Mengelektrifikasi Langit – Kapan EV Udara Akan Terwujud?

Kendaraan listrik berbasis darat sedang menjadi tren sekarang. Seperti yang telah kami bagikan sebelumnya, penjualan EV global mencapai hampir 14 juta tahun lalu, membawa armada listrik global menjadi 40 juta pada 2023.

Tapi bagaimana dengan langit? Apakah ada kemajuan yang dibuat untuk EV udara? Sebenarnya ada, tetapi mereka masih belum sepopuler atau seluas diadopsi seperti EV di jalan.

Sebelum kita menyelami keadaan kemajuan mereka, mari kita lihat dulu apa itu. Kendaraan listrik udara hanyalah pesawat terbang yang menggunakan tenaga listrik. Mereka mencakup kendaraan udara berawak maupun tak berawak, yang lepas landas dan mendarat secara vertikal.

Mengingat bahwa penerbangan bertanggung jawab atas 3,5% perubahan iklim dan pada tahun 2021, Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) mengeluarkan standar emisi gas rumah kaca khusus untuk pesawat, kini terdapat minat yang meningkat terhadap EV udara.

Alih-alih menggunakan bahan bakar fosil, pesawat ini berjalan dengan listrik, yang menurut Mogale Modisane, perwakilan World Energy Council PBB, mencatat:

“Tidak hanya membuat penerbangan lebih berkelanjutan tetapi juga secara drastis mengurangi polusi suara dan emisi karbon yang dihasilkan oleh pesawat.”

Motor EV udara ditenagai oleh paket baterai yang memungkinkan “perjalanan yang lebih tenang dan lebih halus dibandingkan dengan rekan berbahan bakar fosilnya,” tambah Modisane.

Kedatangan Mobilitas Udara Perkotaan

Salah satu contoh utama mode transportasi udara baru ini adalah eVTOL, yaitu pesawat lepas landas dan mendarat vertikal listrik. Jadi, mereka bukan sekadar pesawat; mereka dapat berupa drone pengantar hingga taksi udara perkotaan.

Ketika berbicara tentang mobilitas udara perkotaan (UAM), pesawat listrik ini termasuk inovasi yang sangat dekat menjadi kenyataan. Diperkirakan ribuan eVTOL dapat terbang pada akhir dekade ini.

Diyakini sebagai terjangkau, tenang, aman, dan ramah lingkungan, Anda mungkin dapat terbang dengan salah satunya dalam beberapa tahun ke depan, sebenarnya.

Timur Tengah, khususnya, menjadi salah satu wilayah dengan pertumbuhan tercepat untuk operasi eVTOL. Di sini, UAE dan Arab Saudi berada di garis depan perjalanan udara masa depan.

Pembuat eVTOL asal AS, Joby, telah menandatangani kesepakatan dengan Otoritas Jalan dan Transportasi (RTA) Dubai untuk meluncurkan layanan taksi udara pada 2026, dengan operasi awal dimulai tahun depan. Penyedia eVTOL AS lainnya, Archer Aviation (ACHR ), telah menandatangani perjanjian dengan Abu Dhabi untuk memulai operasi taksi udara listrik di seluruh Emirat pada akhir 2025.

Sementara itu, produsen China EHang telah menyelesaikan penerbangan demo pertama yang membawa penumpang dengan EH216‑S, sebuah pesawat eVTOL tanpa pilot, di Abu Dhabi awal tahun ini.

Menurut pakar McKinsey, pada 2030, perusahaan terkemuka di industri AAM penumpang dapat menawarkan lebih banyak penerbangan harian yang lebih pendek dan dengan lebih sedikit penumpang di dalamnya dibandingkan maskapai terbesar di dunia.

Dengan latar belakang ini, Federal Aviation Administration (FAA) AS mengeluarkan aturan final minggu lalu untuk mengoperasikan taksi udara. FAA menyatakan bahwa taksi udara termasuk dalam kategori Advanced Air Mobility (AAM). Mereka sangat otomatis, ditenagai listrik, dan memiliki kemampuan lepas landas serta mendarat vertikal, jelasnya agensi.

