Energi

Campuran Energi Masa Depan Kita

mm
Diterbitkan
Diperbarui
Tambahkan Securities.io ke sumber pilihan Anda di Google

Meramalkan Sistem Energi

Sangat sedikit topik yang sekompleks dan sepenting campuran energi masa depan peradaban kita. Tergantung pada siapa yang Anda tanya, ketergantungan pada bahan bakar fosil tampaknya tidak dapat dihilangkan, atau energi terbarukan akan mengambil alih dengan kecepatan luar biasa. Realitasnya tentu kompleks, dan sangat sulit memprediksi masa depan energi.

Dalam artikel ini, kami akan melihat situasi kita saat ini, meninjau beberapa skenario yang mungkin, dan yang lebih penting, perubahan ekonomi atau teknologi apa yang akan membuat satu skenario lebih mungkin terjadi daripada yang lain.

Di Mana Kita Berada

Jika ada pola dalam peningkatan penggunaan energi kita sejauh ini, pola itu adalah bahwa sumber energi baru cenderung ditambahkan ke dalam campuran energi kita, bukan menggantikan yang sebelumnya.

Misalnya, kita masih menggunakan biomassa (kebanyakan kayu) sebanyak, atau bahkan lebih, daripada pada tahun 1800-an, sebelum Revolusi Industri. Demikian pula, konsumsi batu bara hampir selalu meningkat seiring waktu, kemudian ditambah minyak, gas, serta tenaga air, nuklir, dan energi terbarukan.

Hal ini mungkin mengejutkan, mengingat seberapa besar kemajuan yang tampaknya telah dicapai energi terbarukan dalam produksi listrik kita. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor:

  • China, pemimpin dalam kapasitas baru energi terbarukan dan transisi ke kendaraan listrik, juga merupakan pemimpin dalam pembangunan pembangkit listrik batu bara.
  • Kebanyakan konsumsi energi primer tidak digunakan untuk menghasilkan listrik. Sebaliknya, sebagian besar konsumsi energi kita berasal dari mobilitas, pemanasan, dan penggunaan industri seperti produksi baja serta petrokimia (produksi pupuk, plastik, farmasi, bahan kimia, dll.).
  • Pertumbuhan populasi dan miliaran orang yang keluar dari kemiskinan ekstrem menyebabkan peningkatan konsumsi energi, dengan opsi termurah yang sering kali adalah batu bara. Selain itu, peningkatan konsumsi daging, pendingin ruangan, mobil, perjalanan pesawat, dll.
  • Globalisasi ekonomi, yang menyebabkan transportasi barang jauh lebih banyak, termasuk pergerakan bolak‑balik bahan mentah, komponen setengah jadi, dan barang jadi.
  • Industrialisasi pertanian, meningkatkan hasil panen dan mengurangi kebutuhan tenaga kerja, tetapi juga meningkatkan konsumsi bahan bakar fosil dan pupuk.

Bagi siapa pun yang peduli dengan perubahan iklim dan emisi karbon, hal ini dapat menimbulkan pandangan yang suram, dengan bahan bakar fosil tetap mengakar kuat dalam campuran energi global kita. Namun ini bukan keseluruhan gambaran.

Perubahan yang Berkelanjutan

Dari sekadar teori pada 2016, mobil listrik (EV) kini menjadi bagian yang tumbuh secara eksponensial dari penjualan global, dengan lebih dari 10 juta mobil listrik terjual pada 2022, atau 14% dari penjualan global, dengan China dan Eropa memimpin.

Sumber: IEA

Pangsa pasar energi terbarukan (hidro + surya + angin + panas bumi) juga tumbuh dengan cepat. Dan meskipun beberapa negara telah berada di puncak daftar ini sejak lama, berkat sumber daya pembangkit listrik tenaga air yang melimpah (seperti Norwegia, Brasil, atau Kanada), energi surya + angin sebenarnya menjadi pusat perubahan.

Jika dilihat per negara, terlihat titik belok yang jelas pada tahun 2010 ketika energi terbarukan sering kali lebih dari dua kali lipat, biasanya sepenuhnya didorong oleh pertumbuhan produksi surya dan angin. Misalnya, China dan Australia:

Penggerak utama perubahan ini adalah penurunan tajam biaya energi terbarukan. Didorong secara setara oleh inovasi teknologi dan peningkatan produksi industri, hal ini membuat energi terbarukan semakin kompetitif. Setidaknya di atas kertas, energi terbarukan kini tampak lebih murah daripada bahan bakar fosil (lebih lanjut di bawah), sebagaimana ditunjukkan oleh IRENA (International Renewable Energy Agency).

Sumber: IRENA

Tantangan-Tantangan

Dalam beberapa tahun terakhir, situasi aneh mulai muncul. Penurunan biaya energi terbarukan yang cepat telah meyakinkan cukup banyak orang bahwa bahan bakar fosil akan segera menghilang seperti burung dodo.

