Terraform memproduksi gas alam netral karbon

 (terraformindustries.wordpress.com)
1 poin oleh GN⁺ 2024-04-05 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Terraform Industries pada 27 Maret 2024 mengoperasikan demonstrator power-to-gas terintegrasi, membuktikan bahwa gas alam sintetis dapat dibuat hanya dari listrik dan udara
  • Sistem ini menggabungkan elektrolisis hidrogen, penangkapan udara langsung (DAC), dan proses metanasi yang dikembangkan sendiri untuk mengubah sinar matahari dan udara menjadi gas alam bebas bahan bakar fosil
  • Dari sisi biaya, perusahaan menyajikan angka kurang dari $2,50 per 1 kg H2 dan kurang dari $250 per 1 ton CO2, dengan acuan listrik DC surya sebesar $20/MWh
  • Reaktor metanasi menghasilkan gas alam grade pipa dengan kandungan lebih dari 97% metana (CH4) dari hidrogen dan CO2, dan dikatakan tidak memakai katalis yang langka atau mahal
  • Terraformer adalah perangkat yang menyatukan tiga proses tersebut menjadi satu pabrik kimia modular, dan perusahaan mulai menerima reservasi Terraformer produksi pertama serta berencana meningkatkan produksi sesuai permintaan

Demonstrator yang membuat gas alam sintetis dari listrik dan udara

  • Setelah 2 tahun pengembangan, Terraform Industries memperoleh hasil pembuktian bahwa gas alam sintetis dapat dibuat dari sinar matahari dan udara
  • Pada 27 Maret 2024, perusahaan melakukan commissioning demonstrator power-to-gas terintegrasi dan memverifikasi konfigurasi yang mengubah listrik dan udara menjadi gas alam murah bebas bahan bakar fosil
  • Tiga subsistem yang dikembangkan sendiri menjadi komponen inti

    • Elektrolisis hidrogen

      • Penangkapan udara langsung (DAC)
      • Metanasi

Arah desain: menyesuaikan proses industri yang ada dengan tenaga surya berbiaya rendah

  • Intinya adalah mengubah proses industri yang sudah tervalidasi agar sesuai dengan listrik tenaga surya berbiaya sangat rendah
  • Untuk mengimbangi rendahnya utilisasi fasilitas, perusahaan secara signifikan menurunkan CAPEX dan mengembangkan proses yang tahan terhadap perubahan daya akibat cuaca, siang-malam, dan musim
  • Penurunan biaya produksi dimungkinkan ketika tiga elemen bekerja bersama
    • Listrik tenaga surya ultra-murah
    • Hidrogen hijau berbiaya rendah
    • Penangkapan CO2 atmosfer berbiaya rendah
  • Tujuannya adalah memproduksi pengganti electrofuel grade komoditas dengan harga yang kompetitif

Biaya hidrogen dan penangkapan CO2

  • Terraform Industries melaporkan kemajuan pada target sebelumnya, yaitu hidrogen hijau yang lebih murah dan CO2 dari penangkapan udara langsung
  • Indikator biaya elektroliser adalah sebagai berikut
    • Biaya produksi H2 saat ini kurang dari $2,50 per 1 kg
    • CAPEX elektroliser kurang dari $100/kW
    • Acuan listrik PV surya DC $20/MWh
    • Memenuhi syarat untuk kredit pajak hidrogen hijau IRA 45V, dengan nilai $3 per 1 kg H2
  • Indikator biaya DAC adalah sebagai berikut
    • Biaya pemekatan CO2 dari atmosfer kurang dari $250 per ton
    • CAPEX DAC kurang dari $600/T-year-CO2

Reaktor metanasi dan konfigurasi Terraformer

  • Reaktor kimia Sabatier multistage buatan sendiri menerima hidrogen dan CO2 sebagai input untuk menghasilkan gas alam grade pipa
  • Gas alam yang dihasilkan memiliki tingkat lebih dari 97% metana (CH4)
  • Reaktor ini tidak menggunakan katalis yang langka atau mahal, dan dikatakan dapat beroperasi stabil selama beberapa jam tanpa data kurasi
  • Terraformer menggabungkan tiga subsistem menjadi satu pabrik kimia modular
  • Perangkat ini dipasang di atas skid dan ditempatkan di samping array PV surya