Juga dianggap sebagai kendaraan ‘power‑lift’, mereka memiliki elemen pesawat dan helikopter, kata FAA. Sementara mereka akan memulai dengan menggunakan jalur perjalanan dan struktur pendaratan yang saat ini dipakai helikopter, aturan baru akan memungkinkan pilot berlatih dengan satu set kontrol penerbangan.

Pesawat power‑lift, kata Administrator FAA Mike Whitaker, adalah “kategori pesawat baru pertama dalam hampir 80 tahun,” dan aturan baru akan membuka pintu bagi dukungan operasi AAM yang meluas di AS.

Untuk memajukan sektor ini, bulan lalu FAA memberikan hibah $3,34 juta kepada Wright Electric bersama mitranya, termasuk NASA, DOE, dan DOD, di bawah program Fueling Aviation’s Sustainable Transition (FAST). Melalui hibah ini, FAA bertujuan mengembangkan kelas baru baterai untuk pesawat listrik besar yang dapat menampung lebih dari 100 penumpang, yang menyumbang lebih dari 90 % emisi karbon industri dirgantara.

Membuka Jalan Baru

Seiring perlombaan untuk mendekarbonisasi industri penerbangan memanas, perusahaan kini bekerja menemukan cara agar pesawat penumpang beroperasi sepenuhnya dengan tenaga listrik.

E9X adalah pesawat listrik yang baru dirancang, yang konsepsinya dikembangkan oleh startup penerbangan Elysian dan Delft University of Technology di Belanda. Pesawat ini dapat menampung lebih banyak penumpang (90) dan terbang lebih jauh (hingga 500 mil) dengan satu kali pengisian dibandingkan yang sebelumnya dianggap mungkin.

Perkiraan ini berdasarkan paket baterai teoretis 360 watt‑jam per kilogram. Sebagai perbandingan, baterai Tesla (TSLA ) memiliki kepadatan antara 272 dan 296 Wh/kg.

Berat baterai listrik, menurut Jayant Mukhopadhaya, peneliti senior di International Council on Clean Transportation (ICCT), menjadi kendala utama pesawat ini karena baterai komersial konvensional menyimpan energi sekitar 50 kali lebih sedikit per pon dibandingkan bahan bakar jet. Akibatnya, untuk menyalakan pesawat sebesar Boeing 737, diperlukan baterai sekitar 35 ton.

“Teknologi baterai berkapasitas tinggi adalah salah satu tantangan saat ini, karena meningkatkan produksi dan meningkatkan kepadatan tetap krusial untuk adopsi luas.”

– Simay Akar, anggota senior IEEE

Sementara baterai menjadi perhatian utama, desain juga penting. Oleh karena itu, sayap pesawat E9X sangat besar relatif terhadap badan pesawat, yang meningkatkan efisiensi aerodinamisnya.

“Anda tidak boleh mengasumsikan bahwa pesawat listrik akan terlihat seperti pesawat (paling sukses) saat ini.”

– Reynard de Vries, direktur desain dan teknik di Elysian

Selain itu, baterai tidak akan ditempatkan di fuselage melainkan di sayap karena mereka menyumbang sebagian besar berat pesawat, dan berat harus diletakkan “di mana lift dihasilkan”.

E9X, bagaimanapun, masih berupa konsep dan tidak akan terbang hingga setidaknya 2033. Namun, sudah ada pesawat penumpang listrik lain, seperti Aviation Alice, prototipnya diujicobakan beberapa tahun lalu, pada akhir 2022, dengan target produksi penuh pada 2027. Eviation Alice dirancang untuk mengangkut hanya sembilan penumpang dan dua awak dengan jangkauan sekitar 250 mil laut.

Jadi, ada batasan jelas pada pesawat listrik; namun kemampuan mereka mengurangi jejak karbon secara signifikan dari penerbangan terlalu besar untuk diabaikan. Diperkirakan bahwa beralih ke pesawat listrik dapat mengurangi emisi CO2 hingga 88 %. Oleh karena itu, fokus terus meningkat.

Bahkan miliarder teknologi Elon Musk, yang sudah terlibat dalam merancang, memproduksi, dan menjual EV serta perangkat penyimpanan energi baterai, sedang membahas potensi dan kemungkinan pesawat listrik bertenaga baterai. Meskipun baterai saat ini “terlalu terbatas dalam jangkauan,” Musk percaya mereka dapat menjadi layak dalam sekitar lima tahun.

