Para peneliti menganalisis potensi global untuk ‘energi emisi negatif’ menggunakan listrik dari sumber terbarukan untuk menghasilkan bahan bakar hidrogen sekaligus menangkap karbon dioksida
Membatasi pemanasan global hingga 2 derajat Celcius tidak hanya akan mengurangi emisi karbon dioksida, tetapi juga menghilangkan karbon dioksida dari atmosfer secara aktif. Kesimpulan ini datang dari Panel Antar Pemerintah tentang Perubahan Iklim yang telah mendorong minat yang meningkat pada “teknologi emisi negatif.”
Sebuah studi terbaru yang diterbitkan di Nature Climate Change mengevaluasi potensi sebuah metode yang baru-baru ini dijelaskan yang menangkap karbon dioksida dari atmosfer melalui proses “elektrogeokimia” yang juga menghasilkan gas hidrogen untuk digunakan sebagai bahan bakar dan menciptakan produk samping yang dapat membantu melawan pengasaman laut, yaitu menurunnya pH air laut di bawah angka normal yang diakibatkan terserapnya karbondioksida di atmosfer.
Penulis pertama Greg Rau, seorang peneliti di Institute of Marine Sciences di UC Santa Cruz, mengatakan teknologi ini secara signifikan memperluas opsi untuk produksi energi dengan emisi negatif.
Proses ini menggunakan listrik dari sumber energi terbarukan untuk elektrolisis air garam sehingga menghasilkan hidrogen dan oksigen, ditambah dengan reaksi yang melibatkan mineral berlimpah secara global untuk menghasilkan larutan yang sangat menyerap dan mempertahankan karbon dioksida dari atmosfer.
Rau dan peneliti lain telah mengembangkan beberapa metode terkait, yang semuanya melibatkan elektrokimia, air garam, dan mineral karbonat atau silikat.
“Ini tidak hanya mengurangi karbon dioksida di atmosfer, tetapi juga menambah alkalinitas pada lautan – melawan pengasaman laut, jadi manfaatnya terdapat dua cabang,” kata Rau. “Prosesnya hanya mengubah karbon dioksida menjadi mineral bikarbonat terlarut, yang sudah berlimpah di lautan dan membantu melawan pengasaman laut.”
Pendekatan emisi negatif yang telah mendapat perhatian paling besar sejauh ini dikenal sebagai “biomass energy plus carbon capture and storage” (BECCS). Di mana melibatkan penanaman pohon atau tanaman bioenergi lainnya (yang menyerap karbon dioksida saat tumbuh), membakar biomassa sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik, menangkap emisi, dan mengubur karbon dioksida terkonsentrasi di bawah tanah.
“BECCS mahal dan sangat mahal. Kami pikir proses elektrokimia dari pembangkitan hidrogen ini menyediakan cara yang lebih efisien dan kapasitas yang lebih tinggi untuk menghasilkan energi dengan emisi negatif,” kata Rau.
Dia dan rekan penulisnya memperkirakan apa yang dapat dilakukan metode elektrogeokimia, rata-rata, meningkatkan pembangkitan energi dan penghilangan karbon lebih dari 50 kali dibandingkan dengan BECCS, dengan biaya yang setara atau lebih rendah. Dia mengakui bahwa BECCS lebih jauh dalam hal implementasi, dengan beberapa pembangkit energi biomassa yang sudah beroperasi. Selain itu, BECCS menghasilkan listrik daripada hidrogen yang lebih jarang digunakan.
“Masalahnya adalah bagaimana memasok biomassa yang cukup dan biaya dan risiko yang terkait dengan menempatkan karbon dioksida terkonsentrasi di dalam tanah dan berharap itu tetap ada,” kata Rau.
Metode elektrogeokimia telah ditunjukkan di laboratorium, tetapi lebih banyak penelitian diperlukan untuk meningkatkannya. Teknologi mungkin akan terbatas pada situs di pantai atau lepas pantai dengan akses ke air laut, energi terbarukan yang melimpah, dan mineral.
Coauthor Heather Willauer di US Naval Research Laboratory memimpin proyek paling canggih dari jenis ini, modul pertukaran elektrolitik yang dirancang untuk menghasilkan hidrogen dan menghilangkan karbon dioksida melalui elektrolisis air laut. Alih-alih kemudian menggabungkan karbon dioksida dan hidrogen untuk membuat bahan bakar hidrokarbon (kepentingan utama Angkatan Laut), proses tersebut dapat dimodifikasi untuk mengubah dan menyimpan karbon dioksida sebagai bikarbonat laut, sehingga mencapai emisi negatif.
“Ini adalah hari-hari awal dalam teknologi emisi negatif, dan kita perlu tetap berpikiran terbuka tentang pilihan apa yang mungkin muncul,” kata Rau. “Kami juga membutuhkan kebijakan yang akan mendorong munculnya teknologi ini.”