Sumber: Twitter/X

Tetapi dalam beberapa tahun terakhir, beberapa guncangan makroekonomi telah menimbulkan keraguan terhadap gagasan tersebut. Perang di Ukraina memicu inflasi besar-besaran, dan mendorong negara‑negara seperti Jerman untuk kembali mengandalkan batu bara.

Inflasi yang sama juga sangat merusak profitabilitas proyek energi terbarukan yang direncanakan. Proyek angin lepas pantai berskala besar dibatalkan, harga saham perusahaan surya dan angin merosot, ini menjadi periode yang menyakitkan. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang apa yang terjadi dalam artikel kami “The 2023 Renewable Energy Crash“.

Bahkan penjualan EV dipertanyakan, setelah penundaan atau pembatalan strategi EV oleh produsen besar, seperti GM, Ford, atau Honda.

Intermitensi Energi Terbarukan

Salah satu isu utama yang harus diselesaikan adalah penyimpanan energi. Produksi energi angin dan surya bergantung pada cuaca dan dapat terputus secara temporal dari permintaan. Ini menjadi masalah bagi jaringan listrik yang memerlukan produksi “just‑in‑time” dan keseimbangan sempurna antara produksi dan permintaan secara instan.

Ada banyak alternatif yang mungkin, tetapi teknologinya masih baru atau belum diterapkan pada skala besar dengan cukup cepat. Hal ini menyebabkan surplus energi pada siang atau musim panas, dan kekurangan pada malam atau musim dingin.

Masalah ini tidak tidak dapat dipecahkan tetapi memerlukan kebijakan yang terkoordinasi dengan baik, serta lebih banyak investasi dalam jaringan listrik.

Dan secara jujur, juga mengakui bahwa “biaya nyata” energi terbarukan harus mencakup biaya penyimpanan energi. Energi terbarukan mungkin belum sepenuhnya lebih murah daripada bahan bakar fosil, setidaknya sampai mereka menjadi bagian besar dari produksi listrik negara.

Batas Baterai

Kekhawatiran tentang adopsi EV yang tetap pada jalurnya disebabkan oleh keterbatasan teknologi serupa. Sementara para adopter awal bersedia menanggung biaya awal yang lebih tinggi, jangkauan yang lebih pendek, atau waktu pengisian yang lebih lambat dibandingkan kendaraan ICE (Internal Combustion Engine), pembeli lain mungkin tidak begitu. Kekurangan litium yang meningkatkan harga logam putih juga menimbulkan kekhawatiran.

Untungnya, teknologi baterai baru akan segera hadir, mulai dari baterai Natrium‑Ion China hingga baterai solid‑state yang diharapkan dapat menurunkan harga EV dan menghilangkan kekhawatiran sah seperti kecemasan jangkauan atau bahaya kebakaran.

Permintaan Energi yang Sulit Diganti

Selain itu, sebagian konsumsi energi memang sulit diganti dari bahan bakar fosil. Misalnya, pengiriman jarak jauh masih memerlukan bahan bakar cair yang sangat padat. Terbang juga memerlukan sumber energi dengan kepadatan energi yang sangat tinggi, yang saat ini tidak dapat dipenuhi oleh baterai. Sebagian besar produksi plastik bergantung pada minyak, pupuk pada gas, dan baja pada batu bara kokas.

Di sini juga ada solusi, tetapi masih berupa teknologi yang belum matang dan jauh dari penerapan global.

Teknologi Pengubah Permainan

Pengubah Permainan yang Kemungkinan Besar

Berbagai solusi sudah tersedia untuk membantu memulai kembali pertumbuhan energi terbarukan dan teknologi rendah karbon.

Inovasi Nuklir

Masih kontroversial, energi nuklir tetap merupakan teknologi rendah karbon yang mungkin diperlukan untuk menjembatani kesenjangan menuju masa depan yang didorong oleh energi terbarukan.

Reaktor Nuklir Kecil (SMR) merupakan sektor lain yang baru‑baru ini mengalami berita buruk karena biaya yang naik, terkait inflasi global. Namun bagaimanapun, teknologi nuklir sedang mengalami kebangkitan, dengan desain yang lebih aman untuk reaktor yang lebih kecil (SMR dan mikro‑reaktor), atau bahkan bahan bakar baru seperti torium. Sementara itu, China sedang membangun 24 reaktor nuklir besar baru, dan merencanakan total hingga 150 reaktor.

Energi Terbarukan yang Lebih Baik

Penurunan biaya dibandingkan bahan bakar fosil kemungkinan akan tetap menjadi tren yang tahan lama. Hal ini terutama berlaku untuk surya, dengan inovasi seperti sel surya film tipis atau sel surya generasi ke‑3 (silicon amorf, polimer organik, atau kristal perovskit).