Untuk itu, densitas energi baterai perlu ditingkatkan, yang saat ini masih tertinggal dibandingkan bahan bakar jet. Musk menambahkan:

“(Namun), motor listrik jauh lebih ringan dan mengubah energi yang disimpan menjadi gerakan lebih baik daripada mesin pembakaran.”

Di tengah ini, raksasa baterai China Contemporary Amperex Technology Co Ltd (CATL) mengumumkan bahwa mereka berhasil menerbangkan pesawat 4 ton menggunakan “baterai terkondensasi” berkapasitas ultra‑tinggi yang pertama kali dirilis tahun lalu. Paket baterai tersebut memiliki kepadatan energi lebih dari dua kali lipat dibandingkan yang lain di pasar, yaitu 500 Wh/kg.

Baterai terkondensasi ini telah dirancang khusus untuk standar penerbangan dengan keamanan sebagai prioritas dan untuk meningkatkan jangkauan pesawat bersih. Perusahaan kini memperkirakan akan memiliki pesawat listrik 8 ton dengan jangkauan 1.240‑1.865 mil yang beroperasi pada 2027 atau 2028.

Pencarian Teknologi Baterai Canggih

Sementara perusahaan mulai mengubah lanskap mobilitas udara lanjutan (AMM) dan pemerintah mulai memberikan aturan yang jelas, peneliti sedang mengatasi tantangan terbesar dan mengembangkan baterai baru untuk EV udara.

Untuk membawa transportasi bersih ke langit, peneliti di Oak Ridge National Laboratory (ORNL) Departemen Energi (DOE) mengembangkan material berenergi tinggi baru untuk memahami degradasinya di bawah kondisi ekstrem.

EV udara bukan sekadar mobil terbang. Oleh karena itu, peneliti menyimpulkan bahwa kita tidak dapat mengadaptasi baterai mobil listrik untuk eVTOL, meskipun itu menjadi pendekatan dominan sejauh ini.

“Program eVTOL memberikan peluang unik untuk menciptakan jenis baterai baru dengan persyaratan dan kemampuan yang sangat berbeda dari yang pernah kita lihat sebelumnya.”

– Peneliti utama Ilias Belharouak, ORNL Corporate Fellow

Studi menemukan bahwa tuntutan daya dan kinerja baterai eVTOL secara negatif memengaruhi daya tahan dan umur panjangnya. Hal ini karena baterai mobil listrik menguras daya secara merata, sedangkan baterai eVTOL memerlukan daya berbeda pada tiap fase penerbangan seperti naik, melayang, dan turun.

“Ini mengharuskan kami menjawab pertanyaan tentang interaksi antara keamanan baterai, siklus hidup, dan stabilitas pada suhu tinggi sambil menyeimbangkan kebutuhan ledakan daya tinggi singkat dengan cadangan energi untuk penerbangan jarak jauh.”

– Belharouak

Tim riset mengembangkan baterai litium‑ion dan kemudian mengujinya untuk fase pendakian eVTOL. Mereka juga menguji elektrolit baru yang dikembangkan ORNL, yang menunjukkan performa lebih baik dengan mempertahankan kapasitas lebih tinggi selama fase yang memerlukan daya terbesar. Tim kini bekerja meningkatkan elektrolit dan komponen baterai lainnya.

Awal tahun ini, peneliti di Chalmers University of Technology juga melaporkan penilaian siklus hidup pertama mereka terhadap pesawat listrik dua tempat duduk yang tersedia secara komersial, Pipistrel Alpha Electro, dan membandingkannya dengan versi berbahan bakar fosil.

Studi menyatakan bahwa setelah sekitar 1.000 jam terbang, pesawat listrik mengungguli pesawat berbahan bakar fosil dalam hal dampak iklim yang berkurang. Sementara itu, perkiraan umur pesawat tersebut setidaknya 4.000 jam.

Menurut studi tersebut, pengembangan lebih lanjut baterai akan menjadi langkah utama untuk mengurangi dampak siklus hidup pesawat listrik.

