Maglev, Hyperloop, dan Masa Depan Kereta Api

Pentingnya Kereta Api

Peran Industri

Seluruh era industri dibangun di atas satu teknologi: rel kereta api dan kereta. Dengan menciptakan cara berbiaya rendah untuk memindahkan barang ke dalam negeri, rel kereta api dan kereta meningkatkan produktivitas secara besar-besaran. Kemudian, mesin pembakaran untuk mobil dan truk serta mesin jet untuk pesawat mengambil sorotan.

Namun hingga hari ini, setiap ekonomi industri bergantung pada kereta untuk mempertahankan manufakturnya di luar wilayah pesisir (yang didukung oleh perdagangan laut). Kereta khususnya penting untuk memindahkan bahan mentah dan produk industri massal seperti baja, mobil, dll.

Dalam beberapa kasus, dapat mengambil bentuk ekstrem, seperti jalur rel sepanjang 704 kilometer (437 mil) yang menghubungkan pusat pertambangan besi di tengah Sahara di Mauritania, dengan kereta sepanjang 3 kilometer, yang membawa 200‑300 gerbong barang, dengan total lebih dari 25.000 ton material dalam satu kali perjalanan.

Sumber: Tourifique

Selain itu, logistik berbasis kereta juga krusial bagi semua angkatan bersenjata modern, seperti yang ditunjukkan oleh pentingnya rel strategis dalam perang Ukraina, yang mengangkut ribuan peluru dan amunisi setiap hari ke garis depan.

Perjalanan Kecepatan Tinggi

Kereta modern juga telah berkembang melampaui kuda kerja industri berat yang masif untuk bersaing secara efisien dengan jalan raya dan bandara.

Tidak ada tempat yang lebih jelas daripada di China, yang memiliki jaringan kereta berkecepatan tinggi terpadat di dunia. Pada akhir 2023, jaringan tersebut memiliki total panjang 45.000 km (28.000 mil), menyumbang 2/3 dari kereta berkecepatan tinggi dunia.

Kereta berkecepatan tinggi, dengan kecepatan 200–380 km/j (120–240 mph), menyediakan transportasi efisien antar kota.

Geografi yang Berbeda

Jaringan kereta sangat bergantung pada kebijakan publik dan keputusan investasi nasional. Hal ini disebabkan oleh kombinasi faktor:

• Sebagian besar jaringan rel dinasionalisasi atau oligopoli karena sifat terpusat dari teknologi tersebut.
• Rel memerlukan perizinan yang kompleks dan sering memaksa pemilik tanah menjual tanah atau memberikan hak akses untuk mewujudkan proyek baru.
• Biaya investasi tinggi untuk rel baru diamortisasi selama puluhan tahun, membuat kebanyakan investor swasta tidak bersedia menunggu begitu lama.
• Rel sering mengubah demografi, ekonomi, dan perkembangan keseluruhan wilayah serta pusat kota, menjadikan jalurnya sangat politis.

Jadi mungkin tidak mengherankan bahwa semakin terpusat politik suatu negara, semakin sukses kereta dalam mengungguli mobil dan jalan raya.

China

China berada di puncak jaringan rel. Tidak hanya memiliki jaringan rel berkecepatan tinggi sepanjang 45.000 km ini, tetapi juga memiliki jaringan lain sepanjang 114.000 km rel yang lebih lambat yang didedikasikan untuk melayani daerah lokal dan fasilitas industri.

Sumber: Reddit

Pada akhir 2035, China berencana mencapai 200.000 kilometer (124.274 mil) jalur rel, termasuk sekitar 70.000 km rel berkecepatan tinggi.

Semua kota dengan populasi lebih dari 200.000 akan dilayani oleh jaringan rel sebelum 2035, dan kota dengan populasi lebih dari 500.000 akan terhubung ke jalur berkecepatan tinggi, menurut rencana terbaru.

China juga akan mempromosikan pembangunan rel di daerah yang didominasi oleh kelompok minoritas etnis, serta wilayah perbatasan dan daerah kurang berkembang di tengah dan barat China, untuk membantu mengurangi kemiskinan dan menghidupkan kembali pedesaan, kata perusahaan.