Metode produksi dan langkah berikutnya

  • Tiga subsistem tersebut dikembangkan dan diproduksi di fasilitas internal di Burbank, California
  • Produksi dan manufaktur internal berkontribusi pada iterasi yang lebih cepat, risiko rantai pasok yang lebih rendah, dan pembuktian model produksi gas alam bebas bahan bakar fosil yang efisien secara biaya
  • Saat ini umat manusia bergantung pada minyak dan gas konvensional setara 100 juta barel per hari, yang menyebabkan emisi sekitar 50 miliar ton CO2 per tahun
  • Terraformer dapat menjadi sumber hidrokarbon terbarukan skala industri yang mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil
  • Perusahaan sedang menerima reservasi untuk Terraformer produksi pertama dan berencana memperluas produksi sesuai permintaan

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-04-05
Komentar Hacker News

  • Dari sudut pandang orang yang mengikuti industri karbon, ini kabar yang cukup menggembirakan. Saya sudah mengamati Terraform Industries selama beberapa waktu, dan saya suka dengan apa yang mereka lakukan
    Mereka tampak seperti salah satu dari sedikit tim yang benar-benar memahami apa yang dibutuhkan untuk beralih ke ekonomi netral karbon. Wawasan inti mereka tentang keekonomian sintesis bahan bakar dari atmosfer juga merupakan ide yang “begitu didengar langsung terasa jelas”. Listrik tenaga surya terus semakin murah, jadi alih-alih memaksimalkan efisiensi pada peralatan mahal, membuat peralatan “tidak efisien” yang murah bisa menurunkan biaya total, dan itu membuka jalan bagi ekspansi skala besar
    Jika tertarik pada bidang ini, tulisan terbaru mereka “Terraformer Environmental Calculus” juga layak dibaca: https://terraformindustries.wordpress.com/2024/02/06/terrafo...

    • Kelihatannya bagus. Hanya saja, saya berharap judulnya adalah gas alam yang dibuat dengan tenaga surya. Banyak hal yang diberi label “netral karbon” ternyata cuma omong kosong dengan “offset” tak berguna yang ditempelkan pada produk petrokimia lama
    • Saya khawatir dengan konsekuensi yang tidak diinginkan. Menyimpan energi surya dalam bentuk metana lalu dengan mudah “mencolokkannya” ke infrastruktur yang sudah ada memang menarik, tetapi pengelolaan kebocoran harus jauh lebih baik
      Saat mengebor minyak, hampir selalu harus melewati lapisan metana bawah tanah yang besar. Karena itu, ketika pipa gas alam sudah jenuh dan tidak bisa mengangkut keluar lagi, lokasi pengeboran akan melepaskan atau membakar metana. Pada saat-saat seperti itu, harga metana bahkan bisa benar-benar negatif, dan tahun ini saya pernah melihat -US$1,20 per MMBtu. Praktis seperti membayar orang lain untuk menyingkirkannya
      Jadi saya khawatir jika metana sintetis baru yang hemat biaya membanjiri pasar, perusahaan pengebor minyak justru akan makin banyak membakarnya
    • Ini arah yang luar biasa. Bukan hanya netral karbon, tetapi suatu hari nanti, jika jaringan listrik dan penyimpanan sudah cukup baik, mungkin juga bisa “mundur” menjadi penangkapan CO2 murni
    • Diskusi lain: https://news.ycombinator.com/item?id=39896560
    • Saya tidak paham ada apa dengan nomor bagian di blog dan infografik itu. Saya benar-benar tertarik dengan isinya, tetapi sulit fokus ketika mulai dari bagian 7, lalu ke 9, ke 13, lalu kembali lagi ke 8

