Menemukan cara untuk mengendalikan energi hingga dibutuhkan akan menjadi bagian penting dalam transisi dari bahan bakar fosil tradisional.
Ketika dampak perubahan iklim semakin nyata, investasi pada energi terbarukan dipandang penting untuk menjaga masa depan planet ini.
Sumber energi terbarukan, termasuk tenaga angin, tenaga surya, dan pembangkit listrik tenaga air , saat ini menyumbang sekitar seperempat pembangkitan listrik global – suatu proporsi yang diperkirakan akan meningkat sebagai bagian dari upaya dekarbonisasi.
Namun, sektor ini masih mengalami kendala. Kritik paling umum terhadap energi terbarukan adalah keandalan karena keluarannya berfluktuasi, misalnya, berdasarkan waktu, cuaca, dan, dalam kasus pembangkit listrik tenaga air, aliran sungai musiman.
Menjadikan energi terbarukan lebih dapat diandalkan. <span;>Di sinilah penyimpanan energi berperan. Penyimpanan skala jaringan melibatkan teknologi yang terhubung ke jaringan listrik dan dapat mengirimkan daya kembali ke jaringan tersebut bila diperlukan.
Pembangkit listrik tenaga air yang dipompa-penyimpanan, dimana air dipompa ke dalam reservoir dan dilepaskan pada waktu lain untuk menghasilkan listrik, saat ini merupakan bentuk penyimpanan skala jaringan yang terbesar.
UEA memimpin upaya tersebut
Permintaan terhadap penyimpanan baterai juga meningkat, seiring para ilmuwan berupaya merancang perangkat yang lebih efisien dan – yang terpenting – terjangkau.
Beberapa dari penelitian tersebut dilakukan di UEA, sebagaimana dibuktikan oleh pengumuman baru-baru ini oleh Otoritas Air dan Listrik Dubai (Dewa).
Organisasi tersebut mengungkapkan bahwa mereka telah mengajukan paten untuk cairan kimia yang dikatakan dapat membuat sistem energi lebih efisien. Cairan tersebut, kata Dewa, cocok untuk baterai lithium-ion dan sel bahan bakar.
Baterai lithium-ion adalah salah satu metode penyimpanan energi jangka pendek yang paling penting. Biasanya proses ini berlangsung hingga beberapa jam, dan dapat meningkatkan permintaan pada jaringan listrik.
Ketika energi terbarukan meningkat dan mobil listrik (yang biasanya menggunakan baterai litium-ion) diproduksi dalam jumlah yang semakin besar, permintaan akan litium terus meningkat – jadi apa yang menghalangi produksi dalam jumlah yang cukup?
“Dari sudut pandang teknologi, saat ini tidak ada alasan untuk tidak menerapkan 100 persen energi terbarukan,” kata Prof Fabio La Mantia, yang bekerja pada penyimpanan dan konversi energi di Universitas Bremen di Jerman.
“Batasannya adalah berapa banyak yang Anda butuhkan? Di mana kita bisa menemukan semua materinya? Dan berapa banyak yang harus kita bayar untuk 100 persen energi terbarukan dibandingkan bahan bakar fosil?”
Dia menambahkan: “Jadi penelitiannya, teknologi barunya, adalah untuk menemukan bahan yang lebih melimpah, lebih sedikit masalah, sistem yang lebih aman dan lebih murah – teknologi baru yang lebih murah.”
Ini termasuk baterai yang menggunakan apa yang kadang-kadang disebut teknologi pasca-litium-ion, termasuk litium-sulfur dan litium-udara, dan teknologi pasca-litium, yang mencakup ion seng, ion kalium, ion natrium, dan magnesium.
“Mereka mengikuti prinsip serupa dalam cara kerja sistem, cara kerja baterai, namun menggunakan bahan berbeda yang lebih murah,” kata Prof La Mantia.
<M“Seng saat ini mendapat banyak perhatian; magnesium sedikit lebih sedikit. Seng sebenarnya lebih melimpah dibandingkan litium – empat hingga lima kali lebih banyak, namun lebih sedikit dibandingkan natrium. Dari sudut pandang keamanan, industri ini tertarik pada produk seng karena murah untuk dirakit dan diproduksi.”
Apa yang ada di masa depan?
Energi terbarukan memerlukan kemajuan serius dalam bidang penyimpanan energi jangka menengah dan jangka panjang.
Permintaan global akan “sangat besar”, menurut Prof Yulong Ding, direktur Pusat Penyimpanan Energi Birmingham di Universitas Birmingham di Inggris.
Ia mengatakan bahwa di Inggris saja – yang jumlah penduduknya kurang dari satu persen populasi dunia – permintaan penyimpanan energi pada tahun 2050 akan sama besarnya dengan total kapasitas global saat ini.
“Setiap negara mempunyai [permintaan] yang berbeda,” katanya. “Contohnya, Uni Emirat Arab sangat panas, sehingga kebutuhan akan pemanasan sangat minim, namun kebutuhan akan pendinginan tinggi. Namun secara garis besar kebutuhan penyimpanannya akan sama yaitu penyimpanan jangka pendek, jangka menengah, dan jangka panjang.”
Ada beberapa teknologi yang dapat digunakan untuk penyimpanan jangka menengah, mulai dari beberapa jam hingga beberapa minggu bahkan berbulan-bulan.
Beberapa di antaranya melibatkan apa yang disebut transisi fase, termasuk sistem yang menggunakan energi untuk mengompresi, mendinginkan, dan mencairkan udara. Udara cair ini melepaskan energi yang tersimpan di dalamnya bila diperlukan.
Bentuk mekanisnya mencakup penyimpanan terkompresi, yang menggunakan energi untuk mengompresi dan menyimpan udara, seringkali di bawah tanah, sebelum dilepaskan saat diperlukan untuk menghasilkan energi.
Hidrogen, kata Prof Ding, bisa digunakan untuk penyimpanan jangka panjang. “Ini bisa menyimpan energi selama bertahun-tahun,” katanya.
Dengan investasi yang diperkirakan mencapai triliunan dolar pada tahun 2040, ketika beberapa analisis menunjukkan bahwa sistem energi harus melakukan dekarbonisasi untuk mencapai tujuan iklim, penyimpanan energi akan menjadi bisnis besar – dan merupakan bisnis yang penting.EDY/EWI