Sumber: Reuters / State-owned China State Railway Group

Pentingnya rel yang sama dapat dilihat di Asia, misalnya jaringan rel India sepanjang 132.310 km, meskipun jenisnya jauh lebih lambat.

Eropa

Wilayah lain yang ramah kereta adalah Eropa, dengan jaringan 202.131 km tetapi hanya 11,666 km rel berkecepatan tinggi, kebanyakan terletak di Eropa Barat.

UE menargetkan melipatgandakan tiga kali lalu lintas kereta berkecepatan tinggi pada 2050, menganggapnya sebagai kunci untuk sistem transportasi yang lebih efisien di tengah urbanisasi.

Sumber: Wikipedia

Di Eropa, kereta dapat tertinggal dalam transportasi perdagangan internasional, karena adanya rangkaian kompleks dari berbagai tegangan (baik AC maupun DC) dan sistem sinyal, serta perbedaan gauge (jarak antar rel) misalnya Portugal + Spanyol menggunakan gauge mereka sendiri, dan Finlandia + negara Baltik menggunakan gauge Rusia. Namun demikian, 70% dari lalu lintas barang (kebanyakan internasional) melintasi Pegunungan Alpen Swiss dilakukan melalui rel.

Sumber: Wikipedia

Amerika Utara

Terakhir, Amerika Utara, khususnya AS, tertinggal dalam jaringan kereta untuk penumpang, dengan mayoritas kereta Amtrak yang bergerak lambat dan rel barang.

Namun, AS memiliki jaringan transportasi rel terbesar di dunia, dengan 260.000 km jalur (160.000 mil). Secara historis, hal ini menjadi kunci dalam pembangunan AS dan penaklukan Barat, terutama dengan kereta lintas benua pertama yang menjadikan rel kereta pusat menghubungkan pedalaman dengan wilayah pesisir.

Dari Uap ke Listrik

Kereta pertama digerakkan oleh mesin uap pertama, yang memperoleh energi dari batu bara. Ini merupakan revolusi dibandingkan jaringan transportasi sebelumnya yang hanya mengandalkan angin dan tenaga hewan, dan menciptakan ledakan ekonomi besar di mana pun diterapkan. Kemudian, beralih ke diesel untuk lokomotif yang lebih kuat dan kurang mencemari.

Akhirnya, tahap baru tercapai dengan elektrifikasi, memungkinkan kereta tidak lagi membawa bahan bakar sendiri, melainkan menggunakan energi yang dihasilkan secara langsung di pembangkit listrik dengan lebih efisien.

Sumber: Mesas Stamps

Elektrifikasi juga membuka jalan bagi kereta yang digerakkan oleh bahan bakar fosil, baik dari energi nuklir maupun terbarukan. Hal ini menjadikan kereta modern alternatif transportasi yang jauh lebih sedikit mencemari, dengan jejak karbon yang secara radikal lebih rendah.

Sebagai contoh, di Inggris, meskipun dekarbonisasi listrik masih tertinggal, setiap jenis transportasi rel, dari kereta nasional hingga trem dan subway, menghasilkan hanya 35‑28 gram ekuivalen karbon dioksida per kilometer penumpang, di bawah mobil listrik (47g) dan 5× lebih rendah dibanding mobil diesel & bensin (170g).

Sumber: Our World In Data

Masa Depan Kereta Api

Maglev

Jauh dari teknologi yang stagnan dan menua, transportasi kereta berada di garis depan evolusi teknologi dan elektrifikasi.

Inovasi utama adalah kereta maglev (levitasi magnetik), pertama kali diluncurkan secara komersial pada 2004. Teknologi yang tampak seperti fiksi ilmiah ini memungkinkan kereta secara harfiah melayang di atas rel.

