Seberapa Jauh Harga Baterai Masih Bisa Turun
(aukehoekstra.substack.com)- Jika baterai natrium menjadi sangat murah, baterai stasioner bisa dipasang di rumah, perusahaan, dan di seluruh jaringan listrik, sehingga respons permintaan lokal dan penyimpanan dapat mengambil peran yang lebih besar dibanding penguatan jaringan listrik
- Berdasarkan kurva pembelajaran berbasis Wright’s Law, harga baterai telah turun sekitar 25% setiap kali volume produksi berlipat dua, dan jika tren ini diekstrapolasi hingga 2030, harga sel bisa turun sampai US$8 per kWh
- Dari sisi biaya material, LFP pada 2024 sudah berada di kisaran sekitar US$50 per kWh, dan natrium yang sekitar 30 kali lebih murah daripada litium berpotensi menurunkan biaya bahan baku katoda dan anoda hingga sekitar US$1 per kWh
- Belanda menghadapi kemacetan jaringan listrik sehingga lebih dari 10 ribu perusahaan tidak bisa mendapatkan listrik yang mereka butuhkan, dan meski berencana menghabiskan 236 miliar euro untuk jaringan listrik selama 10 tahun ke depan, ada perhitungan bahwa baterai penyimpanan 5 jam berkapasitas 7TWh bisa diwujudkan dengan sekitar 5 miliar euro
- Agar baterai murah benar-benar mengubah jaringan listrik, dibutuhkan struktur yang saling interoperabel seperti internet, standar komunikasi otomatis, kriptografi kunci publik, dan sistem kepercayaan berbasis buku besar terdistribusi berenergi rendah
Mengapa baterai murah mengubah jaringan listrik
- Jika baterai natrium menjadi cukup murah, peran baterai dalam sistem tenaga akan meluas secara besar-besaran
- Respons permintaan lokal menjadi lebih penting
- Ketahanan dan stabilitas jaringan listrik meningkat
- Beban penguatan jaringan listrik berkurang
- Tenaga surya dan angin bisa tumbuh lebih mudah
- Baterai dapat menjadi sarana utama untuk mengurangi hambatan di seluruh sistem energi baru, melampaui sekadar kendaraan listrik
- Seiring perbaikan pada metode produksi, komposisi material, dan packaging, baterai menjadi lebih ringan, tahan lama, dan murah, dan setiap kali itu terjadi, muncul kasus bisnis dan aplikasi baru
Perubahan harga baterai litium di masa lalu
- Baterai timbal-asam telah digunakan luas hampir satu abad, tetapi permintaan laptop dan PC mendorong pengembangan baterai yang lebih baik
- Pada 2008, harga baterai berada di atas US$1.500 per kWh
- Saat ini, sel baterai NMC bisa dibeli dengan harga di bawah US$100 per kWh
- NMC adalah baterai litium yang menggunakan material katoda nikel, mangan, dan kobalt
- Sel LFP sedikit lebih berat daripada baterai litium awal, tetapi lebih baik dalam banyak hal dan telah turun ke kisaran US$47 per kWh
- Baterai natrium berpotensi menjadi lebih murah daripada baterai yang ada saat ini, sehingga dapat mempercepat penyebaran baterai stasioner
Harga 2030 yang dihitung dari kurva pembelajaran
- Ada dua patokan yang digunakan untuk memprediksi harga baterai
- Kurva pembelajaran teknologi
- Biaya material yang dibutuhkan
- Menurut Wright’s Law, setiap kali volume produksi berlipat dua, harga turun dengan persentase tetap
- Jika melihat grafik harga baterai dalam makalah open access Way et al., harga yang diamati turun hampir secara linear seiring bertambahnya pengalaman produksi
- Dalam contoh perhitungan, ketika produksi baterai naik dari 10GWh menjadi 1200GWh, harga turun dari US$1.200 per kWh menjadi sekitar US$150 per kWh
