Bisakah Baterai Alir Menurunkan Biaya Listrik Pusat Data AI?

Setelah bertahun-tahun mengalami kelangkaan perangkat keras komputasi seperti GPU dan memori—dan tepat ketika kelangkaan tersebut mulai mereda—muncul hambatan baru yang memperlambat pembangunan pusat data: energi. Gelombang pembangunan pusat data yang baru sangat intensif komputasi sehingga juga mengonsumsi banyak listrik.

Akibatnya, sebagian besar jaringan listrik tidak mampu menampung lonjakan permintaan mendadak hingga beberapa gigawatt ini. Secara teori, energi terbarukan dapat menjadi alternatif, terutama karena biaya tenaga surya dan angin telah turun drastis dalam beberapa tahun terakhir.

Namun, pembangkitan energi terbarukan cenderung tidak stabil, dan tentu saja tenaga surya tidak tersedia pada malam hari. Sementara itu, pusat data AI harus beroperasi terus-menerus dengan tingkat ketersediaan yang sangat tinggi (“lima atau enam angka sembilan”—99,9999%), sehingga kekurangan pasokan listrik sekecil apa pun tidak dapat diterima.

Penyimpanan energi dapat menjadi alternatif, baik untuk menjembatani kekurangan pasokan pada malam hari maupun untuk mengimbangi penurunan produksi saat cuaca kurang cerah. Jika berhasil, jaringan mikro mandiri dapat memasok listrik ke pusat data dan sepenuhnya menghindari hambatan ini.

Sebuah studi baru oleh dua peneliti di Sejong University menganalisis teknologi penyimpanan energi yang paling cocok untuk pusat data AI dengan menggunakan jaringan mikro terbarukan yang tidak terhubung ke jaringan listrik umum.

Mereka menemukan bahwa baterai alir redoks vanadium dapat menjadi pilihan paling cocok untuk kebutuhan ini, meskipun baterai litium-ion tampaknya juga semakin kompetitif seiring meningkatnya beban pusat data. Studi tersebut juga membandingkan pilihan-pilihan ini dengan sistem cadangan berbasis hidrogen dan roda gila.

Mereka menerbitkan temuan tersebut di Journal of Engineering Research¹, dengan judul “Penilaian tekno-ekonomi komparatif teknologi penyimpanan energi dalam jaringan mikro terbarukan di luar jaringan listrik untuk pusat data AI”.

Dahaga AI akan Listrik

Berbeda dengan pusat data generasi sebelumnya, dalam hal konsumsi listrik, pusat data AI lebih menyerupai industri berat. Sebagai contoh, pusat data AI berskala hiperskala dapat membutuhkan kapasitas listrik lebih dari 100 MW, setara dengan konsumsi listrik tahunan sekitar 100.000 rumah tangga. Banyak pusat data terbaru juga menargetkan skala gigawatt, setara dengan konsumsi satu juta rumah tangga atau cukup besar untuk menyerap seluruh daya yang dihasilkan sebuah reaktor nuklir berskala besar.

Karena itu, demi mempertahankan profil ESG mereka, perusahaan hiperskala dan perusahaan teknologi berupaya memperoleh listrik dari sumber rendah karbon.

“Menurut Badan Energi Internasional (IEA), sekitar 50% dari tambahan permintaan listrik oleh pusat data diperkirakan akan dipasok dari energi terbarukan pada 2035. Perusahaan teknologi besar seperti Google dan Microsoft telah mengumumkan target “energi bebas karbon 24/7” untuk 2030, dengan tujuan menyelaraskan konsumsi listrik dengan pembangkitan listrik bebas karbon secara waktu nyata.”

Simulasi Pilihan Penyimpanan Energi

Merancang Pusat Data AI Lepas Jaringan yang Realistis

Studi tersebut mengevaluasi jaringan mikro terbarukan hipotetis untuk pusat data AI yang tidak terhubung ke jaringan listrik umum, dengan menggunakan kondisi regional Taebaek, Korea Selatan. Lokasinya yang bergunung-gunung membantu menjaga suhu rata-rata musim panas sekitar 26,0°C, sementara suhu minimum rata-rata musim dingin sekitar −9,6°C. Kondisi ini mendukung pengurangan kebutuhan pendinginan pusat data.

Keunggulan lain lokasi ini adalah produksi tenaga angin mencapai puncaknya pada musim dingin, ketika produksi tenaga surya menurun, sehingga sistem dapat menyeimbangkan produksi energinya secara musiman.