Penulis utama studi, Rickard Arvidsson, menunjuk pada pengembangan berkelanjutan baterai litium‑ion dan teknologi baterai baru seperti baterai litium‑sulfur, yang masih dalam fase awal pengembangan, untuk meningkatkan kinerja lingkungan pesawat listrik dan menjadikannya lebih unggul dibandingkan yang berbahan bakar fosil.

Didorong oleh peran kritis baterai dan meningkatnya jumlah pengiriman pesawat komersial serta militer, ukuran pasar baterai pesawat diperkirakan tumbuh dari $4,26 miliar pada 2023 menjadi $11,9 miliar pada 2031. Dan seiring EV udara mendapatkan lebih banyak daya tarik, ukuran pasar ini akan tumbuh lebih besar lagi.

Perusahaan yang Bekerja Membuat EV Udara Menjadi Kenyataan

Sekarang, kita akan melihat beberapa nama terkemuka di sektor yang telah bekerja mengembangkan bidang ini, yang menurut analisis McKinsey Oktober 2024, mengalami perlambatan pendanaan yang diungkapkan.

Pendanaan telah menurun sejak mencapai puncak pada 2021 sebesar €6,8 miliar. Pendanaan ini turun menjadi €3,9 miliar pada 2023, yang diperkirakan serupa untuk tahun ini. Penurunan ini “datang pada saat yang sangat buruk” karena mayoritas perusahaan masih perlu menyelesaikan “pengembangan, prototipe, dan pengujian yang diperlukan untuk sertifikasi tipe,” yang membutuhkan €1‑2 miliar.

Lingkungan ini sudah mulai memengaruhi perusahaan. Jadi, mari kita selami lebih dalam perusahaan-perusahaan ini;

1. Joby Aviation

Perusahaan dengan kapitalisasi pasar $3,78 miliar ini mengembangkan taksi udara listrik yang dirancang untuk layanan penumpang komersial. Pesawat mereka dapat mengangkut satu pilot dan hingga empat penumpang, dengan jangkauan maksimum sekitar 100 mil dan kecepatan hingga 200 mph. Joby telah melakukan pengujian penerbangan ekstensif, mencakup lebih dari 30.000 mil, dan kini sedang mendirikan fasilitas manufaktur untuk memproduksi pesawat ini di Dayton, Ohio.

Sahamnya, pada saat penulisan, diperdagangkan pada $5,27, turun 2,75 % YTD. Memiliki EPS (TTM) sebesar -0,49 dan P/E (TTM) sebesar -10,85. Untuk Q2, perusahaan melaporkan kerugian bersih $123 juta dengan kas dan investasi jangka pendek $825 juta. Perusahaan menargetkan sertifikat tipe pada akhir tahun depan, yang berada pada 37 % proses sertifikasi tahap empat FAA.

Perusahaan yang memiliki kemitraan dengan Uber dan Delta ini baru-baru ini meluncurkan penawaran publik untuk menjual hingga $200 juta saham biasa. Awal bulan ini, Toyota, pemegang saham eksternal terbesar Joby Aviation (JOBY ), mengumumkan investasi tambahan $500 juta untuk mendukung sertifikasi taksi listriknya dan produksi komersial.

2. Archer Aviation (ACHR )  

Perusahaan dengan kapitalisasi pasar $1,2 miliar ini fokus pada mobilitas udara perkotaan dan sedang membangun taksi udara listrik bernama Maker. Saat ini perusahaan sedang membangun fasilitas di Georgia untuk mendukung produksi eVTOL Midnight.

Saat ini, sahamnya diperdagangkan pada $3,41, turun 44,45 % YTD. Memiliki EPS (TTM) sebesar -1,2 dan P/E (TTM) sebesar -2,78.

Untuk 2Q24, CEO Adam Goldstein menyatakan bahwa buku pesanan indikatifnya hampir $6 miliar sementara biaya operasionalnya $121,2 juta dan kerugian bersih $106,9 juta. Kas dan setara kas untuk kuartal tersebut sebesar $360,4 juta. Pada awal paruh kedua 2024, induk Stellantis yang juga pemilik Chrysler mengumumkan akan menambah investasi $55 juta ke Archer Aviation.

