Lompat ke konten utama
Cari

Teknologi sel bahan bakar karbonat canggih dalam penangkapan dan sekuestrasi karbon

Memajukan teknologi yang ekonomis dan berkelanjutan untuk menangkap karbon dioksida dari sumber emisi besar seperti pembangkit listrik adalah bagian penting dari rangkaian riset ExxonMobil dalam mengupayakan emisi rendah untuk mengurangi risiko perubahan iklim. 

Penangkapan dan sekuestrasi karbon (carbon capture and sequestration, CCS) adalah proses penangkapan karbon dioksida yang dapat lepas ke udara, dimampatkan dan diinjeksikan ke dalam formasi geologis bawah tanah untuk disimpan secara permanen. ExxonMobil adalah pemimpin di bidang aplikasi CCS dengan pengalaman luas selama tiga dekade terakhir dengan semua teknologi komponennya, termasuk keikutsertaan dalam beberapa proyek injeksi karbon dioksida. Pada 2015 ExxonMobil menangkap 6,9 ton karbon dioksida untuk disimpan – setara dengan penghilangan emisi tahunan gas rumah kaca dari 1 juta lebih kendaraan penumpang.

Karena kami percaya bahwa peluang terbesar untuk penerapan CCS skala besar di masa mendatang terdapat di sektor pembangkitan tenaga gas alam, ExxonMobil, dengan mitra FuelCell Energy, Inc., mengembangkan teknologi baru yang dapat secara tajam meningkatkan efisiensi, efektivitas, dan keterjangkauan CCS untuk pembangkit listrik bertenaga gas alam. Agar dapat mengurangi emisi gas rumah kaca secara bermakna, diperlukan berbagai macam solusi, dan ExxonMobil percaya bahwa CCS berpotensi untuk berperan penting dalam mengelola emisi.

Teknologi sel bahan bakar karbonat: lebih efisien, lebih banyak daya, dan lebih sedikit karbon dioksida

Para ilmuwan ExxonMobil telah mengembangkan teknologi baru yang dapat mengurangi biaya terkait proses CCS saat ini dengan meningkatkan jumlah listrik yang diproduksi pembangkit listrik sekaligus mengurangi emisi karbon dioksida secara signifikan. Inti teknologi ExxonMobil adalah sel bahan bakar karbonat.

Tes laboratorium menunjukkan bahwa integrasi unik sel bahan bakar karbonat dan pembangkitan listrik gas alam berhasil menangkap karbon dioksida secara lebih efisien dibandingkan dengan teknologi penangkapan konvensional saat ini. Dalam proses penangkapan konvensional, suatu bahan kimia bereaksi dengan karbon dioksida, mengekstraksinya dari gas buang pembangkit listrik. Kemudian digunakan uap untuk melepaskan karbon dioksida dari bahan kimia itu – uap air yang seharusnya digunakan untuk menggerakkan turbin, sehingga mengurangi jumlah daya yang dapat dihasilkan turbin.

Penggunaan sel bahan bakar untuk menangkap karbon dioksida dari pembangkit listrik menghasilkan pemisahan karbon dioksida yang lebih efisien dari gas buang pembangkit listrik, tetapi dengan keluaran listrik yang lebih tinggi. Gas buang pembangkit listrik diarahkan ke sel bahan bakar, menggantikan udara yang biasanya digunakan bersama dengan gas alam selama proses pembangkitan daya sel bahan bakar. Saat sel bahan bakar menghasilkan daya, karbon dioksida menjadi lebih pekat, sehingga dapat ditangkap dari gas buang sel secara lebih mudah dan lebih terjangkau, untuk kemudian disimpan. Riset ExxonMobil menunjukkan bahwa pembangkit listrik biasa berkapasitas 500 megawatt (MW) yang menggunakan sel bahan bakar karbonat dapat menghasilkan daya tambahan hingga 120 MW, sementara teknologi CCS saat ini mengonsumsi daya sekitar 50 MW.

Riset ExxonMobil menunjukkan bahwa dengan menerapkan teknologi ini, lebih dari 90 persen emisi karbon dioksida pembangkit listrik gas alam dapat ditangkap. Gas alam sudah menjadi sumber energi utama yang paling rendah jejak karbonnya.

Selain itu, teknologi sel bahan bakar karbonat berpotensi untuk menghasilkan hidrogen berjumlah besar. Berdasarkan simulasi, teknologi baru ini dapat memproduksi hingga 4,2 juta meter kubik hidrogen per hari selagi menangkap karbon dioksida dari pembangkit listrik berkapasitas 500 MW. Sebagai gambaran, pabrik hidrogen reformasi metana uap berskala dunia memproduksi sekitar 3,5 juta meter kubik per hari. Selain itu, gas sintesis, atau syngas, yang terdiri atas hidrogen dan karbon monoksida, dapat diproduksi lalu ditingkatkan menjadi produk berguna lainnya seperti metanol, olefin, atau hidrokarbon berbobot molekul lebih tinggi untuk bahan bakar transportasi atau pelumas.

Langkah selanjutnya dalam pengembangan

ExxonMobil telah mengevaluasi sejumlah teknologi penangkapan karbon selama beberapa tahun dan meyakini bahwa teknologi sel bahan bakar karbonat berpotensi besar. Kemampuan teknologi ini telah diperagakan di laboratorium, dan data dari simulasi tersebut saat ini sedang dianalisis. Pengembangan lebih lanjut akan melibatkan penelaahan yang lebih mendetail atas setiap komponen sistem, dan optimalisasi sistem secara keseluruhan.

Ruang lingkup perjanjian antara ExxonMobil dan FuelCell Energy, Inc. awalnya akan berfokus untuk lebih memahami sains yang mendasari sel bahan bakar karbonat dan cara meningkatkan efisiensi dalam memisahkan dan memekatkan karbon dioksida dari gas buang turbin pembangkit listrik bertenaga gas alam.

Pada bulan Oktober 2016, FuelCell Energy dan ExxonMobil mengumumkan pemilihan lokasi untuk menguji teknologi penangkapan karbon sel bahan bakar baru yang sedang dikembangkan oleh berbagai perusahaan. Stasiun Pembangkit Listrik The James M. Barry, sebuah pembangkit listrik 2,7 gigawatt tenaga campuran batubara dan gas yang dioperasikan oleh Southern Company anak perusahaan Alabama Power, akan menjadi tuan rumah dalam pengujian pabrik percontohan teknologi tersebut, yang menggunakan sel bahan bakar karbonat untuk memekatkan dan menangkap aliran karbon dioksida dari pembangkit listrik. Pengujian tersebut akan menunjukkan penangkapan karbon dari pembangkit listrik tenaga gas alam di bawah perjanjian antara Fuel Cell Energy dan ExxonMobil yang diumumkan pada bulan Mei, dan dari pembangkit listrik tenaga batubara di bawah sebuah perjanjian yang diumumkan sebelumnya antara FuelCell Energi dan Departemen Energi Amerika Serikat.  Solusi penangkapan karbon sel bahan bakar ini secara substansial dapat mengurangi biaya dan menghasilkan cara yang lebih ekonomis dalam penangkapan dan sekuestrasi karbon dalam skala besar secara global.

Tutup