Sumber: Journal of Engineering Research

Studi ini mempertimbangkan sistem pasokan listrik terpadu yang terdiri atas fotovoltaik (PV), turbin angin, penyimpanan hidrogen, serta tiga pilihan teknologi sistem penyimpanan energi (ESS): baterai litium-ion, baterai alir redoks vanadium (VRFB), dan roda gila.

Subsistem penyimpanan energi hidrogen yang terdiri atas elektroliser, tangki H₂, dan sel bahan bakar disertakan untuk menyediakan penyimpanan jangka panjang dan memanfaatkan kelebihan listrik terbarukan.

Sumber: Journal of Engineering Research

Perangkat lunak optimasi jaringan mikro HOMER Pro digunakan untuk mengoptimalkan ukuran komponen dan membandingkan kinerja ekonomi berbagai konfigurasi sistem berbasis ESS.

Merancang Simulasi yang Akurat

Secara umum, pusat data memiliki pola beban dasar yang relatif stabil sepanjang tahun karena server, sistem pendingin, dan infrastruktur kelistrikan pendukung beroperasi terus-menerus untuk menjaga layanan tetap berjalan tanpa gangguan. Untuk memperhitungkan variasi terbatas dalam kondisi operasi sebenarnya, diterapkan fluktuasi beban per jam sebesar ±5% dan fluktuasi harian sebesar ±3%.

Sumber: Journal of Engineering Research

Dari sisi keuangan, masa proyek ditetapkan 25 tahun, tingkat inflasi yang diperkirakan sebesar 2,0%, dan tingkat diskonto nominal sebesar 2,5%, sehingga tingkat diskonto riil dihitung sebesar 0,49%.

Biaya modal, penggantian, serta operasi dan pemeliharaan (O&M) untuk setiap sistem penyimpanan energi (ESS) divariasikan secara bersamaan menjadi 80%, 100%, dan 120% dari nilai dasarnya, lalu sistem dioptimalkan ulang untuk setiap kondisi.

Sebagai pendekatan untuk menggambarkan peningkatan kinerja pendinginan, dievaluasi skenario sederhana peningkatan efisiensi pendinginan dengan mengurangi total kebutuhan listrik fasilitas sebesar 5% untuk pusat data berkapasitas 1 MW.

Setiap sistem penyimpanan energi yang dipilih untuk desain potensial memiliki keunggulan tersendiri:

• Li-ion memiliki efisiensi tinggi dan respons cepat untuk penyeimbangan beban berdurasi pendek hingga menengah.
• VRFB paling unggul dalam hal kapasitas daya dan energi yang dapat ditingkatkan secara terpisah, serta cocok untuk penyimpanan berdurasi panjang dan operasi dengan siklus pengosongan dalam berulang.
• Roda gila menawarkan respons cepat dengan daya tinggi dan kemampuan penyimpanan berdurasi pendek.

Kekurangan kapasitas tahunan maksimum dibatasi hingga 2%. Kebutuhan cadangan operasi ditetapkan sebesar 10% dari beban saat ini, 80% dari keluaran PV, dan 50% dari keluaran tenaga angin.

Ini adalah perbandingan pada tahap perencanaan, bukan demonstrasi keandalan untuk operasi yang sangat penting. Permintaan listrik tahunan yang tidak terpenuhi mencapai 1,18% untuk baterai litium-ion, 0,684% untuk VRFB, dan 0,588% untuk roda gila. Persentase ini mengukur energi yang tidak terpenuhi, bukan waktu henti, sehingga tidak dapat langsung dikonversi menjadi angka ketersediaan. Model ini juga menggunakan profil beban yang disederhanakan, alih-alih secara eksplisit menyimulasikan pemanfaatan GPU dan kebutuhan pendinginan yang dinamis.

Menemukan Kombinasi Mikrogrid Terbarukan yang Ideal

Dalam analisis konfigurasi litium-ion, susunan yang menggunakan baterai ini beserta sistem hidrogen lengkap merupakan pilihan paling ekonomis.

“Untuk skenario Li-ion, sistem optimal terdiri atas PV berkapasitas 4443 kW, lima unit WT, elektroliser 500 kW, tangki penyimpanan hidrogen 500 kg, FC 2000 kW, konverter 1284 kW, dan kapasitas baterai 14.600 kWh.”

