Perpustakaan Digital ITB

Emisi karbon global mencapai 33,1 gigaton CO2 pada tahun 2018, di mana sebagian besar bersumber dari sektor pembangkitan energi. Kondisi ini menimbulkan urgensi transisi menuju energi bersih dan berkelanjutan. Pemerintah Indonesia telah menetapkan komitmen enhanced nationally determined contribution (ENDC) untuk mengurangi emisi gas rumah kaca sebesar 31,89% secara mandiri pada tahun 2030, dan menetapkan target net zero emission (NZE) pada tahun 2060. Dalam konteks ini, pemanfaatan energi terbarukan menjadi strategi utama, khususnya pembangkit listrik tenaga air (PLTA), yang memiliki potensi besar namun belum sepenuhnya dimanfaatkan. Indonesia memiliki potensi energi hidro sebesar 75.000 MW, namun baru sekitar 34.000 MW yang telah dikembangkan. PLTA tipe runof- river (ROR), yang tidak memiliki sistem penyimpanan, sering menghasilkan surplus energi dalam bentuk limpasan saat beban sistem rendah. Energi ini berpotensi digunakan untuk memproduksi hidrogen hijau melalui elektrolisis air, sebagai solusi penyimpanan energi sekaligus pengganti bahan bakar fosil. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi kelayakan teknis dan ekonomi sistem produksi hidrogen hijau yang memanfaatkan surplus energi dari PLTA Bengkulu. Teknologi yang dikaji meliputi alkaline electrolyzer (AE) dan sistem pemurnian air berbasis membran. Analisis dimulai dengan mengidentifikasi surplus energi tahunan akibat rendahnya faktor kapasitas. Nilai surplus energi ini digunakan untuk menentukan kapasitas optimal AE. Proses elektrolisis dimodelkan menggunakan perangkat lunak Aspen Plus untuk memperoleh kebutuhan energi, efisiensi, dan output hidrogen. Di sisi lain, sistem water treatment plant (WTP) disimulasikan dengan WAVE untuk menghasilkan ultrapure water (UPW) standar ASTM tipe I sebagai air umpan untuk AE. Hasil simulasi menunjukkan bahwa sistem AE berkapasitas 20 MW mampu beroperasi optimal selama tujuh bulan penuh dan empat bulan secara parsial, menghasilkan produksi tahunan sebesar 2.309.355 kg H2. Efisiensi sistem mencapai 56,46%, dengan konsumsi energi 57,35 kWh/kg H2 dan kebutuhan air 9,55 liter/kg H2. Sistem pemurnian air dengan konfigurasi UF–RO–IXMB–AOP berhasil menghasilkan UPW yang memenuhi spesifikasi konduktivitas dan kandungan ion, dengan recovery rate sebesar 75,04%. Analisis keekonomian dilakukan menggunakan metode levelized lost of hydrogen (LCOH) yang memperhitungkan CAPEX, OPEX, harga listrik surplus, serta parameter finansial seperti diskonto 8%, pajak 11%, dan degradasi sistem 0,525% per tahun. Nilai LCOH diperoleh sebesar 3,78 USD/kg H? tanpa penyimpanan dan meningkat menjadi 4,42 USD/kg H? jika disertai sistem penyimpanan gas. Skenario sensitivitas menunjukkan bahwa pada CF 100% dengan skema tarif listrik renewable energy certificate (REC), LCOH naik menjadi 4,62 USD/kg H2 akibat meningkatnya harga listrik. Dibandingkan studi di Nepal (4,22–5,72 USD/kg H2) dan Slovenia (3,80 USD/kg H2), nilai LCOH dari studi ini tergolong kompetitif. Dengan pendekatan terpadu antara simulasi teknis dan model keekonomian, penelitian ini memberikan kontribusi terhadap pengembangan hidrogen hijau berbasis PLTA ROR, serta mendukung kebijakan energi bersih nasional.