Revolusi Penyimpanan Energi: Bagaimana Baterai Akan Mengubah Transportasi dan Kota

Konsumsi listrik terus meningkat di seluruh dunia. Menurut IEA, permintaan listrik global diperkirakan akan naik lebih cepat, pada tingkat tingkat rata-rata 3,4% per tahun, pada tahun 2026. Permintaan ini akan didorong oleh prospek ekonomi yang membaik dan ekspansi signifikan sektor pusat data. 

Seiring konsumsi listrik meningkat, memastikan pasokan energi yang stabil dan berkelanjutan menjadi semakin kompleks.

Masalahnya, jaringan listrik tradisional bergantung pada bahan bakar fosil, dan sumber energi terbarukan seperti angin dan matahari bersifat intermiten. Di sini, penyimpanan energi sangat penting untuk memenuhi permintaan energi dan mendukung penyimpanan berkelanjutan. 

Dengan menangkap energi berlebih saat pasokan tinggi (hari cerah untuk energi surya) dan melepaskannya ketika diperlukan (pada malam atau hari berawan), atau saat puncak permintaan, solusi penyimpanan memungkinkan integrasi energi terbarukan dan meningkatkan keandalan jaringan.

Selain itu, hal ini dapat berpotensi mengurangi biaya listrik dengan mengoptimalkan penggunaan energi dan meminimalkan kebutuhan pembangkit listrik baru. Lebih penting lagi, ini berkontribusi pada upaya dekarbonisasi dengan mengurangi ketergantungan pada sumber daya listrik yang intensif karbon.

Dalam konteks ini, pasar penyimpanan energi global telah meningkat sekitar tiga kali lipat pada tahun 2023 dan diperkirakan akan terus tumbuh pada tingkat tahunan tingkat tahunan 21% hingga 2030. 

Penyimpanan energi sebenarnya merupakan satu ide besar Ark Invest untuk 2025 dan diperkirakan akan “mendorong kemajuan eksponensial di seluruh industri dan menjadi katalis perubahan signifikan dalam pertumbuhan ekonomi global.”

ARK milik Cathie Wood adalah laporan tahunan yang menawarkan analisis komprehensif tentang konvergensi teknologi dan potensinya untuk merevolusi industri. Kali ini, kecerdasan buatan, robotika, blockchain publik, dan sekensing multiomik bersama dengan penyimpanan energi menjadi area fokus yang diproyeksikan akan membuka pertumbuhan eksponensial. 

Ide-ide ini, menurut laporan, siap meningkatkan produktivitas secara dramatis dan menciptakan peluang investasi jangka panjang. Jadi, mari kita lihat solusi penyimpanan energi yang paling menonjol!

Kemajuan Teknologi Baterai

Di antara solusi penyimpanan energi, baterai memainkan peran kunci dalam memenuhi permintaan yang meningkat dan mempercepat transisi ke energi terbarukan dengan berfungsi sebagai opsi yang fleksibel, skalabel, dan ramah lingkungan. 

Penyimpanan baterai adalah penggerak penting bagi generasi energi terbarukan dan aplikasi seperti pemotongan puncak, optimasi konsumsi mandiri, dan daya cadangan. Selama bertahun-tahun, kemajuan dalam teknologi baterai telah secara signifikan meningkatkan densitas energi, efisiensi, kecepatan pengisian, umur pakai, dan keamanan.

Semua kemajuan ini dalam teknologi baterai sebenarnya didorong oleh teknologi disruptif lainnya, catat ARK dalam laporannya. Inovasi dalam teknologi baterai dipengaruhi oleh kemajuan dalam jaringan saraf, cloud generasi berikutnya, perangkat cerdas, mobilitas otonom, pembangkit energi terdistribusi, dan roket terbarukan.

