, dan karbon dioksida dalam jumlah yang relatif kecil.

Ternyata Minnesota sangat kompetitif dalam pembuatan besi dan baja ramah lingkungan, melebihi negara bagian lain di negara tersebut.

Elektrolisis memisahkan hidrogen dari air menggunakan arus listrik. Metode ini tidak menghasilkan produk sampingan atau emisi apa pun selain oksigen dan hidrogen. Ini adalah fokus utama investasi Departemen Energi pada energi hidrogen.

Proyek Heartland Hydrogen Hub diharapkan dapat mengurangi emisi karbon sekitar 1 juta metrik ton per tahun, setara dengan 220,000 mobil bertenaga bensin.

Erickson – yang juga direktur penelitian eksplorasi di Universitas North Dakota – mengatakan infrastruktur untuk penggunaan hidrogen dalam skala yang lebih luas ada di masa depan.

“Pengiriman – apakah itu kereta api atau kapal yang mengangkut minyak dalam jumlah besar – merupakan target yang lebih besar,” katanya. “Mungkin target yang lebih mudah untuk penerapan bahan bakar hidrogen.”

Erickson, yang kakeknya dan sejumlah kerabat lainnya bekerja di tambang taconite di Iron Range, mengatakan bahwa teknologi untuk memproduksi pelet taconite berkualitas lebih tinggi telah dipelajari di Keewatin, di mana US Steel berencana untuk menginvestasikan $150 juta di pabrik taconite baru yang bermutu lebih tinggi.

“Orang-orang di Range telah melihat (pelet taconite kualitas lebih tinggi) yang dihasilkan dari gas alam, dari gas turunan batu bara, dan tentu saja dari hidrogen,” kata Erickson.

Heartland Hydrogen Hub saat ini sedang dalam tahap pengembangan konsep, dan Erickson mengatakan dia sangat antusias dengan kemajuan teknologi energi untuk masa depan.

“Yang paling membuat saya bersemangat adalah mulai melihat produksi hidrogen dalam skala yang lebih besar,” katanya. “Setelah kita mulai memproduksinya, kita dapat mulai menemukan cara lain untuk memanfaatkan hal-hal yang bermanfaat bagi masyarakat, berbagai cara untuk memanipulasi molekul…. untuk menyediakan energi yang bersih, andal, dan berkelanjutan.”

Merasa panas

Baja dibuat menggunakan banyak panas, dan tanur sembur bertenaga batu bara masih digunakan untuk 57 persen kapasitas pembuatan baja global. Jumlah tersebut merupakan penurunan dari tahun sebelumnya, ketika 67 persen kapasitas baja dunia dibuat menggunakan tanur tinggi – menandai pergeseran menuju teknologi tungku busur listrik di seluruh dunia.

Persediaan Iron Range tiga perempat bijih besi negara itu, dari mana baja dibuat. Produsen baja seperti U.S. Steel dan Cleveland-Cliffs, yang memiliki operasi penambangan di Iron Range, melihat semakin besarnya tekanan dari pemerintah, investor, dan pelanggan untuk mengurangi emisi iklim mereka. Ini bukan hanya potensi peraturan lingkungan hidup di masa depan. Semakin banyak perusahaan yang bersedia membayar mahal untuk baja yang memiliki jejak karbon lebih kecil.

Mengurangi emisi dari pertambangan dan industri berat lainnya diperkirakan akan menjadi tantangan yang lebih besar dibandingkan membersihkan mobil atau pembangkit listrik. Hal ini disebabkan adanya kebutuhan untuk menyalakan tungku berukuran besar dan peralatan lain yang tidak banyak tersedia alternatif listriknya.

Faktor-faktor ini mendorong banyak produsen untuk mengeksplorasi potensi bahan bakar hidrogen. Cleveland-Cliffs, yang memiliki dan mengoperasikan Hibbing Taconite, memilikinya sudah berkomitmen untuk mendanai proyek pembangkit listrik tenaga hidrogen di pabriknya di Toledo. Tanpa modifikasi apa pun pada pabrik tersebut, perusahaan tersebut mengatakan bahwa mereka dapat mengganti hingga 30 persen konsumsi gas alam dengan hidrogen. Dan dengan peningkatan peralatan dan investasi lainnya, jumlah ini bisa meningkat hingga 70 persen, yang berarti 1 juta metrik ton gas rumah kaca setiap tahunnya.

Cleveland-Cliffs juga merupakan bagian dari pusat hidrogen yang didanai pemerintah federal yang berbasis di Indiana utara. Pada bulan Oktober, perusahaan tersebut diakui oleh Departemen Energi AS untuk mengurangi emisi gas rumah kaca lebih dari sepertiganya.

Perusahaan tersebut tidak menanggapi permintaan komentar mengenai dampak upaya pengurangan emisinya bagi Minnesota bagian utara, namun peneliti Rolf Weberg mengatakan industri pertambangan di negara bagian tersebut memiliki posisi yang baik untuk menggunakan bahan bakar hidrogen.

“Ternyata Minnesota memiliki daya saing yang tinggi dalam pembuatan besi dan baja ramah lingkungan, melebihi negara bagian lain di negara ini,” kata Weberg, direktur eksekutif Institut Penelitian Sumber Daya Alam Universitas Minnesota-Duluth. “Kami pada dasarnya memiliki semua sumber daya, termasuk infrastruktur untuk energi masa depan dan akses terhadap air. Semua hal yang perlu Anda miliki untuk pendekatan berbasis hidrogen dalam menyiapkan besi dan baja ramah lingkungan.”

Percakapan seputar masa depan energi hidrogen baru saja dimulai.

“Industri Minnesota telah berinvestasi untuk mempersiapkan hal ini,” kata Weberg. “Ini adalah kesempatan yang menarik untuk diterima oleh Minnesota, dan percakapan baru saja dimulai. Ini adalah peluang untuk benar-benar memimpin upaya di bidang ini, dan juga melakukannya bersama-sama dengan hidrogen ramah lingkungan dan baja ramah lingkungan.”