  • Website mereka yang minimalis keren: https://terraformindustries.com/ bahkan memuat persamaan reaksi kimia dalam teks biasa
    “Mengapa website kami seperti ini? Di TI, kami percaya kami bisa mengubah dunia dengan menggantikan produksi hidrokarbon fosil dalam skala global. Seperti website kami, mesin kami juga sederhana sehingga kami bisa membuat jutaan unit secepat mungkin. Website kami mewujudkan komitmen budaya untuk mengalokasikan sumber daya ke tempat pemecahan masalah yang paling penting”

    • Saya terutama suka kalimat ini: “Apakah Anda perekrut yang hebat? Kami menerima banyak inbound. Untuk membantu kami menilai kemampuan Anda menyesuaikan diri dengan kebutuhan kami, kirimkan satu, tepat satu kandidat juara terkuat Anda sebagai contoh representatif dari kemampuan Anda menemukan talenta”
      Sebagai seseorang yang seumur hidup berkecimpung di software HR, ini membuat saya membayangkan sistem papan skor/peringkat agensi yang disesuaikan untuk skenario sekali kesempatan seperti ini. Mungkin kalau Anda memberikan 5 kandidat hebat, setelah itu Anda boleh satu atau dua kali mengirim kandidat gagal
    • Saya coba memperbaiki huruf A pada logonya: https://gist.github.com/smotesko/ac65667cbc748a72ecddb350d69...
    • Pada dasarnya ini https://motherfuckingwebsite.com/
      Tapi ini juga mengingatkan saya pada http://bettermotherfuckingwebsite.com/. Karena elemen gaya sudah ada, menambahkan properti width saja sudah akan membuat keseluruhannya lebih enak dibaca. Diratakan ke tengah akan jauh lebih baik, lalu selesai
    • “Seperti mesin kami, website kami juga terlihat buruk di ponsel”
      Kalau ada orang yang benar-benar meluangkan 5 menit saja, website ini bisa dibuat terlihat layak di perangkat penjelajah web yang paling banyak dipakai di dunia. Itu tetap bisa dilakukan sambil mempertahankan estetika retro yang sok berbudi, tanpa harus mengalihkan sumber daya dari hal seperti “misi inti”
      Jika memang tidak berniat peduli, lebih baik tidak usah punya website sama sekali

  • Sangat menarik bahwa Terraform sudah sampai di titik ini. Saya harap ini benar, dan bukan lelucon April Mop
    Pendiri mereka, Casey Handmer, juga orang yang cukup menarik. Ia turut membantu analisis awal jejak retakan pada gulungan Vesuvius Challenge, dan berkontribusi pada terobosan yang memungkinkan pembacaan kalimat pertama dari gulungan tersebut: https://caseyhandmer.wordpress.com/2023/08/05/reading-ancien...
    Saya juga merekomendasikan membaca lebih banyak tulisan di blog Terraform Industries dan blog pribadi Casey

    • Awalnya saya juga mengira ini lelucon April Mop dari Terraform yang lain
    • Ini tanggal yang agak buruk untuk mengumumkan hal seperti ini. Tentu saja bukan salah mereka, tapi tetap saja

  • Kalau ingin melihat lebih banyak tentang Terraform, saya merekomendasikan video terbaru Jason Carman
    Gambaran umum dan tur sekitar 20 menit: https://www.youtube.com/watch?v=NngCHTImH1g
    Wawancara yang lebih mendalam sekitar 40 menit: https://www.youtube.com/watch?v=ekEdq6PhC0Q

    • Keduanya sangat bagus, dan saya sangat menyarankan semua orang mulai dari video pendeknya lalu menonton keduanya. CEO mereka, Casey, sangat menarik dan menginspirasi

  • Saya penasaran bagaimana kebocoran metana akan ditangani, mengingat ini adalah salah satu sumber besar emisi gas rumah kaca ke atmosfer. Meskipun CO2 diubah menjadi metana, kalau bocor tetap saja itu tidak netral karbon

