Penulis : Lius Daniel, S.T., M.Eng., Ph.D.
Pemenuhan kebutuhan energi di dunia merupakan salah satu tantangan yang sedang dan akan terus dihadapi dunia. Konsumsi energi global diprediksi akan meningkat signifikan dari konsumsi pada tahun 2000 yakni sebesar 13.5 TW menjadi 27 TW pada tahun 2050 (sekitar dua kali lipat dalam 50 tahun).1 Jumlah ini bahkan diprediksi terus meningkat tajam hingga 2100. Diantara konsumen energi global, transportasi adalah salah satu sektor yang mengambil porsi yang sangat besar. Berdasarkan data US Energy Information Administration (EIA), 29% dari total konsumsi energi di US merupakan kontribusi dari sektor transportasi, yang juga mewakili postur konsumsi dari sektor transportasi secara global.2 Tantangan tersebut diperparah dengan ketergantungan yang sangat besar pada sumber bahan bakar fosil. Data mencatat sekitar 88% pemenuhan sektor transportasi didapatkan dari bahan bakar fosil yang tidak terbarukan yang menghasilkan emisi berbasis karbon yang tinggi. 2 Meskipun mean carbon intensity (kg carbon yang dihasilkan per watt daya diproduksi) terus menunjukkan tren menurun, pemanfaatan sumber energi rendah emisi karbon dan pemanfaatan teknologi konversi energi berefisiensi tinggi memainkan peranan sangat penting dalam isu energi global, khususnya sektor transportasi.
Aspek pertama dalam isu ketahanan energi yang perlu mendapat perhatian adalah sumber energi (energy sources). Dalam aspek ini, stakeholder dunia perlu perlahan-lahan melakukan transisi pada sumber energi dengan emisi karbon lebih rendah atau bahkan carbon-neutral. Dari beberapa kandidat sumber energi (seperti sinar matahari atau solar, wind, hydro, geothermal, dan nuklir), solar merupakan sumber energi yang paling melimpah, merata dan mempunyai ketersediaan yang cukup untuk memenuhi kebutuhan energi global. Jumlah total energi solar yang sampai ke permukaan bumi adalah sekitar 4.3 × 1020 J, lebih besar dari kebutuhan energi global selama setahun pada 2001 (4.1 ×1020 J).3 Dari potensi yang sangat besar tersebut hanya <1% nya telah dikonversi menjadi energi yang siap dikonsumsi. Aspek kedua yang juga memegang peranan penting dalam isu ketahanan energi adalah penggunaan teknologi konversi energi yang efisien baik dalam skala industri maupun dalam skala kecil seperti rumah tangga atau kendaraan. Seperti yang telah dibahas diatas, sektor transportasi yang berkontribusi besar pada konsumsi energi global dan emisi gas rumah kaca masih sangat bergantung pada bahan bakar fosil yang umumnya dikonversi menggunakan mesin berbasis internal combustion engine (ICE) yang memiliki efisiensi sangat rendah. Studi menunjukkan bahwa teknologi converter berbasis ICE seperti pada kendaraan yang umum ditemui dan pembangkit listrik memiliki efisiensi sekitar 40% lebih rendah daripada teknologi konversi energi berbasis elektrokimia seperti fuel cell.4 Teknologi untuk memanen dan mengonversi solar seperti photovoltaic panel, teknologi wind turbine dan hydro turbine untuk memanfaatkan energi dari wind dan hydro juga merupakan berbagai teknologi dengan angka efisiensi yang tinggi dan layak dikembangkan. Aspek penting lain yang juga berperanan penting dalam rangkaian peningkatan ketahanan energi adalah teknologi penyimpanan. Energi terbarukan yang diperoleh dari kebanyakan sumber terbarukan, seperti solar dan wind tidak tersedia secara konstan sepanjang waktu dan memiliki fleksibilitas konsumsi seperti sumber energi berbahan fosil sehingga teknologi penyimpanan memegang peranan penting untuk mengatur beban pemakaian dan produksi. Teknologi penyimpanan juga memungkikan energi terbarukan dipakai pada aplikasi mobile (bergerak) seperti kendaraan. Karakteristik teknologi penyimpanan yang sesuai adalah yang memiliki kapasitas penyimpanan besar dan produksi atau keluaran energi yang relatif cepat. Baterai dengan perkembangan terkini menggunakan Lithium (lithium-based battery) yang memiliki kapasitas penyimpanan besar menjadi salah satu solusi yang tepat untuk kebutuhan penyimpanan energi.
Sebagai kesimpulan, isu kebutuhan energi yang diikuti dengan isu lingkungan hidup adalah tantangan yang sangat nyata dan dekat. Kebutuhan energi yang meningkat secara signifikan membutuhkan jawaban yang cepat dan tepat tanpa mengabaikan tanggung jawab menjaga keseimbangan level gas rumah kaca di atmosfer dan perubahan iklim. Pemilihan dan pemakaian sumber energi yang murah, melimpah dan bersih, pemanfaatan teknologi konversi yang efisien, serta pemgembagan teknologi penyimpanan merupakan aspek-aspek kritikal untuk menjawab tantangan isu energi dan lingkungan hidup kedepannya.
References:
(1) Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Powering the Planet: Chemical Challenges in Solar Energy Utilization. Proc. Natl. Acad. Sci. 2006, 103, 15729–15735.
(2) Administration, U. S. E. I. Monthly Energy Review October 2017; 2017.
(3) Nations, U.; Council, W. E. World Energy Assessment: Energy and the Challenge of Sustainability; 2000.
(4) Chubbock, S.; Clague, R. Comparative Analysis of Internal Combustion Engine and Fuel Cell Range Extender. SAE Int. J. Altern. Powertrains 2016, 5, 175–182.