3. Lilium  

Perusahaan dengan kapitalisasi pasar $88 juta ini mengembangkan jet eVTOL menggunakan teknologi thrust vektor listrik berducted yang inovatif. Mereka telah membuat kemajuan signifikan, termasuk perakitan sistem propulsi listrik, dan menargetkan peluncuran komersial dengan penerbangan awal yang diharapkan dalam beberapa tahun mendatang.

Sahamnya saat ini diperdagangkan pada $0,1391, turun 88,41 % YTD. Memiliki EPS (TTM) sebesar -0,16 dan P/E (TTM) sebesar -0,88. Dalam Surat Pemegang Saham Q1 2024, Lilium menyatakan kemajuan produksi Lilium Jet pertama, memulai produksi paket baterai, dan pipeline pesanan komersial yang tumbuh lebih dari 780 pesawat.

Baru-baru ini, jaminan pinjaman $50 juta perusahaan Jerman tersebut ditolak oleh pemerintah federal. Setelah itu, perusahaan taksi udara tersebut menyatakan dalam pengajuan minggu lalu bahwa dua anak perusahaan utamanya, Lilium GmbH dan Lilium eAircraft GmbH, akan mengajukan kepailitan dalam beberapa hari mendatang karena tidak dapat mengumpulkan dana tambahan yang cukup untuk melanjutkan operasinya.

4. Vertical Aerospace  

Dengan kapitalisasi pasar $109,67 juta, Vertical Aerospace (EVTL ) telah mengerjakan pesawat eVTOL VA‑X4, yang dirancang untuk layanan taksi udara. Perusahaan berfokus pada pencapaian sertifikasi dan telah membuat kemajuan dalam program pengujian.

Sahamnya, pada saat penulisan, diperdagangkan pada $5,74, turun 16,57 % YTD. Memiliki EPS (TTM) sebesar -4,23 dan P/E (TTM) sebesar -1,36. Bulan lalu, perusahaan mengumumkan reverse split saham 1‑for‑10 untuk meningkatkan harga perdagangan per saham.

Per 30 Juni 2024, perusahaan melaporkan kas dan setara kas sebesar $84 juta. Untuk paruh pertama tahun ini, Vertical mencatat kerugian operasional $25 juta dan memperoleh hibah pemerintah Inggris $10 juta dari Aerospace Technology Institute (ATI) untuk pengembangan baling‑baling generasi berikutnya.

5. Surf Air Mobility

Ini adalah perusahaan senilai $24,53 juta yang mengoperasikan layanan penerbangan tradisional selain mengembangkan versi listrik dari Cessna Grand Caravan dan berencana memasukkan tenaga listrik serta hibrida‑elektrik ke dalam armadanya.

Sahamnya turun 83,96 % YTD dengan harga $1,74. Memiliki EPS (TTM) sebesar -88,16 dan P/E (TTM) sebesar -0,02. Pada Agustus, Surf Air Mobility (SRFM ) mengumumkan reverse split saham 1‑for‑7.

Untuk 2Q24, perusahaan melaporkan pendapatan $32,4 juta dan kerugian EBITDA yang disesuaikan $11,8 juta. Kerugian bersih, sementara itu, sebesar $27 juta, yang mencakup investasi dalam R&D untuk elektrifikasi dan teknologi perangkat lunak, kompensasi berbasis saham, serta biaya transaksi.

Kesimpulan

Jadi, seperti yang kita lihat, kendaraan listrik udara (EV) berkembang pesat, membawa kita lebih dekat ke era penerbangan yang lebih bersih, lebih tenang, dan lebih efisien. Dari eVTOL dalam mobilitas udara perkotaan hingga pesawat penumpang listrik eksperimental, perkembangan ini menunjukkan potensi elektrifikasi di langit.

Meskipun tantangan masih ada, seperti kepadatan baterai dan desain pesawat, inovasi dari peneliti dan perusahaan menunjukkan bahwa penerbangan listrik dapat segera menjadi bagian integral dari transportasi. Dan ketika pemerintah serta industri bekerja sama mengatasi kekhawatiran iklim, EV udara juga dapat memainkan peran penting dalam mengurangi emisi karbon dan mengubah perjalanan udara menuju masa depan yang lebih berkelanjutan.

Klik di sini untuk mempelajari bagaimana taksi udara akan menghasilkan $4 triliun pada 2027.