Proyek baterai skala utilitas juga akan membantu, dengan kapasitas yang diperkirakan akan lebih dari tiga kali lipat pada 2025.

Sumber: EIA

Baterai Solid‑State

Semua orang yang bekerja pada teknologi baterai tahu bahwa baterai solid‑state, yang tidak memerlukan elektrolit cair seperti baterai litium saat ini, akan menjadi pengubah permainan. Banyak perusahaan berencana meluncurkan versi baterai solid‑state mereka sendiri pada 2026‑2029. Ini termasuk QuantumScape (QS ) (QS), CATL (300750.SZ), Toyota (TM), Panasonic (6752.T), LG (051910.KS), dan Samsung SDI (006400.KS). Sementara Tesla (TSLA ) (TSLA) sedang mengerjakan alternatifnya sendiri untuk baterai solid‑state.

Pengubah Permainan Spekulatif

Beberapa teknologi lain masih kurang matang, tetapi lebih menjanjikan dan kemungkinan akan menjadi cara kita mendapatkan energi pada 2040‑2050 dan seterusnya.

Surgenerator Nuklir

Salah satu kekhawatiran utama terhadap pembangkit listrik tenaga nuklir adalah limbah nuklir. Surgenerator (atau “breeder”) dapat mengkonsumsi limbah nuklir tersebut dan mengubahnya kembali menjadi listrik & bahan bakar nuklir. Ini dapat membuat bahan bakar nuklir tersedia secara hampir tak terbatas, sekaligus secara signifikan mengurangi masalah limbah nuklir. Bonusnya, teknologi ini bukan hal baru, karena pernah digunakan oleh Prancis hingga 1997, sehingga masih bersifat spekulatif karena kesulitan politik seputar tenaga nuklir.

Surya Berbasis Luar Angkasa

Menghasilkan energi surya dari orbit akan sekaligus menyelesaikan semua masalah energi surya: tidak ada intermitensi, tidak ada awan, tidak ada penurunan produksi di musim dingin. Dengan internet berbasis luar angkasa yang kini menjadi kenyataan melalui Starlink, hal ini tidak sekadar khayalan.

Ini adalah topik yang kami selidiki lebih lanjut dalam artikel kami “From Sci‑Fi to Sky‑High: Are Orbiting Solar Panels a Bright Idea?”

Panas Bumi

Sumber energi terbarukan yang selama ini kurang diperhatikan, dan mampu menyediakan listrik beban dasar 24/7 adalah energi panas bumi. Hal ini kini mulai berubah, dengan perusahaan seperti Vulkan Energy (VUL.AX), Ormat Technologies (ORA ) (ORA), dan Eavor. Perusahaan‑perusahaan ini, secara ironis, memanfaatkan kemajuan dalam pengeboran dan fracking yang dikembangkan oleh industri minyak untuk menembus sumber panas bumi. (Kami telah membahas Ormat di artikel ini dan Vulkan di artikel itu.

Bahan Bakar Sintetis

Daya yang dihasilkan dari energi terbarukan (atau bahkan nuklir) dapat digunakan untuk mensintesis bahan bakar gas atau cair. Ini termasuk hidrogen, amonia, syngas, atau bahan bakar sintetis.

Opsi lain untuk bahan bakar sintetis dapat memanfaatkan biologi, dan menggunakan mikroalga untuk menghasilkan biofuel (lihat “Algal Biofuel: The Next Energy Revolution?“) atau bio‑fermenter untuk menghasilkan biogas & biomethane dari limbah organik.

Bahan bakar ini kemudian dapat digunakan pada pesawat, kapal, dan aplikasi lain yang memerlukan bahan bakar sangat padat atau suhu pembakaran sangat tinggi (seperti pembuatan baja).

Fusi

Energi fusi bertujuan menciptakan energi dengan menyatukan unsur ringan seperti hidrogen, meniru proses yang memberi tenaga pada Matahari. Dengan suhu yang berkisar antara jutaan hingga ratusan juta derajat, ini merupakan tantangan teknologi yang sangat besar.

Ini juga akan menyediakan energi bersih, tidak menghasilkan karbon maupun limbah nuklir, dengan pasokan “bahan bakar” tak terbatas, karena hidrogen adalah atom paling melimpah di alam semesta.

Proyek fusi terbesar adalah konsorsium riset internasional ITER, dengan banyak startup yang juga mengejar impian fusi nuklir, termasuk Helion, General Fusion (GFUZ ), Commonwealth Fusion, TEA Technologies, ZAP Energy, dan NEO Fusion (didanai oleh produsen EV China Nio).

Campuran Energi Masa Depan (es)

Meskipun menjanjikan dalam jangka panjang, kami akan sebagian besar meninjau kemungkinan campuran energi tanpa “pengubah permainan spekulatif” yang dibahas di atas, sambil melihat horizon tahun 2040.