- 10→20→40→80→160→320→640→1280 berarti kira-kira terjadi pelipatan dua sebanyak 7 kali
- Tingkat pembelajaran pada rentang ini adalah penurunan harga sekitar 25% untuk setiap pelipatan dua produksi
- Dengan menggunakan data produksi baterai 2015–2023 dari laporan baterai terbaru IEA, garis tren pertumbuhan 59% per tahun sangat cocok dengan data
- Korelasi garis tren tersebut ditunjukkan sebesar 99,9%
- Jika diasumsikan tumbuh 59% per tahun dari 2410GWh pada 2023, maka pada 2030 akan menjadi 61.917GWh
- Ini hampir tepat setara dengan 8 kali pelipatan dua
- Jika dimulai dari US$80 per kWh pada 2023 dan penurunan 25% diterapkan 8 kali, maka harga sel pada 2030 menjadi US$8 per kWh
Batas bawah harga yang dibentuk oleh biaya material
- Di masa lalu, harga baterai di tingkat sel di bawah US$50 per kWh terlihat tidak realistis
- Pada baterai NMC, baik NMC111 maupun NMC811, biaya bahan baku katoda tidak menciptakan perbedaan besar
- Saat densitas energi mencapai puncak sekitar 300Wh/kg, biaya bahan baku katoda berada di kisaran US$50 per kWh
- Jika ditambah biaya litium sekitar US$10 per kWh, akan sulit turun ke bawah US$60 per kWh
- Baterai LFP kembali naik daun, dan CATL telah mendorong densitas energi hingga lebih dari 200Wh/kg
- Baterai LFP 60kWh dapat memberikan jarak tempuh sekitar 350km pada EV hemat biaya
- Berat selnya bisa berada di kisaran 300kg
- Biaya bahan baku besi dan fosfat pada LFP berada di bawah 20 sen per kWh, dan karbon untuk anoda juga berada di kisaran serupa
- Secara teori, biaya material katoda dan anoda bisa menjadi kurang dari US$1 per kWh
- Dalam kasus ini, litium menyumbang sekitar 90% dari biaya bahan baku, tetapi total biaya bahan baku tetap hanya sekitar US$11 per kWh
- Dalam data harga 2024, LFP sudah berada di kisaran sekitar US$50 per kWh
- Bahkan ada kabar bahwa baterai jaringan listrik yang sudah terpasang penuh ditawarkan di bawah US$100 per kWh
- IEA memperkirakan harga baterai jaringan listrik terpasang baru akan turun di bawah US$100 per kWh setelah 2050
Biaya bahan baku yang lebih rendah pada baterai natrium
- Pada baterai LFP, litium mendominasi biaya bahan baku, tetapi natrium sekitar 30 kali lebih murah daripada litium
- Baterai natrium dapat kembali menurunkan biaya bahan baku katoda dan anoda hingga sekitar US$1 per kWh
- Densitas energinya juga sudah berada di kisaran 160Wh/kg
- Baterai 60kWh bisa berada di bawah 400kg pada tingkat sel
- Ekstrapolasi kurva pembelajaran menunjukkan US$8 per kWh pada 2030, dan perhitungan biaya material juga menunjukkan kemungkinan harga di kisaran beberapa dolar per kWh
- Baterai litium-sulfur tetap menjadi kemungkinan terpisah yang dapat menawarkan biaya serendah itu dengan bobot yang sangat ringan
Kemacetan jaringan listrik dan baterai stasioner
- Ada pandangan bahwa sistem energi murah berbasis angin dan surya itu memungkinkan
- Di Belanda, kemacetan jaringan listrik menjadi masalah besar
- Lebih dari 10 ribu perusahaan tidak bisa mendapatkan listrik yang mereka butuhkan
- Jumlah itu meningkat dengan cepat
- Ada rencana menghabiskan 236 miliar euro untuk jaringan listrik selama 10 tahun ke depan
- Baterai murah dapat menggantikan sebagian besar investasi jaringan listrik
- Ada perhitungan bahwa biaya baterai 7TWh yang setara dengan penyimpanan 5 jam untuk listrik nasional bisa berada di sekitar 5 miliar euro