    • Gas alam sudah disimpan dalam jumlah sangat besar dan diangkut ke seluruh dunia. Kebocoran tampaknya terutama terjadi saat transportasi atau di fasilitas yang dikelola dengan buruk. Menurut saya ini masalah yang bisa diatasi
    • Bukankah metana bereaksi dan hilang dalam periode yang relatif singkat, kira-kira dalam beberapa tahun?
    • Saya juga tadinya ingin mengatakan hal yang sama. Bukankah ini hanya netral karbon jika ada cara untuk menjamin tidak ada kebocoran? Mengubah CO2 menjadi metana justru bisa membuat keadaan lebih buruk dalam praktiknya
    • Mirip dengan itu, kalau gas alam bisa diproduksi dengan cara ini hingga cukup murah, mungkinkah perusahaan memilih begitu saja membuang gas yang keluar saat mereka mengekstraksi bahan bakar fosil lain?

  • Memang mungkin membuat gas alam dari CO2 yang ditangkap dari udara dan hidrogen yang diperoleh lewat elektrolisis air. Tapi kalau begitu, kita harus bertanya mengapa tidak langsung memakai hidrogen saja, alih-alih menanggung inefisiensi dan biaya penangkapan CO2 langsung dari udara serta pembuatan metana
    Jika memang harus membuat bahan bakar sintetis yang mengandung karbon, kenapa metana, bukan metanol atau hidrokarbon yang lebih berat yang lebih mudah disimpan? Atau alih-alih susah payah mengumpulkan CO2 yang sudah teroksidasi penuh dari udara, kenapa tidak memakai hidrogen itu untuk mendeoksigenasi biomassa, termasuk limbah biomassa seperti kertas?

    • Secara umum, salah satu alasan utamanya adalah kita sudah punya infrastruktur untuk memakai metana dan hidrokarbon lain, sementara infrastruktur untuk hidrogen belum ada
      Dan ini juga bukan pilihan biner. Kalau orang menginginkan hidrogen, elektroliser Terraform secara prinsip juga bisa menyediakannya
    • Karena hidrogen tidak ekonomis untuk disimpan dan diangkut. Untuk itu dibutuhkan banyak energi dan infrastruktur
      Kerapatan energinya per kg memang sangat bagus, tetapi berdasarkan volume sangat buruk karena hidrogen adalah molekul paling kecil dan paling ringan. Dalam bentuk cair maupun gas, untuk jumlah energi yang sama volumenya hampir 3 kali lebih besar daripada metana. Jika diangkut sebagai gas terkompresi seperti pasokan untuk mobil hidrogen, volumenya sekitar 18 kali solar. Itu tidak cocok untuk skala seperti memasok bahan bakar ke SPBU
      Bentuk cair memang lebih baik, tetapi tetap sekitar 3 kali metana dan 4~5 kali solar. Untuk menjaga hidrogen tetap cair, biasanya sebagian harus terus dibiarkan mendidih dan terbuang, jadi tidak bisa disimpan lama. Metana punya masalah serupa, tetapi kondisi suhu dan tekanannya jauh kurang ekstrem. Hidrogen cair harus didinginkan hingga beberapa kelvin, dan selama pengangkutan akan ada kehilangan dalam jumlah yang tidak bisa diabaikan