EIA (Energy Information Administration) telah merilis beberapa skenario, tergantung pada pertumbuhan ekonomi dan adopsi atau tidak teknologi rendah karbon.

Dalam kebanyakan kasus, penggunaan energi diperkirakan akan terus meningkat, dengan bahan bakar fosil masih menyumbang sebagian besar energi dunia pada 2050. Ini merupakan proyeksi jika tidak ada perubahan kebijakan, dan investasi energi tetap sejalan dengan tren saat ini.

Sumber: EIA

Business as usual

Ini adalah skenario yang suram bagi siapa pun yang memperhatikan perubahan iklim. Skenario ini mengasumsikan bahwa batu bara, gas, dan minyak akan tetap menjadi kekuatan dominan dalam sistem energi kita selama dua dekade ke depan, menghasilkan sebagian besar energi kita.

Hal ini jauh dari tidak mungkin, seperti yang ditunjukkan oleh kembalinya Jerman ke batu bara, meskipun negara tersebut sebelumnya dianggap sebagai juara energi terbarukan dan transisi energi.

The High Tech Road

Opsi lain adalah masyarakat kita mengadopsi perubahan teknologi dalam bidang energi. Ini mencakup energi terbarukan, tetapi juga nuklir secara masif, baik konvensional maupun tipe lebih kecil sekaligus.

Ini adalah skenario di mana pembangkit listrik berbahan bakar fosil baik dipatok oleh alternatif yang lebih baik atau dilarang total oleh undang‑undang.

Ini juga merupakan skenario di mana EV terus diadopsi dengan cepat, kemungkinan berkat teknologi baterai baru.

Sementara nuklir menghasilkan listrik beban dasar dan kapasitas musim dingin, energi terbarukan dapat mengelola surplus produksi untuk bahan bakar cair guna mendekarbonisasi penerbangan, pelayaran, dan industri berat.

The Low Consumption Road

Mengingat kebutuhan energi dunia berkembang, termasuk tidak hanya China tetapi juga Amerika Selatan, Afrika, India, dan Indonesia, skenario ini tampaknya tidak terlalu mungkin.

Entah bagaimana, skenario ini akan melibatkan “memilih” de‑growth sejati, dan kemungkinan rata‑rata penurunan standar hidup, terutama dengan berkurangnya perjalanan dan perdagangan internasional. Pertanian terde‑industrialisasi sampai tingkat tertentu, aktivitas industri menurun, dan ekonomi secara keseluruhan menjadi jauh lebih lokal.

Skenario semacam ini paling mungkin terjadi bersamaan dengan ketegangan internasional yang masif, perang, atau depresi global, yang menjelaskan penurunan mendadak dalam aktivitas ekonomi, karena pilihan sukarela untuk memproduksi lebih sedikit tampaknya tidak realistis baik di negara demokratis maupun otoriter.

The Muddle-Through Scenario

Ini adalah skenario di mana segala sesuatunya terjadi sekaligus. Bahan bakar fosil sedikit menurun, tetapi tidak sepenuhnya dihapus. Batu bara secara umum sedang ditinggalkan, tetapi minyak dan gas tidak begitu. Beberapa negara bertaruh pada nuklir, yang lain pada energi terbarukan, dan sebagian lagi tetap pada business as usual.

Elektrifikasi dan dekarbonisasi terjadi tetapi dengan kecepatan yang lebih lambat dari yang diharapkan. Emisi karbon tetap jauh di atas skenario net‑zero yang dibayangkan oleh GIEC untuk menjaga suhu global tidak naik terlalu tinggi.

Hal ini tidak terlalu berbeda dari skenario EIA yang disebutkan di atas. Kedepannya, penangkapan karbon mungkin akan diterapkan untuk mempercepat dekarbonisasi dan membalikkan sebagian emisi masa lalu.

The Breakthrough Scenario

Terobosan dalam pembangkitan energi tercipta, memungkinkan energi melimpah, dan solusi dapat segera diterapkan di seluruh dunia.

Ini bisa berupa penurunan drastis infrastruktur surya orbital melalui perlombaan luar angkasa baru antara SpaceX (SPCX ) dan perusahaan‑perusahaan China.

Atau keberhasilan besar ITER pada peluncuran tahun 2025‑2026.

Atau desain revolusioner baru dalam teknologi surya dan baterai.

Perubahan semacam ini pada dasarnya hampir tidak dapat diprediksi atau diukur. Namun mereka tidak boleh sepenuhnya diabaikan.

mm

Jonathan adalah mantan peneliti biokimia yang bekerja dalam analisis genetik dan uji klinis. Ia kini menjadi analis saham dan penulis keuangan dengan fokus pada inovasi, siklus pasar, dan geopolitik dalam publikasinya 'The Eurasian Century'.