Sekarang, kemajuan terbaru dalam teknologi baterai mencakup baterai litium-sulfur, yang memiliki densitas energi lebih tinggi, memungkinkan mereka menyimpan lebih banyak daya; baterai natrium-ion, yang menggunakan material lebih melimpah; baterai elektrolit organosilikon yang lebih tahan api; dan baterai litium-tungsten NanoBolt, yang lebih cepat diisi ulang.

Sebuah inovasi utama dalam kimia baterai, bagaimanapun, adalah baterai padat (SSB), yang, alih-alih menggunakan elektrolit cair, menggunakan elektrolit padat, sehingga meningkatkan keamanan dan stabilitas. Elektrolit padat ini sebenarnya dapat dibuat dari berbagai material yang lebih murah dan lebih ramah lingkungan.

Material padat yang digunakan sebagai elektrolit memungkinkan pergerakan ion antara anoda, yang biasanya terbuat dari material berenergi tinggi seperti litium, dan katoda, yang terbuat dari material komposit, selama proses pengisian dan pengosongan.

Dibandingkan dengan baterai litium-ion tradisional, baterai padat menawarkan densitas energi lebih tinggi dan dapat menyimpan lebih banyak energi dalam ruang yang sama. Elektrolit padat juga meminimalkan risiko kebocoran dan kebakaran dengan memanfaatkan bahan padat yang stabil dan tidak mudah terbakar, yang juga mencegah runaway termal.

Dengan cara ini, ia menghilangkan kebutuhan akan sistem manajemen termal, yang pada gilirannya menawarkan kinerja yang lebih baik pada suhu ekstrem, waktu pengisian yang lebih cepat, jangkauan yang lebih luas, dan siklus hidup yang lebih panjang.

Umur panjang dan siklus hidup baterai padat secara khusus ditargetkan untuk ditingkatkan melalui inovasi dalam material elektrolit padat, yang memungkinkan mereka menahan lebih banyak siklus pengisian-pengosongan. Hal ini tidak hanya memperpanjang umur pakai tetapi juga menjadikan baterai ini opsi yang lebih berkelanjutan dibandingkan baterai konvensional. 

Sementara baterai Li-ion mampu bertahan 1.500 hingga 2.000 siklus pengisian, SSB dapat bertahan 8.000 hingga 10.000 siklus. Peningkatan signifikan dalam efisiensi dan daya tahan ini menunjukkan potensi mereka untuk melampaui teknologi baterai saat ini dalam aplikasi yang menuntut dan menjadikan baterai padat pilihan yang sangat menjanjikan untuk solusi penyimpanan energi masa depan di berbagai industri. 

Industri otomotif khususnya akan mendapatkan manfaat besar dari teknologi baterai padat karena kendaraan listrik membutuhkan baterai dengan densitas energi tinggi serta aman, tahan lama, dan dapat diisi cepat.

Sekarang, untuk pengisian cepat, perusahaan juga mengeksplorasi baterai tanpa anoda, elektrolit baru, material baru dan teknologi pendinginan yang membuang panas lebih efisien; desain konverter canggih untuk mengelola tingkat daya tinggi sambil mengurangi generasi panas dan kehilangan energi; serta teknologi AI dan pengisian nirkabel untuk mengoptimalkan proses pengisian.

Selain kimia baterai, kemajuan teknologi lain di bidang ini mencakup daur ulang dan pemanfaatan kembali baterai untuk menurunkan biayanya serta pemantauan waktu nyata untuk mengoptimalkan kinerja baterai.

Kendaraan Listrik & Penyimpanan Jaringan

Teknologi baterai canggih, yang telah membawa perbaikan dalam efisiensi baterai dan penyimpanan energi, mempercepat kemajuan dalam mobilitas otonom, pembangkit energi terdistribusi, dan robotik humanoid.

Dari kendaraan listrik hingga sistem energi terbarukan dan penyimpanan energi jaringan, semua aplikasi ini bergantung pada solusi penyimpanan energi yang efisien dan terjangkau. Perkembangan terbaru menunjukkan bahwa kita sebenarnya bergerak ke arah yang benar seiring biaya baterai menurun drastis.