      Karena itu, sebagian besar hidrogen yang diproduksi saat ini dipakai langsung di lokasi untuk membuat hal lain. Memindahkannya hanya menambah biaya dan kompleksitas
      Terraform tampaknya telah membuat kemajuan di sisi elektroliser, tetapi masih terlalu dini untuk bersorak. Gas sintetis mereka masih lebih mahal daripada gas alam dengan selisih satu orde besaran. Nilai jual untuk mengganti bahan bakar kotor yang termasuk paling murah dengan alternatif bersih yang jauh lebih mahal itu terbatas. Proses yang menggunakan karbon hasil tangkapan pun pada akhirnya tetap melepaskan semuanya kembali ke atmosfer. Untuk sebagian besar penggunaan, beralih ke gas sintetis akan masuk ke wilayah rugi besar, dan sebelum itu orang akan meninjau banyak alternatif lain
      Pada kisaran harga yang mereka tunjukkan, hidrogen hijau tampaknya lebih dekat ke tahap di mana layak membayar biaya tambahan untuk menggantikan hidrogen abu-abu dan membersihkan penggunaan hidrogen yang sudah ada. Misalnya untuk produksi pupuk atau proses kimia lain. Memang masih lebih mahal, tetapi subsidi dan insentif bisa menutup selisihnya
    • Poin lain yang diajukan Terraform Industries adalah bahwa membuat gas alam dari tenaga surya bisa menjadi bentuk produksi gas alam termurah
      Dengan melewati industri bahan bakar fosil yang ada, dan menarik hidrokarbon dari udara alih-alih dari tanah, netralitas karbon bisa dipertahankan. Tidak perlu menciptakan ulang seluruh industrinya
    • Orang lain sudah menyinggung bahwa hidrogen mungkin tidak realistis, tetapi arah sebaliknya yaitu metanol atau hidrokarbon yang lebih berat tampak jauh lebih menarik
      Jauh lebih mudah dari sisi penyimpanan dan kerapatan, dan karena disintesis dari komponen atmosfer, kita tidak perlu khawatir terhadap polutan yang menyulitkan penggunaan hidrokarbon berat, terutama senyawa sulfur
      Dalam banyak hal, mungkin yang lebih baik adalah menuju karbon amorf. Jika kita bisa membuat batu bara dari CO2 atmosfer, itu akan menjadi keuntungan besar dari sisi kemudahan transportasi, terutama keamanan dan keandalan
    • Hidrogen jauh lebih sulit disimpan
      Ia mudah merembes keluar dari wadah apa pun, dan jika disimpan dalam logam akan menyebabkan kerapuhan hidrogen. Tampaknya bisa disimpan di tambang garam yang sudah ditinggalkan dan mungkin suatu hari akan dipakai seperti itu, tetapi lokasi seperti itu tidak selalu dekat