Ini memberikan beberapa keunggulan unik dibandingkan rel biasa dan semua transportasi darat lainnya:

• Sangat mengurangi gesekan, mengurangi kehilangan energi secara keseluruhan.
• Gesekan yang lebih sedikit juga mengurangi produksi panas, memungkinkan kecepatan yang jauh lebih tinggi.
• Tanpa kontak, satu-satunya batas kecepatan terkait dengan hambatan udara dan kapasitas sistem maglev.
• Tidak adanya kontak menciptakan pengalaman yang sangat halus, dengan getaran jauh lebih sedikit dibandingkan roda baja, bahkan pada kecepatan sangat tinggi.

Cara kerja maglev adalah dengan menghasilkan medan magnet yang sangat besar, menggunakan magnet superkonduktif (yang tidak memiliki resistansi listrik). Untuk melakukannya, magnet harus didinginkan pada -450°F / -267°C.

Sumber: Department Of Energy

Manfaat besar lainnya adalah keamanan. Kereta maglev “digerakkan” oleh jalur pandu yang berdaya. Dua kereta yang melaju di rute yang sama tidak dapat mengejar dan menabrak satu sama lain karena keduanya dipacu untuk bergerak pada kecepatan yang sama.

Demikian pula, derailmen kereta tradisional yang terjadi karena berbelok terlalu cepat tidak dapat terjadi pada Maglev. Semakin jauh kereta Maglev menjauh dari posisi normalnya di antara dinding jalur pandu, semakin kuat gaya magnet yang mendorongnya kembali ke tempat semula.

The maglev train market is estimated diperkirakan pada $2,17 Miliar pada 2023 dan diproyeksikan tumbuh menjadi $3,13 Miliar pada 2031, atau CAGR 4,7 %.

Kecepatan Tanpa Batas?

Kecepatan tertinggi yang dicapai oleh maglev diraih oleh L0 maglev superkonduktif milik JR Central Jepang, yang mencapai kecepatan puncak 603 kilometer per jam (375 mph) pada 2015.

Ini mungkin mendekati batas tertinggi yang dapat dicapai oleh maglev, karena hambatan udara meningkat seiring kecepatan.

In any case, travelling above kecepatan suara (1.235 km/j / 767 mph) would create a supersonic boom that would be damaging to both the railroad infrastructure and its surroundings.

Adopsi Massal?

Maglev masih merupakan teknologi yang relatif langka, dengan sebagian besar kereta berkecepatan tinggi mencapai kecepatan mereka dengan metode konvensional.

Namun, beralih ke pemasangan massal maglev dapat menghilangkan sebagian besar kebutuhan transportasi udara regional seperti di dalam Eropa atau melintasi benua Amerika Utara, karena 400‑600 km/j dapat menyaingi pesawat, terutama bila memperhitungkan penundaan terkait bandara dan proses naik pesawat (pemeriksaan keamanan, bagasi, dll.).

Dan dikombinasikan dengan dekarbonisasi jaringan listrik, hal ini dapat memberikan dampak besar pada emisi karbon global.

Lokasi ideal kemungkinan berada di dalam dan antara megapolis dunia, khususnya di pantai AS, bagian utara India, pulau Jawa (Indonesia), dan Eropa Barat.

Sumber: Pinterest

Hyperloop

Bagaimana jika kereta maglev tidak dibatasi oleh kecepatan suara?

Ide ini mungkin terdengar aneh pada awalnya, tetapi ada cara untuk menghindari menciptakan ledakan sonik dan mengurangi gesekan udara yang berlebihan: Hapus saja udaranya. Ini adalah konsep hyperloop, dipopulerkan oleh Elon Musk dalam sebuah white paper pada 2013, yang mengusulkan perjalanan dari Los Angeles ke San Francisco dalam hanya 30 menit.

Sumber: The Verge

Ideanya adalah menempatkan kereta maglev dalam tabung atau terowongan yang didepresurisasi. Dengan cara ini, sistem maglev dapat berakselerasi tanpa dibatasi oleh gesekan udara.

Ide ini segera menarik pengikut setia dan dikembangkan oleh Hyperloop One, sebelumnya Virgin Hyperloop. Namun, perusahaan ini tutup secara definitif pada 2023, setelah kehabisan dana.

Kegagalan ini membuat banyak orang mengklaim secara prematur kematian konsep ini, menyebutnya (secara sengaja) sebagai mimpi kosong. Itu prematur, karena inisiatif serupa hyperloop lainnya terus maju.