Jika kita melihat data historis, baterai dengan kapasitas satu kilowatt-jam dulu berharga fantastis $7.500 pada tahun 1991. Sejak itu, harga telah turun secara signifikan, dengan baterai litium-ion muncul sebagai solusi penyimpanan energi paling hemat biaya.

Pada tahun 2008, biaya per kilowatt-jam (kWh) adalah $1.355 yang selanjutnya turun menjadi $153 per kWh pada tahun 2022. Ini tidak berhenti di situ, harga paket baterai litium-ion terus turun ke rekor terendah $115 per kilowatt-jam pada tahun 2024, penurunan 20% dari tahun sebelumnya. 

Alasan utama di balik penurunan ini adalah kemajuan dalam teknologi dan kimia baterai serta peningkatan produksi yang signifikan, penurunan harga bahan baku, adopsi material yang lebih terjangkau, dan kompetisi yang meningkat.

Penurunan biaya ini seharusnya mempercepat adopsi EV karena paket baterai merupakan bagian kunci dari EV dan membantu menyimpan energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan kendaraan ini. Biaya baterai yang tinggi sebenarnya menjadi hambatan utama dalam adopsi EV. Hal ini karena mereka dapat menyumbang sepertiga dari biaya sebuah EV. Dan dengan menurunnya biaya baterai, harga EV juga seharusnya turun.

BNEF memprediksi harga paket baterai akan turun di bawah level $100/kWh pada tahun 2026 dan $69/kWh pada tahun 2030. Hal ini diproyeksikan akan membantu EV mencapai kesetaraan biaya dengan kendaraan mesin pembakaran internal (ICEV).

Harga baterai yang lebih rendah juga membuat sistem energi intermiten secara ekonomi menarik dengan ketersediaan 100%. Hal ini meningkatkan kelayakan solusi penyimpanan energi skala besar dan memfasilitasi integrasi sumber energi terbarukan ke dalam jaringan listrik.

Menurut laporan ARK:

“Penurunan biaya Teknologi Baterai Canggih harus menyebabkan ledakan dalam faktor bentuk, memungkinkan sistem Mobilitas Otonom yang menurunkan biaya transportasi secara drastis.”

Pengurangan biaya drivetrain listrik, khususnya, seharusnya membuka peluang mikro-mobilitas dan sistem udara seperti taksi terbang yang akan memungkinkan model bisnis yang akan mengubah kota, prediksi ARK. Otonomi juga diperkirakan akan mengurangi biaya taksi, pengiriman, dan pengawasan hingga sepuluh kali lipat, memungkinkan transportasi tanpa gesekan, yang pada gilirannya akan meningkatkan kecepatan e‑commerce dan menjadikan kepemilikan mobil pribadi menjadi sesuatu yang langka.

Semua inovasi ini bersama dengan energi surya, fusi skala kecil, dan baterai stasioner skala besar, menurut ARK, dapat sepenuhnya mengubah sektor energi, menggantikan bahan bakar cair dengan listrik dan meningkatkan produksi serta ketahanan sistem secara menyeluruh.

Peluang Investasi

Penyimpanan energi adalah fondasi masa depan energi berkelanjutan, yang didorong oleh kemajuan dalam teknologi baterai. Jadi, mari kita lihat beberapa nama terkemuka di sektor ini:

#1. Tesla

Tesla (TSLA ) adalah kekuatan dominan dalam produksi baterai dan EV dengan kemajuan teknologinya dan ekspansi strategis yang memainkan peran kunci dalam mewujudkan impian listrik industri. Ketika membahas teknologi baterai perusahaan, Tesla menggunakan berbagai kimia baterai litium-ion (Li-ion), yang melibatkan komposisi berbeda NMC (nikel-mangan-kobalt) serta LFP (litium-iron-phosphate) yang lebih murah.

