Apa yang Akan Menjembatani Kesenjangan Antara ICE dan Motor Listrik?

Kendaraan yang digerakkan oleh motor listrik adalah masa depan.  Baik itu melalui penggunaan paket baterai, sel bahan bakar hidrogen, atau solusi inovatif lainnya, hasil akhirnya sama – mesin pembakaran internal (ICE) sedang dalam proses menghilang.

Namun perubahan ini tidak akan terjadi dalam semalam.  Selama beberapa dekade, negara‑negara di seluruh dunia telah berinvestasi besar‑besar dalam pengembangan infrastruktur yang dirancang khusus untuk bahan bakar cair seperti bensin dan diesel.  Meskipun wajar mengasumsikan bahwa potensi kendaraan berbasis ICE sudah sepenuhnya dimanfaatkan, kenyataannya tidak demikian, dan pemahaman kita yang semakin mendalam tentang ilmu material memungkinkan masa depan di mana ICE dapat memperpanjang umur operasinya dan hidup berdampingan secara harmonis dengan kendaraan listrik selama bertahun‑tahun.

Dengan industri ICE masih diperkirakan akan tumbuh dari sekitar $55 Miliar pada 2021 menjadi sekitar $70 Miliar pada 2028, dengan CAGR 3,71%, masih ada potensi investasi yang belum dimanfaatkan.

The following is a brief look at a few innovations that have the potential to give ICE based vehicles this new lease-on-life, bridging the gap to the inevitable dominance of EVs.

Produsen dan Inovator

Before taking a look at some of the fresh innovations poised to extend the lifespan of ICE, make sure to check out the following publicly traded companies; each of which is playing an active role in developing/promoting such products.

Porsche (P911)

Di antara produsen mobil, Porsche adalah salah satu yang paling ikonik.  Upaya perusahaan tidak hanya menciptakan karya seni yang bergerak, tetapi juga bertanggung jawab atas pengembangan dan promosi teknologi baru yang ditujukan untuk meningkatkan kinerja serta efisiensi kendaraan mereka (mis. bahan bakar sintetis).

Porsche berbasis di Stuttgart, Jerman.  Perusahaan ini mempekerjakan hampir 40.000 orang, dan mencatat pendapatan lebih dari $37 Miliar pada tahun fiskal terakhir.

Tesla (TSLA)

Meskipun Tesla (TSLA ) mungkin bergantung pada pihak ketiga untuk memproduksi paket baterainya, permintaan dan kebutuhan perusahaan secara tunggal telah menjadi penyebab utama inovasi dalam sektor EV selama 20 tahun terakhir.

Sementara tahun 2022 menyaksikan penurunan tajam pada saham TSLA, arusnya telah berbalik, dengan 2023 menandai pemulihan mengesankan sebesar +55,48% YTD pada saat penulisan.  Meskipun 2022 sulit, perusahaan masih berhasil mencatat pendapatan $81,46 Miliar selama periode tersebut.

Tesla berbasis di Texas, Amerika Serikat.

Kecerdasan Buatan

Inovasi pertama yang akan memungkinkan kendaraan ICE terus menjadi lebih efisien dan memperpanjang beberapa tahun ekstra sebelum menjadi usang adalah mengemudi otomatis dengan memanfaatkan kecerdasan buatan (AI).

AI memiliki kemampuan ini dengan menghilangkan kesalahan dan kebiasaan manusia dari persamaan.  AI akan memungkinkan komunikasi antar kendaraan di jalan, mengurangi kemacetan dan lalu lintas serta emisi berlebih yang dihasilkan;  AI akan mematuhi batas kecepatan dan tidak akan berakselerasi secara tidak efisien dari lampu merah ke lampu merah;  AI dapat mempertahankan kecepatan konstan tanpa membebani gas secara berlebihan.

Untuk setiap alasan di atas, dan lebih banyak lagi, AI berpotensi memungkinkan kendaraan ICE tradisional tetap kompetitif dengan EV selama mungkin.

Bahan Bakar Sintetis

Masalah utama kendaraan ICE adalah ketergantungannya pada bahan bakar fosil.  Tidak hanya sumber bahan bakar ini semakin menipis, proses penambangan, pengolahan, dan pembakarannya sangat merusak lingkungan.

Dengan kondisi tersebut, tidak mengherankan bahwa salah satu inovasi paling menjanjikan untuk memperpanjang umur kendaraan ICE adalah pembuatan bahan bakar sintetis atau ‘eFuel’.  Bahkan, bahan bakar sintetis memiliki harapan sehingga wilayah seperti Eropa telah memutuskan memberikan pengecualian pada larangan mesin yang menghasilkan CO₂ dalam beberapa tahun mendatang bagi kendaraan yang menggunakan eFuel.

Jadi apa itu bahan bakar sintetis atau ‘eFuel’?  Ini adalah sumber energi yang dapat menggantikan bensin yang berasal dari bahan bakar fosil untuk digunakan pada kendaraan ICE standar.  Saat ini ada dua metode utama pembuatannya, antara lain,

• Melalui proses multi‑langkah yang memisahkan H₂O lewat elektrolisis, menghasilkan molekul hidrogen diatomik yang kemudian dikonversi menjadi metanol dengan menggabungkannya dengan CO₂ yang ditangkap dari udara.  Metanol yang dihasilkan selanjutnya diubah menjadi eFuel (bensin sintetis) pada suhu tinggi dengan bantuan katalis.
• Membangun hidrokarbon yang berfungsi sebagai blok bangunan bensin dari CO₂ dan H₂

Perlu dicatat bahwa saat ini eFuel belum menjadi solusi sempurna.  Proses di atas yang digunakan untuk menghasilkan eFuel sangat intensif energi.  Selain itu, ‘bensin’ yang dihasilkan tetap menjadi ‘emisi knalpot’.  Namun proses ini dapat membuat bahan bakar yang dihasilkan menjadi netral karbon dengan menyerap CO₂ dari udara dan memanfaatkan sumber energi berkelanjutan dalam proses pembuatannya.