  • Di HN, Terraform yang lain lebih sering muncul, jadi judulnya mungkin sebaiknya dibuat “Terraform Industries...”

  • Untuk penggunaan tertentu, adakah situasi di mana mengubah listrik yang merupakan energi bermutu tinggi menjadi energi bermutu lebih rendah seperti bahan bakar cair lebih bernilai daripada langsung mengelektrifikasi penggunaan itu?
    Mengubah listrik menjadi gerak jauh lebih efisien terhadap energi masuk dibandingkan rantai membakar bahan bakar untuk menghasilkan panas, menggerakkan piston lewat pemuaian gas, lalu mengubahnya menjadi putaran. Apa yang saya lewatkan?

    • Listrik pada jam-jam saat matahari bersinar bukanlah energi bermutu tertinggi. California tahun lalu hanya memiliki porsi energi terbarukan 19%, tetapi tetap membuang sekitar 32TWh listrik
      Pada tengah hari di bulan April, bahkan kalau listrik diberikan gratis pun tidak ada yang mau mengambilnya. Fakta ini adalah hambatan besar bagi pembangunan surya baru. Lihat riset akademik seperti “Learning is not enough” tentang topik ini
      Selain itu, kita juga memakai bahan bakar fosil sebagai bahan baku pupuk dan plastik, jadi ada aplikasi power-to-X penting yang tidak terkait dengan pembakaran yang tidak efisien
      Jika kita ingin lepas dari bahan bakar fosil, kemungkinan besar sesuatu seperti Terraform memang perlu ada
    • Bahan bakar kimia jauh lebih mudah disimpan dan diangkut daripada listrik. Baterai berat dan mahal dibanding tangki
      Kelebihan listrik yang muncul seiring waktu pada jaringan dengan pangsa energi terbarukan tinggi pada dasarnya sudah bisa dipastikan dan hampir gratis, jadi kekhawatiran soal efisiensi umumnya menjadi kurang penting
      Daripada membuang kapasitas berlebih, kita bisa membuat bahan bakar kimia dan memakainya nanti sebagai sarana penyimpanan untuk dibakar di pembangkit beban puncak, atau sebagai bahan bakar untuk penggunaan mobilitas yang menuntut kerapatan energi tinggi seperti truk, pesawat, dan kapal
    • Yang Anda lewatkan adalah kerapatan penyimpanan. Bensin dan gas alam berada di kisaran 50MJ/kg, sedangkan baterai lebih dekat ke di bawah 10MJ/kg. Selisih 5 kali lipat inilah yang menghambat pesawat listrik
    • Ini diperlukan untuk memanaskan sangat banyak rumah yang sudah ada lewat pipa gas yang ada sekarang, menjalankan pabrik pupuk dan kimia yang ada, serta pembangkit gas beban puncak/cadangan demi ketahanan sistem
      Penyimpanan gas jauh lebih murah daripada baterai. Sekalipun semua bangunan baru menjadi serba listrik, kita telah membangun infrastruktur yang berpusat pada gas selama puluhan tahun. Mengganti semua boiler rumah di Jerman dengan heat pump dalam 10 tahun tidak akan terjadi
    • Penyimpanan musiman energi kemungkinan besar secara praktis sulit tanpa bentuk bahan bakar. Selain itu juga tidak ada jalur yang mudah untuk mengubah listrik menjadi panas bersuhu tinggi

  • Cukup mengesankan sampai taraf tertentu, tetapi setelah menonton “Natural Gas is Scamming America” dari Climate Town (https://youtu.be/K2oL4SFwkkw) hari ini, seluruh industri gas alam jadi tampak tercemar sampai sulit dipercaya
    Sebenarnya sejak awal saya juga tidak memandangnya positif, tetapi secara keseluruhan gas alam tampak sama berbahaya atau bahkan lebih buruk daripada batu bara dari sudut pandang perubahan iklim. Alasan utamanya adalah kebocoran yang sangat besar, dan energi yang dibutuhkan untuk mengangkut gas alam ke negara lain juga besar
    Gagasan membuat gas alam netral karbon terdengar bagus, tetapi apakah tidak mungkin menghindari penyimpanan energi dalam salah satu gas yang paling kuat memicu perubahan iklim?

    • Pendekatan seperti ini bisa mengurangi kebutuhan pengiriman ke negara lain. Karena bisa dibuat di mana pun diinginkan
      Saat ini kita terikat pada lokasi yang bisa mengekstraksi bahan bakar fosil dari tanah, jadi harus diangkut dari satu tempat ke tempat lain. Ekstraksi dari atmosfer tidak seperti itu
    • Saya juga merasakan hal yang sama. Jika kebocoran metana adalah masalahnya, kebocoran H2 bisa menjadi masalah yang lebih besar. Jauh lebih mudah bocor dan jauh lebih korosif
      https://link.springer.com/article/10.1007/s10311-021-01322-8
      Makalah yang menarik
    • Jika gas alam ditangkap dari atmosfer, kebocoran memang buruk, tetapi bukankah itu tidak lebih buruk daripada sebelum ditangkap?
    • Benar. Selain itu, mereka mengklaim “mudah diangkut”, tetapi jika itu dimasukkan ke dalam sistem yang seperti sekarang secara rutin membocorkan metana, keduanya tampak sulit dipadukan. Mengerikan bagi perubahan iklim
    • Hidrogen hijau dan e-fuel lain adalah upaya untuk menjaga infrastruktur industri gas tetap hidup dan tetap relevan. Jika perhitungannya dibedah, itu sama sekali tidak masuk akal, tetapi terdengar meyakinkan

  • Apakah industri minyak juga akan meniru industri daging, lalu mengatakan bahwa ini sebenarnya gas buatan dan menyesatkan konsumen?