Para ilmuwan telah menemukan bahwa bebatuan kuno di Kanada secara alami melepaskan gas hidrogen, memberikan bukti baru bahwa Bumi sendiri mungkin mengandung sumber energi bersih yang signifikan dan belum dimanfaatkan.
Para peneliti dari Universitas Toronto dan Universitas Ottawa mempelajari Canadian Shield, wilayah luas yang menjadi rumah bagi beberapa formasi batuan tertua di planet ini. Untuk pertama kalinya, mereka secara langsung mengukur kebocoran hidrogen dari batuan berusia miliaran tahun ini, melacak akumulasinya dari waktu ke waktu, dan memetakan di mana gas tersebut terkonsentrasi.
Hasilnya, dipublikasikan di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasionaldapat membantu menentukan apakah hidrogen alami atau hidrogen “putih” dapat menjadi sumber energi yang praktis dan ekonomis. Karya ini juga menyajikan strategi eksplorasi hidrogen baru yang dapat mendukung upaya mengurangi emisi gas rumah kaca dan memperluas pilihan energi ramah lingkungan.
Aliran hidrogen diukur dalam pengeboran pertambangan Ontario
Para peneliti mengumpulkan data dari tambang aktif di dekat Timmins, Ontario. Mereka menemukan bahwa lubang bor yang digali ke dalam batu melepaskan rata-rata 0,008 ton hidrogen setiap tahun, atau sekitar 8 kilogram, atau setara dengan berat aki mobil pada umumnya. Menurut penelitian, gas dapat terus mengalir setidaknya selama satu dekade.
Jika diperluas ke hampir 15.000 lubang bor di lokasi tersebut, perkiraan produksi hidrogen melebihi 140 ton per tahun. Tim menghitung bahwa jumlah ini dapat menghasilkan sekitar 4,7 juta kilowatt energi per tahun dari satu lokasi, cukup untuk memenuhi kebutuhan energi tahunan di lebih dari 400 rumah.
“Data dari studi ini menunjukkan bahwa ada peluang penting yang belum dimanfaatkan untuk mengakses sumber energi domestik yang hemat biaya yang dihasilkan dari batuan di bawah kaki kita,” kata Profesor Universitas Barbara Sherwood Lollar dari Departemen Ilmu Bumi di Fakultas Seni dan Sains di Universitas Toronto, penulis utama studi ini. “Selain itu, hal ini menyediakan sumber daya ‘buatan Kanada’ yang mungkin dapat mendukung pusat industri lokal dan regional dan mengurangi ketergantungan mereka pada bahan bakar hidrokarbon impor.”
Mengapa hidrogen alami itu penting
Hidrogen telah memainkan peran utama dalam perekonomian global, bernilai sekitar $135 miliar. Ini banyak digunakan dalam pembuatan pupuk, penting untuk pertanian dan produksi pangan global. Hidrogen juga penting dalam produksi metanol dan pembuatan baja.
Saat ini, sebagian besar hidrogen diproduksi melalui metode industri yang mengandalkan bahan bakar fosil seperti minyak, gas alam, dan batu bara. Proses-proses ini memerlukan energi dalam jumlah besar dan melepaskan karbon monoksida dan CO2. Bahkan “hidrogen hijau”, yang dihasilkan dari energi terbarukan, masih mahal dan boros energi, serta memerlukan infrastruktur transportasi dan penyimpanan.
Namun hidrogen alami kurang mendapat perhatian. Hingga saat ini, sebagian besar penelitian berfokus pada perannya dalam ekosistem mikroba bawah permukaan dan potensi pentingnya bagi astrobiologi dan eksplorasi ruang angkasa. Perkiraan potensi energinya sebagian besar bersifat teoretis karena para ilmuwan tidak memiliki pengukuran langsung dan jangka panjang dari lokasi nyata.
Studi baru ini mengubah hal tersebut dengan mendokumentasikan pelepasan hidrogen berkelanjutan selama bertahun-tahun.
Batuan purba secara alami menghasilkan hidrogen
“Hidrogen alami dihasilkan dari waktu ke waktu melalui reaksi kimia bawah tanah antara batuan dan air tanah dari batuan tersebut,” jelas Sherwood Lollar. “Kanada beruntung karena sebagian besar wilayahnya, khususnya di Perisai Kanada, mengandung batuan dan mineral yang diperlukan untuk menghasilkan hidrogen alami ini.”
Para peneliti mengatakan Kanada mempunyai peluang unik untuk memproduksi hidrogen yang lebih bersih dan berpotensi lebih murah tanpa bergantung pada hidrokarbon. Mereka juga mencatat bahwa batuan penghasil hidrogen serupa juga terdapat di banyak negara lain, sehingga menunjukkan bahwa pendekatan ini pada akhirnya dapat digunakan di seluruh dunia.
Konsentrasi hidrogen alami terbesar terjadi di wilayah geologi yang sudah terkait dengan aktivitas pertambangan Kanada. Ini termasuk Ontario Utara, Quebec, Nunavut dan Wilayah Barat Laut.
“Hubungan yang umum adalah batuan,” kata Oliver Warr, salah satu penulis studi dan asisten profesor di Departemen Ilmu Bumi dan Lingkungan di Universitas Ottawa. “Hidrogen alami diproduksi di batuan yang sama dengan tempat ditemukannya deposit nikel, tembaga, dan intan Kanada dan saat ini sedang dieksplorasi untuk mineral penting seperti litium, helium, kromium, dan kobalt. Lokasi sumber daya pertambangan serta produksi dan penggunaan hidrogen mengurangi kebutuhan akan rute transportasi yang panjang ke pasar, penyimpanan hidrogen, dan pembangunan infrastruktur hidrogen yang besar.
Potensi manfaat bagi pertambangan dan masyarakat utara
Penulis studi tersebut yakin hidrogen alami dapat membantu mengurangi biaya dan emisi karbon dari sektor pertambangan Kanada. Hidrogen yang diproduksi di dekat operasi penambangan dapat menyediakan sumber energi lokal tanpa memerlukan sistem transportasi baru yang besar.
Para peneliti juga berpendapat bahwa masyarakat di wilayah utara, yang seringkali menghadapi biaya transportasi bahan bakar yang tinggi, dapat memperoleh manfaat dari sumber daya hidrogen di dekatnya. Menggunakan hidrogen yang bersumber secara lokal dapat mengurangi biaya energi sekaligus mengurangi ketergantungan pada bahan bakar impor.
“Ada perlombaan global untuk meningkatkan ketersediaan hidrogen guna melakukan dekarbonisasi dan mengurangi biaya ekonomi hidrogen saat ini,” kata Sherwood Lollar. “Kami sekarang lebih memahami kelayakan ekonomi sumber daya ini, yang dapat dipetakan ke cadangan hidrogen di seluruh dunia, yang sudah diketahui namun belum ditemukan.”