Sumber: Journal of Engineering Research

Kapasitas roda gila yang terbatas menjadi masalah. Hal ini mengharuskan desain mengandalkan pembangkit energi terbarukan dan subsistem hidrogen untuk menyeimbangkan pasokan dalam jangka panjang. Karena itu, dibandingkan dengan opsi litium, sistem ini memerlukan elektroliser 7000 kW dan tangki H₂ berkapasitas 7000 kg, sehingga skala keseluruhan sistem untuk komponen hidrogen meningkat drastis hingga 12 kali lipat.

Hal ini sangat berbeda dengan baterai aliran redoks vanadium. Konfigurasi VRFB yang ideal menggabungkan kapasitas penyimpanan energi yang jauh lebih besar (35.271 dibandingkan 14.600 kWh) dengan kapasitas sel bahan bakar (FC) yang lebih kecil (500 dibandingkan 2000 kW).

Perubahan ini dimungkinkan oleh kemampuan baterai aliran redoks untuk menyimpan energi lebih lama daripada baterai litium-ion. Dengan demikian, baterai ini mengambil alih sebagian peran hidrogen dan mengurangi kebutuhan akan elektroliser serta sel bahan bakar berkapasitas besar.

Hasilnya, sistem VRFB memiliki biaya energi tersetarakan (LCOE) terendah, yaitu 0,1427 $/kWh, dibandingkan dengan Li-ion (0,2106 $/kWh) dan roda gila (0,3721 $/kWh).

Biaya keseluruhan yang rendah ini didukung oleh kinerja konfigurasi VRFB yang lebih unggul dalam semua aspek operasi. Konfigurasi ini memiliki biaya awal, biaya penggantian, biaya operasi dan pemeliharaan (O&M), serta biaya operasi tahunan paling rendah.

Sumber: Journal of Engineering Research

Berapa Biayanya?

Untuk sistem berbasis VRFB yang optimal, total Biaya Kini Bersih (NPC)

sistem tersebut adalah $29.135.914. Komponen terbesarnya adalah turbin angin, senilai $13.460.283, disusul baterai aliran redoks vanadium ($7.396.824) dan panel surya ($5.613.025).

Dalam desain ini, turbin angin menyumbang 80,4% dari total pembangkitan listrik dan menjadi sumber energi utama, sedangkan PV menyumbang 18,8% dan berperan sebagai pelengkap.

Pembangkitan listrik dari sel bahan bakar hidrogen kurang dari 1% dan sebagian besar berfungsi sebagai cadangan.

“Meskipun sangat bergantung pada WT, ketahanan sistem didukung oleh saling melengkapinya PV dan WT secara musiman serta penggunaan gabungan ESS dan subsistem hidrogen, yang membantu mengimbangi fluktuasi jangka pendek dan kekurangan pembangkitan energi terbarukan yang berkepanjangan.”

Hal yang Perlu Diperhatikan Investor

Selama bertahun-tahun, skala ekonomi dalam produksi baterai litium-ion menjadikan teknologi ini pilihan utama untuk menerapkan sistem penyimpanan energi dengan cepat.

Namun, litium-ion pada dasarnya dirancang untuk menghasilkan kepadatan energi tinggi dalam ukuran dan bobot terbatas. Ukuran dan bobot bukan pertimbangan penting untuk penyimpanan energi stasioner, baik untuk menstabilkan jaringan listrik maupun untuk mikrogrid terisolasi.

Sebaliknya, kemampuan menyimpan energi dalam waktu lama, biaya modal yang lebih rendah, dan umur pakai yang lebih panjang akan memengaruhi total LCOE dan keekonomian sistem, sehingga kimia baterai alternatif berpeluang bersaing.

Selain itu, desain baterai alternatif ini belum diproduksi secara massal dalam skala besar. Artinya, LCOE kemungkinan akan terus turun seiring dengan meningkatnya volume produksi.

Untuk aplikasi selain rumah dan kendaraan listrik, kimia baterai baru seperti baterai aliran redoks vanadium dapat menjadi teknologi berikutnya yang berkembang, seiring tren menyesuaikan penyimpanan dengan kebutuhan aplikasi, alih-alih berasumsi bahwa satu jenis kimia baterai akan mendominasi.

Hal ini dapat menjadi investasi yang menguntungkan jika investor memilih perusahaan yang tepat dengan teknologi yang tepat, terutama karena pembangunan pusat data AI sangat membutuhkan pilihan yang lebih baik untuk mengamankan pasokan energi.