Sebagian besar baterai EV Tesla, bagaimanapun, berasal dari perusahaan lain, termasuk Panasonic Energy dan LG Energy, sehingga perusahaan telah berusaha meningkatkan produksi sel baterai 4680 di AS untuk menurunkan biaya dan meningkatkan margin. Pengembangan baterai 4680, bagaimanapun, menghadapi masalah signifikan, kehilangan hingga 80% katoda dalam produksi uji.

Terlepas dari tantangan ini, Tesla terus membuat kemajuan, dengan mengerahkan 11 GWh penyimpanan energi pada Q4 2024 dan rekor 31,4 GWh sepanjang 2024, masing-masing mewakili peningkatan YoY sebesar 244% dan 114%. Produk Megapack dan Powerwall menjadi pendorong utama pertumbuhan ini.

Menurut ARK, Tesla menyumbang sekitar 19% penyimpanan energi global, yang mungkin tampak mengejutkan bagi sebagian orang saat ini, namun seperti yang pernah dikatakan Musk, tujuan Tesla selalu “mempercepat munculnya energi berkelanjutan.”

Tesla kini juga berencana merancang empat versi baru baterai internal untuk memberi daya pada Cybertruck, robotaxi yang akan datang, dan EV lainnya, menurut laporan Reuters pada Oktober tahun lalu.

Produsen mobil ini juga bersiap meluncurkan robotaxinya pada 2025. ARK memperkirakan Cybercrab Tesla akan menguntungkan dengan harga $15.000 atau lebih rendah berdasarkan efisiensi 5,5 mil/kWh dan biaya baterai serendah $2.300. 

Sekarang, terkait keuangan perusahaan, Tesla melaporkan pendapatan sebesar $25,71 miliar untuk kuartal keempat 2024 yang paling baru. Ini termasuk $19,8 miliar pendapatan otomotif — penurunan 8% dari Q4 2023 — di mana $692 juta berasal dari kredit regulasi dan $3,06 miliar pendapatan generasi dan penyimpanan energi, yang melonjak 113% dari periode yang sama tahun sebelumnya.

Pendapatan operasional Tesla sebesar $1,6 miliar, laba bersih $2,32 miliar, dan laba per saham mencapai 73 sen setelah penyesuaian. Selama periode ini, Tesla mengirimkan 495.570 kendaraan, dan dalam setahun penuh, sekitar 1,8 juta EV dikirim. Tahun ini, perusahaan berencana meluncurkan “Full Self-Driving tanpa pengawasan sebagai layanan berbayar.”

Tesla dengan kapitalisasi pasar $1,12 triliun memiliki saham yang, pada saat penulisan, diperdagangkan pada $349, turun 13,15% YTD. EPS (TTM) nya adalah 2,04, sementara rasio P/E (TTM) adalah 172,20.

2. QuantumScape  

QuantumScape (QS ) telah mengembangkan desain sel yang tidak melibatkan anoda untuk menawarkan kepadatan energi tinggi sambil menyederhanakan manufaktur dan mengurangi biaya material. Teknologi sel baterai aslinya mengklaim dapat memungkinkan penyimpanan energi yang lebih efisien dan andal.

Dengan baterainya, perusahaan bertujuan memberi daya pada mobilitas generasi berikutnya dan membantu pergeseran hijau di sektor transportasi, yang merupakan salah satu kontributor utama emisi GRK global. Namun EV saat ini, kata QuantumScape, masih kurang dalam kinerja, keamanan, dan biaya yang diperlukan untuk adopsi massal kendaraan nol emisi.

Oleh karena itu, fokus QuantumScape adalah pada baterai padat litium-logam, yang katanya akan mengisi lebih cepat, menempuh jarak lebih jauh, bertahan lebih lama, dan beroperasi lebih aman dibandingkan EV yang ada serta kendaraan berbahan bakar bensin.