- Diperkirakan sebelum 2030, baterai tahan lama dengan harga di bawah US$50 per kWh dapat dipasang secara luas
- Di rumah, baterai 20kWh bisa dipasang dengan biaya sekitar US$1.000
- Periode pengembalian investasi disebutkan kurang dari 3 tahun
- Ini dapat mencegah lonjakan pemakaian listrik siang hari, mengurangi fluktuasi tegangan, dan menghindari pemadaman
- Perusahaan dan kawasan industri dapat membeli baterai yang lebih besar untuk cepat meredakan kemacetan jaringan listrik
Harga surya/angin dan stabilitas jaringan listrik
- Baterai menyerap kelebihan listrik yang dihasilkan tenaga surya dan angin saat harga sedikit rendah, lalu memasokkannya kembali saat harga sedikit lebih tinggi
- Berkat cara kerja ini, tenaga surya dan angin bisa menerima harga yang hampir konstan sepanjang hari
- Penyebaran baterai memungkinkan pertumbuhan cepat tenaga surya dan angin terus berlanjut
- Bahkan pada jaringan listrik yang lebih luas, baterai meratakan puncak dan titik rendah
- Pemadaman
- Fluktuasi tegangan
- Kemacetan jaringan listrik akibat beban puncak
- Baterai murah dianalogikan dapat mengubah jaringan listrik yang bergelombang seperti badai menjadi setenang kolam renang
Jaringan listrik terbuka dan aman seperti internet
- Agar baterai murah bisa menyelesaikan kemacetan jaringan listrik dan membantu penyebaran tenaga surya dan angin, struktur jaringan listrik juga harus disiapkan
- Jaringan listrik global membutuhkan struktur yang mirip dengan model OSI di internet
- Siapa pun di dunia harus bisa mengembangkan solusi perangkat keras yang saling kompatibel
- Ini harus mencakup bukan hanya level perangkat keras, tetapi juga protokol dan cara komunikasi otomatis antarperangkat yang mengatur aliran energi
- Dari sisi protokol, TCP/IP disebut sebagai kandidat
- Di sektor energi juga dibutuhkan sistem yang mirip standar yang menjamin interoperabilitas browser seperti W3C standards
- Semua perangkat harus menggunakan kriptografi kunci publik
- Harus bisa dipastikan bahwa informasi berasal dari perangkat tepercaya
- Harus bisa diverifikasi bahwa perangkat tersebut benar-benar ada dan memiliki fungsi yang diketahui
- Buku besar terdistribusi berenergi rendah juga dapat berperan
- Yang disebut bukan Proof of Work, melainkan Proof of Stake
- Sistem trustless yang dapat berjalan tanpa otoritas kepercayaan pusat bisa dibangun
Perubahan cara jaringan listrik dioperasikan
- Munculnya baterai natrium modern dapat membuat baterai stasioner menjadi jauh lebih murah dan umum daripada yang diperkirakan
- Jaringan listrik dapat berubah dari struktur pengelolaan top-down menjadi struktur yang lebih terdistribusi dan bottom-up
- Rumah tangga dapat menggunakan baterai agar listrik dipakai dengan lebih stabil dan murah
- Di tingkat lingkungan, baterai bisa dimanfaatkan untuk berbagi listrik lokal
- Biaya jaringan listrik dapat dikurangi
- Keterlambatan pembangunan jaringan listrik dapat dikurangi
- Seluruh jaringan listrik dapat beroperasi dengan biaya lebih rendah, lebih tangguh, dan mampu menangani tenaga surya serta angin dalam skala besar
1 komentar
Opini Hacker News
Baterai rumahan LiFePO4 (lithium iron phosphate) bahkan sekarang sudah cukup murah