Meski demikian, investor perlu menyadari bahwa ada banyak jenis kimia baterai alternatif selain litium-ion, bukan hanya baterai aliran redoks vanadium, seperti yang dibahas dalam laporan kami tentang topik ini. Selain itu, perhitungan dalam studi tersebut memberikan hasil optimal ketika pasokan energi terbarukan sebagian besar berasal dari tenaga angin. Bauran yang lebih mengutamakan tenaga surya mungkin menghasilkan temuan berbeda dan lebih mendukung jenis sistem penyimpanan energi lainnya.

Berinvestasi pada Baterai Aliran

Invinity Energy Systems

Invinity Energy Systems, yang dibentuk pada 2020 melalui penggabungan redT Energy dan Avalon Battery, merupakan produsen global terkemuka baterai aliran vanadium untuk jaringan listrik (VFB).

Berkat desainnya yang lebih kokoh (masa operasi lebih dari 30 tahun), VFB perusahaan ini menghasilkan total energi sepanjang masa pakainya sebesar 3,8 kali lipat dibandingkan baterai litium-ion.

Baterai ini juga memiliki masa pakai yang sesuai dengan instalasi tenaga surya dan angin, sehingga menjadi pasangan alami untuk produksi energi terbarukan.

Sumber: Invinity

Daya tahan ini berasal dari cara kerja baterai, yang menggunakan reaksi cairan yang sepenuhnya dapat dibalik. Dengan demikian, sistem ini tidak memiliki titik kegagalan yang terdapat pada baterai litium-ion: tidak ada pengendapan litium, dendrit, atau perubahan fase. Keamanannya juga jauh lebih tinggi karena sama sekali tidak ada risiko reaksi termal tak terkendali, tidak ada pelepasan gas klorin, dan tidak ada risiko peristiwa termal akibat korsleting.

Secara keseluruhan, perusahaan ini telah menggelar kapasitas baterai sebesar 9 GW di seluruh dunia dalam lebih dari 90 proyek, termasuk fasilitas baterai aliran terbesar di Kanada, Chappice Lake Solar & Storage Project berkapasitas 8,4 MWh di Alberta; sistem baterai aliran vanadium VS3 berkapasitas 20,7 MWh di Copwood VFB Energy Hub di East Sussex, Britania Raya; serta penjualan mendatang baterai aliran vanadium Endurium mereka berkapasitas 43 MWh kepada Dairyland Power Cooperative.

Ke depannya, proyek terbesar perusahaan sejauh ini adalah FlexBase Laufenburg di Swiss, dengan kapasitas baterai 1,5 GWh yang direncanakan meningkat hingga 2,1 GWh pada tahap-tahap berikutnya.

Namun, investor perlu menyadari bahwa perusahaan ini masih merupakan perusahaan rintisan yang sangat muda dan membutuhkan pendanaan tambahan untuk mengembangkan usahanya.

Hal ini secara signifikan mengakibatkan harga saham anjlok 38% saat perusahaan mengumumkan penggalangan dana sebesar £25 juta untuk memperkuat modal kerja dan mempercepat pengembangan produk (£10 juta dari penempatan saham kepada investor institusi, £12,2 juta dari National Wealth Fund, dan £2,8 juta dari penawaran ritel). Kejatuhan harga ini terjadi karena saham baru ditawarkan seharga 10p, dengan diskon 43% dibandingkan harga perdagangan saat itu.

Untuk meningkatkan profitabilitas dan mengurangi kebutuhan penggalangan modal di masa mendatang, perusahaan menargetkan penurunan biaya sebesar 66% pada 2030, dengan sebagian besar penghematan ini diperkirakan sudah terwujud pada akhir 2027.

Sumber: Invinity

Karena itu, investor perlu menilai valuasi perusahaan dengan saksama dan mempertimbangkan apakah kejatuhan harga pada Oktober 2026 merupakan peluang untuk membeli dengan harga diskon atau tanda bahaya yang serius.

(Anda juga dapat membaca artikel kami “10 Saham Baterai Teratas untuk Diinvestasikan” untuk pilihan investasi alternatif di bidang ini)

Berita dan Perkembangan Terbaru Saham Invinity Energy Systems (IES)

Studi yang Dirujuk

^{1. Jimin Hong dan Yosoon Choi. Perbandingan penilaian tekno-ekonomi teknologi penyimpanan energi dalam mikrogrid terbarukan di luar jaringan untuk pusat data AI. Journal of Engineering Research. 19 Oktober 2026. 10.1016/j.jer.2026.10.038}