Prototipe Hyperloop

Yang pertama adalah Hardt Hyperloop Belanda yang mengumumkan bahwa mereka berhasil menguji kendaraan hyperloop mereka pada September 2024. Ini hanya bukti kendaraan bergerak dan vakum dipertahankan, namun merupakan langkah pertama.

Perusahaan aktif lainnya dalam topik ini di negara Barat adalah Boring Company milik Musk dan HyperloopTT Italia.

Di China yang antusias dengan kereta, sebuah kereta maglev baru-baru ini menyelesaikan uji coba pada pipa sepanjang 2 kilometer (1,2 mil) dengan lingkungan vakum rendah di provinsi Shanxi. Uji ini dilakukan oleh China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC).

Desain ini menargetkan kecepatan 1.000 kilometer (621 mil) per jam. Sistem ini juga sebelumnya mencapai kecepatan rekor 623 kilometer (387 mil) per jam dalam uji coba tanpa vakum.

Tujuannya bukan berhenti pada 1.000 km/j tetapi mencapai hingga 4.000 km/j dalam jangka panjang.

Jadi secara teori, ini dapat digunakan untuk perjalanan antar benua yang menempatkannya sejajar dengan pesawat hipersonik komersial yang belum ada, misalnya menghubungkan Berlin ke Beijing hanya dalam 2‑3 jam atau LA ke NY dalam hanya 1‑2 jam.

Namun, sistem hyperloop memerlukan banyak kemajuan dalam desain dan rekayasa untuk menjadi kenyataan. Di antara beberapa kesulitan adalah:

• Menjaga vakum kuat secara aman di seluruh jalur.
• Ini termasuk mengelola risiko kehilangan vakum secara tiba-tiba setelah kecelakaan atau bahkan serangan teroris.
• Menyuplai secara aman dan efisien jumlah energi fenomenal yang dibutuhkan sistem.
• Mengintegrasikan hyperloop ke jaringan rel dan stasiun kereta yang ada.
• Membangun infrastruktur khusus.
• Kecepatan ekstrem yang terlibat akan membatasi pilihan jalur, memaksa pengembang hyperloop mengandalkan jembatan super mahal dan terowongan untuk melewati rintangan apa pun.

Inovasi Lainnya

Transportasi kereta adalah teknologi yang secara historis selalu mendapat manfaat dari inovasi di industri lain. Ia pertama kali memanfaatkan mesin uap yang digunakan untuk memompa air di tambang batu bara, kemudian mesin diesel yang baru diinvestasikan, dan kemudian listrik serta magnet superkonduktor.

Jadi, masuk akal untuk melihat masa depan kereta dalam konteks yang lebih luas dari kemajuan teknologi lainnya.

Superkonduktor Suhu Tinggi

Bagian kunci dari sistem maglev dan hyperloop adalah kebutuhan akan magnet superkonduktif. Magnet ini memerlukan suhu ultra‑rendah saat ini, yang secara teknis sulit dan memakan banyak energi.

Hal ini mungkin akan berubah segera, dengan material superkonduktor yang membutuhkan suhu lebih tinggi atau bahkan suhu ruang. Kami membahas secara detail pengembangannya dan berita terbaru dalam “Progress In Superconductivity Making Way For A New Technological Revolution“.

Secara keseluruhan, jika superkonduktivitas dapat dicapai pada suhu yang jauh lebih tinggi, ini akan menjadikan maglev pilihan yang jauh lebih unggul dibandingkan kereta berkecepatan tinggi klasik.

Hal ini juga akan mempermudah transmisi kuantitas daya yang absurd dalam jarak jauh, menjadikan energi terbarukan jauh lebih ekonomis, hyperloop, serta membantu mengembangkan teknologi lain yang mengubah peradaban seperti fusi nuklir.