Selain arsitektur tanpa anoda, inovasi QuantumScape lain yang dapat membantu membawa era baru penyimpanan energi ini adalah separator keramik padat milik mereka, yang dapat memenuhi persyaratan utama berupa konduktivitas tinggi, stabilitas, dan impedansi antarmuka rendah yang memungkinkan kepadatan energi tinggi, pengisian cepat, dan umur panjang.

Produk komersial pertama yang direncanakan adalah QSE-5, yang dirancang untuk dipasangkan dengan berbagai kimia katoda, termasuk NMC dan LFP. Sel QSE-5 memiliki kepadatan energi terukur 844 Wh/L dan dapat mengisi dari 10% ke 80% dalam sekitar 12 menit.

QuantumScape dengan kapitalisasi pasar $2,56 miliar memiliki saham yang, pada saat penulisan, diperdagangkan pada $5, turun 3,47% YTD. EPS (TTM) nya adalah -0,95 sementara rasio P/E (TTM) adalah -5,25.

Mengenai keuangan perusahaan, kuartal terakhir yang dilaporkan adalah Q3 2024, di mana belanja modalnya sebesar $17,9 juta, beban operasional GAAP $130,2 juta, dan kerugian bersih GAAP sebesar $119,7 juta sementara likuiditas pada akhir kuartal tersebut adalah $841 juta.

QuantumScape juga melaporkan memulai produksi volume rendah sel B-sample pertama mereka, berhasil menerapkan proses Raptor, dan bermitra dengan produsen baterai Volkswagen, PowerCo, dengan pembayaran muka $130 juta untuk membawa teknologi QSE-5 ke produksi massal.

3. Solid Power  

Solid Power (SLDP ) sedang mengembangkan teknologi sel baterai all-solid-state yang diharapkan dapat meningkatkan sel hibrida generasi berikutnya dan teknologi Li-ion berbasis cair tradisional. Perusahaan menggunakan elektroda berkapasitas lebih tinggi seperti silikon dan litium logam untuk menawarkan keamanan lebih baik, umur lebih panjang, dan keunggulan biaya 15-35%.

Bahan utama Baterai All-Solid-State Solid Power adalah elektrolit padat berbasis sulfida, yang menjanjikan kombinasi solid antara kinerja sel, kemampuan manufaktur, dan konduktivitas. Teknologi elektrolit padat berbasis sulfida ini menggunakan material yang melimpah, dan perusahaan berencana meningkatkan produksi untuk memberi daya pada 800.000 EV menggunakan sel baterai all-solid-state setiap tahun pada 2028.

Solid Power dengan kapitalisasi pasar $240 juta memiliki saham yang, pada saat penulisan, diperdagangkan pada $1,36, turun hampir 30% YTD. EPS (TTM) nya adalah -0,47 sementara rasio P/E (TTM) adalah -2,80.

Untuk Q3 2024, perusahaan melaporkan pendapatan $4,7 juta, kerugian operasional $27,6 juta, dan kerugian bersih $22,4 juta. Likuiditasnya pada akhir kuartal tersebut adalah $348,1 juta. Solid Power juga telah memperoleh penghargaan $50 juta dari Departemen Energi AS untuk melanjutkan produksi elektrolit padat berbasis sulfida. Selanjutnya, perusahaan memperpanjang kesepakatan dengan VMW dan memulai pekerjaan dalam R&D elektrolit serta laboratorium pra-pilot EIC.

Tantangan

Seiring EV mengalami ekspansi cepat dan jaringan energi beralih ke terbarukan, baterai menjadi elemen kunci dalam mencapai masa depan yang lebih hijau. Namun meskipun baterai menawarkan teknologi hijau yang menjanjikan dibandingkan bahan bakar fosil, mereka juga menghasilkan emisi gas rumah kaca (GRK) secara langsung atau tidak langsung sepanjang siklus hidupnya.

Tahap manufaktur baterai, yang mencakup penambangan dan pemurnian bahan mentah, merupakan kontributor signifikan terhadap emisi GRK. Tidak hanya itu, material tersebut juga menimbulkan tantangan lain bagi pengembangan teknologi baterai dan, secara lebih luas, EV serta penyimpanan energi.