Sementara Porsche mungkin menjadi pelopor inovasi ini sebagai cara membuat kendaraan ICE – yang akan tetap berada di jalan selama beberapa dekade terlepas dari adopsi EV – menjadi jauh lebih hijau, perusahaan seperti HIF yang sedang bekerja menyempurnakan bahan bakar dan proses yang diperlukan untuk membuatnya.

Gesekan – Teman atau Musuh?

Ketika berbicara tentang transportasi darat, gesekan sekaligus menjadi berkah dan hambatan.  Gesekan diperlukan agar tenaga dapat ditransfer melalui ban kendaraan ke tanah.  Gesekan memungkinkan kendaraan mempertahankan kontrol saat pengereman dan berbelok.  Namun, ketika menjadi hambatan, hal itu terjadi pada drivetrain kendaraan, di mana gesekan dapat menyebabkan sebagian besar energi mekanik terbuang sebagai panas.

Sepasang solusi untuk mengatasi gesekan meliputi tekstur permukaan dan penggunaan pelumas sintetis.

Studi yang dilakukan pada tekstur permukaan menunjukkan hasil menjanjikan dengan penggunaan alur dan cekungan di dalam dinding silinder ICE, memperlihatkan penurunan signifikan pada gesekan dan panas yang dihasilkan.

Pelumas sintetis bukan hal baru.  Ketika pertama kali diperkenalkan beberapa dekade lalu, menggantikan oli mesin tradisional, mereka menawarkan alternatif dengan pelumasan lebih baik, karakteristik keausan yang lebih baik, viskositas variabel, dan lain‑lain.  Ilmu di balik pelumas ini tidak berhenti.  Dengan pemahaman ilmu material yang terus meningkat, pelumas sintetis terus menjadi lebih kuat dan efektif dalam tugasnya.

Jika digabungkan, penggunaan tekstur permukaan dan peningkatan pelumas sintetis berpotensi membantu kendaraan ICE menghilangkan sebagian besar kehilangan mekanis yang terjadi melalui drivetrain.  Meskipun mereka tidak akan pernah mencapai efisiensi tinggi EV, yang mengklaim kehilangan hanya 5%, mengurangi hampir 50% kehilangan pada ICE dapat sangat memperpanjang umur mereka.

Mereimajinasikan ICE

Jadi AI dapat menggantikan pengemudi, bahan bakar sintetis dapat menggantikan sumber energi, dan pelumas modern yang dipadukan dengan tekstur permukaan dapat mengurangi kehilangan mekanik mesin.  Semua itu hebat, namun ada satu perusahaan yang membawa inisiatif tersebut satu langkah lebih jauh dengan melakukan hampir redesign total pada ICE tradisional.

Avadi engines, yang baru‑baru ini menutup kampanye crowdfunding di StartEngine yang berhasil mengumpulkan lebih dari $210.000, mengklaim bahwa dengan menghilangkan valvetrain tradisional, ICE yang mereka rancang ulang menjadi lebih kompak, lebih ringan, lebih efisien, lebih serbaguna, dan monster torsi.

Desain unik perusahaan memanfaatkan piston berputar dengan dua batang penghubung.  Rotasi piston memungkinkan penghilangan valvetrain tradisional, dengan memungkinkan pemasangan katup masuk dan buang di kepala silinder.  Avadi mengklaim bahwa,

“Menurut pengujian internal, Avadi MA-250 kami memiliki berat sekitar setengahnya dan torsi & tenaga kuda dua kali lipat dari mesin pesaing terdekat, sekaligus membakar sekitar 30% lebih sedikit bahan bakar.”

Sementara Avadi menyatakan bahwa model pertama mereka, MA-250, memiliki 15 hp dan 22 lb‑ft dengan berat hanya 26 lb, mesin ini juga dapat diskalakan naik atau turun untuk berbagai aplikasi.

Kemampuan untuk diskalakan naik atau turun penting karena ICE digunakan tidak hanya untuk transportasi darat.  Faktanya, salah satu alasan ICE akan tetap dominan selama bertahun‑tahun adalah penggunaannya yang luas dalam berbagai aplikasi.  Baik itu traktor kebun, ATV, mesin pemotong kayu, atau mesin lainnya, ICE dapat ditemukan di mana saja.  Hal ini kini menjadi fokus perusahaan seperti Avadi dan prototipe MA-250 mereka.

Kata Penutup

Seperti yang disebutkan di awal artikel ini – EV menggantikan ICE hanyalah soal waktu.  Hal itu tidak lagi menjadi pertanyaan besar saat ini.  Yang menarik, adalah kecerdikan berkelanjutan para insinyur yang memungkinkan ICE tetap menjadi sumber tenaga yang layak selama bertahun‑tahun ke depan.

Sementara EV sudah ada sekarang, dan mendekati parity dengan kendaraan ICE dalam berbagai metrik, masih akan memakan waktu sebelum infrastruktur global mengikuti.  Dengan kondisi ini, masih ada cukup waktu bagi investor cerdas untuk melakukan investasi menguntungkan di ruang ICE.  Baik melalui teknologi jembatan seperti bahan bakar modern, pelumas, atau redesign mesin – peluangnya ada.

Mungkin dalam beberapa tahun, akan tiba hari di mana kita memiliki kendaraan self‑driving yang ditenagai oleh mesin Avadi, berjalan dengan eFuel, dan menawarkan efisiensi luar biasa melalui penggunaan pelumas generasi berikutnya serta tekstur permukaan.