AI, Kereta Self-Driving & Rel Pintar

Otomatisasi dan AI adalah teknologi lain yang berkembang cepat. Saat kami membayangkan pengembangan mobil self‑driving yang dapat menangani kompleksitas jalan perkotaan, masuk akal bahwa kami harus mencapai kereta self‑driving bahkan lebih cepat. Hal ini khususnya karena kereta beroperasi di lingkungan yang jauh lebih terkontrol dan diketahui, meskipun pada kecepatan yang lebih tinggi.

AI, serta konektivitas 5G dan IoT (Internet of Things), dapat membantu dengan banyak tugas terkait rel, termasuk:

• Pengawasan yang aman.
• Pembaruan real-time dan tiket pintar.
• Layanan kereta otomatis.
• Kereta self‑driving.
• Pemeliharaan prediktif.
• Konektivitas, kontrol kereta otomatis & sinyal digital.

Aktivitas lain yang dapat didorong dengan digitalisasi, AI, dan juga blockchain adalah logistik. Memuat‑menurunkan gerbong barang, memindahkan wagon antar kereta, transportasi lintas batas, dan interkoneksi dengan transportasi truk, semuanya dapat menjadi semi atau sepenuhnya otomatis, menjadikan pengiriman barang via rel jauh lebih efisien dan hemat biaya.

Pengeboran Terowongan

Opsi lain yang mungkin kita lihat adalah lebih banyak transportasi (termasuk rel) melalui pengeboran terowongan. Ini merupakan salah satu obsesi pribadi Elon Musk, dengan Boring Company kemungkinan didirikan untuk membantu memecahkan transportasi di Bumi sebagaimana membantu membangun habitat di Mars.

Ini mungkin menjadi opsi favorit untuk sistem hyperloop masa depan, karena terowongan akan lebih stabil, kurang rentan terhadap kecelakaan, dan secara keseluruhan lebih mudah menjaga vakum kuat dibandingkan tabung yang digantung.

Mass driver

Ide utama mass driver adalah bahwa sebuah pesawat dapat dikirim ke orbit dengan mempercepatnya cukup di tanah sehingga tidak memerlukan propelan di dalamnya.

Intinya, ini akan menjadi hyperloop, tetapi dengan tujuan mencapai kecepatan lepas untuk mendorong pesawat luar angkasa ke orbit tanpa propelan di dalamnya.

Lintasan peluncuran juga harus berukuran ratusan, bahkan ribuan kilometer, dengan daerah kandidat paling menjanjikan adalah dataran tinggi Tibet.

Sumber: Acepedia

Mungkin tidak mengherankan, China sudah melihat pengembangan teknologi semacam itu, jadi mungkin lebih dekat daripada yang kami perkirakan.

Jika berhasil, ini dapat mengurangi biaya peluncuran orbital hingga 10 kali lipat lagi dari yang sudah sangat diturunkan oleh SpaceX (SPCX ), dengan perkiraan biaya hanya $60/kg.

Sebagai catatan sampingan, tipe sistem ini dapat pertama kali digunakan dengan model berukuran lebih kecil untuk mendorong pesawat pada kecepatan di mana mesin scramjet hipersonik dapat beroperasi, memungkinkan penerbangan hipersonik yang sangat cepat.

Jadi jika hyperloop antar benua tidak menjadi opsi yang ekonomis, mungkin mass driver / hyperloop peluncuran untuk penerbangan hipersonik masih dapat menggunakan teknologi ini.

Berinvestasi dalam Teknologi Terkait Kereta Api

Meskipun mendapat perhatian jauh lebih sedikit dibandingkan aerospace atau kendaraan listrik, kereta, maglev, dan mungkin di masa depan hyperloop berada di garis depan revolusi cara transportasi manusia dan ekonomi.

China sejauh ini memimpin, tetapi seluruh dunia mulai memperhatikan dan berencana untuk secara masif memperluas kapasitas rel mereka.

Jika Anda tidak tertarik memilih perusahaan terkait kereta, Anda juga dapat melihat ETF seperti SmartETFs Smart Transportation & Technology ETF (MOTO), iShares US Transportation ETF (IYT), atau SPDR S&P Transportation ETF (XTN) yang akan memberikan eksposur yang lebih terdiversifikasi untuk memanfaatkan industri transportasi dan rel yang secara strategis vital.