Litium saat ini merupakan komponen paling kritis dalam produksi baterai, dan permintaannya diperkirakan akan meningkat lebih dari 40 kali lipat pada 2040. Namun, pasar litium sendiri menghadapi tantangan signifikan karena pemotongan produksi dan pola permintaan yang berubah.

Mineral, yang terutama ditemukan di Australia, Chili, dan China, menyumbang 90% produksi global dan juga berbahaya bagi lingkungan. Selain distribusi yang tidak merata dari mineral baterai kritis ini (litium, kobalt, nikel, mangan, dan grafit), mereka juga menghadapi masalah kelangkaan dan melibatkan operasi penambangan intensif untuk ekstraksi.

Ketegangan geopolitik yang meningkat semakin memperburuk situasi ini. Kebijakan perdagangan seperti potensi tarif pada impor China oleh Presiden AS Donald Trump dan tarif balasan dari China pada impor AS sudah mengancam mengubah harga baterai global dan rantai pasokan.

Perubahan kebijakan terkait EV dan energi terbarukan menjadi tantangan lain. Misalnya, di Eropa, negara seperti Prancis dan Jerman telah mengurangi subsidi EV, yang dapat memperlambat pertumbuhan EV dan pada gilirannya memengaruhi pengembangan serta kemajuan baterai.

Selain itu, teknologi baterai masih menghadapi tantangan dalam hal keamanan, yang membatasi penggunaan EV dan baterai untuk penyimpanan energi. Kemudian ada masalah kualitas baterai yang buruk¹, yang dapat memengaruhi keandalan perangkat yang mereka dayakan. Pembuangan baterai ini juga menghasilkan limbah berbahaya, sementara umur pakai yang lebih pendek dari baterai yang dipensiunkan menyebabkan biaya penggantian, instalasi, transportasi, dan waktu henti. 

Sekarang, untuk mengatasi kekhawatiran keberlanjutan baterai, fokus utama tetap pada memperpanjang masa operasionalnya, namun mereka harus melampaui itu. Selain memaksimalkan efisiensi energi, kita harus meminimalkan penggunaan material beracun, menggunakan sumber terbarukan untuk memberi daya pada perangkat baterai, mengembangkan sistem baterai multifungsi, dan mempromosikan daur ulang serta pemanfaatan kembali baterai.

Kesimpulan

Seiring dorongan global menuju energi terbarukan semakin intensif, kebutuhan akan penyimpanan energi yang efisien menjadi lebih penting daripada sebelumnya. Sistem penyimpanan energi yang kuat dapat memastikan pasokan energi yang stabil dan berkelanjutan, mengurangi biaya, meminimalkan beban jaringan, memberi daya pada kendaraan listrik, dan membantu mencapai target dekarbonisasi.

Penyimpanan energi didorong oleh kemajuan dalam teknologi baterai, yang menghasilkan penurunan biaya, efisiensi lebih baik, dan keamanan yang ditingkatkan. Melalui inovasi terus-menerus dalam teknologi baterai, penyimpanan energi dapat merevolusi industri mulai dari AI, robotika, hingga mobilitas otonom dan pembangkit energi terdistribusi.

Secara keseluruhan, penyimpanan energi yang dipicu oleh teknologi baterai canggih siap mendorong adopsi luas kendaraan listrik, memungkinkan jaringan pintar yang tangguh, dan memberi daya pada masa depan yang berkelanjutan!

Klik di sini untuk daftar saham EV teratas.

Referensi Studi:

^{1. Attia, P.M., Moch, E., & Herring, P.K. (2025). Tantangan dan peluang untuk produksi baterai berkualitas tinggi secara skala. Nature Communications, 16, 611. Tersedia secara online 12 Januari 2025. https://doi.org/10.1038/s41467-025-55861-7}