Perusahaan Rel & Kereta Api

1. Siemens Aktiengesellschaft (SIE.DE)

Siemens adalah perusahaan kuat di sektor industri, dengan aktivitas di industri elektronik berat, infrastruktur, mobilitas, dan perawatan kesehatan.

Sumber: Siemens

Kegiatan perusahaan dalam IoT tersebar di beberapa segmen, termasuk otomasi (62% dari total industri digital) dan infrastruktur pintar.

Aktivitas perawatan kesehatan lebih fokus pada pencitraan, analisis, dan robotika, sementara segmen mobilitas sebagian besar meliputi kereta dan infrastruktur rel.

Perusahaan melihat peluang besar dalam otomasi dari penurunan populasi global dan “glokalisasi” (atau “reshoring” kapasitas industri lebih dekat ke pasar akhir). Peningkatan keberadaan energi terbarukan dalam jaringan listrik juga meningkatkan permintaan akan “smart grid” yang mampu menangani sumber daya listrik yang lebih intermiten dan variabel.

Dalam niche tempat ia beroperasi, Siemens adalah pesaing sangat kuat, menempati peringkat #1 untuk otomasi pabrik, otomasi rel, otomasi jaringan, dan perangkat lunak industri vertikal (termasuk 1.300 ahli keamanan siber).

Sumber: Siemens

Siemens adalah saham yang diposisikan untuk mendapatkan manfaat dari elektrifikasi, reshoring, IoT, otomasi, rel, dan peningkatan tingkat teknologi dalam proses industri secara keseluruhan.

Sebagai pemimpin dalam manufaktur peralatan rel, ia akan mendapatkan manfaat langsung dari investasi di sektor ini, serta tidak langsung dari tren re‑industrialisasi.

Berkat rangkaian teknologi yang luas, ia akan berada di garis depan pembangunan rel pintar, memanfaatkan pengalamannya dalam otomasi dan IoT dari industri lain yang sudah lebih terdigitalisasi.

2. Alstom (ALO.PA)

Perusahaan Prancis ini merupakan salah satu yang pertama menciptakan kereta berkecepatan tinggi, yang menjadi TGV (Train à Grande Vitesse) terkenal di dunia.

Saat ini, ia menjadi #1 global dalam rolling stock (kendaraan kereta, lebih dari 4.600 gerbong/tiap tahun), layanan, dan sistem turnkey, serta #2 dalam sinyal, sebagian berkat akuisisi Bombardier Transportation pada 2021.

Sumber: Alstom

Alstom adalah pemimpin dalam otomasi jaringan kereta, telah mencapai tingkat otomasi tertinggi, GoA4, pada jalur kereta regional Prancis pada 2023.

Sumber: Alstom

Ini dikelola melalui “Automatic Train Operation” mereka, yang mencakup kontrol otomatis kereta, perlindungan, dan supervisi.

Sistem ini menghasilkan 45% pengurangan konsumsi energi dan 30% peningkatan kapasitas penumpang per jalur.

Meskipun menjadi pemimpin di industrinya, perusahaan mengalami beberapa tahun bergolak terkait hasil keuangan, dimulai dengan bailout €3,2 miliar dari pemerintah Prancis pada 2003.

Sejak itu, grup Alstom menjual aktivitasnya di bidang pembuatan kapal dan transmisi listrik kepada raksasa nuklir Areva pada 2004, kemudian divisi tenaga dan jaringan ke GE pada 2014, dan bisnis turbin gas berat ke Ansaldo Energia.

Hal ini menjadikan Alstom baru fokus sepenuhnya pada bisnis kereta, beralih dari konglomerat industri kompleks awal 2000‑an.

Grup ini telah bekerja untuk membangun kembali profitabilitas dan backlog pesanan, dengan pertumbuhan kuat dalam pengiriman masa depan sejak 2022.

Sumber: Alstom

Secara keseluruhan, perusahaan melihat potensi pasar jangka menengah hingga >€230 miliar untuk periode 2025‑2028, memungkinkan mereka memilih kontrak mana yang menguntungkan, serta menyerap peningkatan kapasitas manufaktur perusahaan.