Untuk sistem penyimpanan listrik hunian 48V berbentuk rak logam yang bisa dipasang dan dihubungkan, termasuk battery management system (BMS), dari pemasok Tiongkok bereputasi seperti CATL/Seplos, harganya sekitar $89/kWh termasuk pengiriman dan bea masuk
Harus menunggu pengiriman lewat laut, dan kalau mau beli langsung di AS ada tambahan sekitar $30/kWh
Baterai natrium dari pemasok yang sama saat ini $130/kWh dan efisiensinya sekitar 26% lebih rendah dalam form factor yang sama, tetapi saya berharap bagian ini akan berubah
Karena tarif listrik naik, saya memindahkan satu rumah sepenuhnya ke tenaga surya + baterai LiFePO4 dan sejauh ini dipakai tanpa masalah, jadi sulit membayangkan kembali lagi ke perusahaan listrik. Panel sudah menjadi sangat murah, dan karena punya banyak ruang, saya membeli palet panel bekas hampir setara ongkos kirim saja, $34 per panel 270W, dan keluarannya sekitar 85% dari rating
Saya menyebutkan ini karena komentar lain membicarakan biaya yang jauh lebih tinggi
Saat saya meminta penawaran untuk sistem LG beberapa tahun lalu, harganya 4 kali lipat dari ini, dan ada juga masalah bahwa panel lama keluaran 2013 memakai satu inverter, bukan microinverter, sehingga kalau disentuh semuanya harus diganti
Saya terus berharap akan muncul banyak perusahaan kecil yang mengelektrifikasi semuanya, dan semoga konversi mobil listrik yang bagus, praktis, dan aman juga beredar, tetapi sepertinya itu belum terwujud
Penggantian garansi bisa saja berhasil, bisa juga tidak
Anda bisa mendapat produk yang bertahan seribu siklus tanpa masalah, atau produk yang rusak dalam seminggu; Anda mungkin mendapat penggantian garansi, tetapi bisa juga menghabiskan beberapa jam setiap minggu mendorong klaim garansi tanpa hasil apa pun
Jika Anda bersedia membeli panel bekas, baterai Tiongkok, dan mengerjakan semuanya sendiri, memang ada peluang besar, tetapi sementara harga peralatan turun, biaya tenaga kerja naik, jadi sistem yang dipasang profesional tetap mahal
Di sebagian besar wilayah, kecuali rumahnya sangat terpencil, Anda harus tetap mempertahankan sambungan ke jaringan listrik
Tarif terlihat berbasis pemakaian, tetapi biaya sebenarnya didominasi oleh investasi fasilitas beban dasar untuk mengantisipasi saat rumah itu harus kembali sepenuhnya memakai listrik jaringan selama beberapa hari dalam setahun
Jadi selama masih tersambung ke jaringan, meski hanya memakai listrik jaringan beberapa hari dalam setahun, perusahaan listrik tetap harus mengeluarkan biaya yang hampir sama
Saya sedang ingin membeli baterai server rack LiFePO4 5kW dari EG4 untuk proyek DIY, dan itu mendekati $220/kWh
Produk yang ingin saya beli sekarang adalah ini, dan kalau ada yang tahu yang lebih baik, saya ingin melihatnya: https://signaturesolar.com/eg4-lifepower4-lithium-battery-48...
https://geizhals.de/?cat=bmseswresp&sort=t&hloc=at&hloc=de&v...
Tulisan ini argumennya terlalu berantakan
Perkiraan harga 2030 diambil dari ekstrapolasi biaya baterai litium, tetapi sebenarnya mengasumsikan bahwa baterai kimia natrium akan menjadi dominan dan tersebar luas pada harga dasar
Padahal baterai natrium pertama baru muncul kira-kira dalam setahun terakhir
Memperlakukan baterai seolah-olah satu-satunya komponen sistem juga bermasalah. Charger, inverter, dan struktur fisik tidak mengikuti kurva penurunan yang sama, dan merupakan biaya tetap di atas baterai
Terakhir, dari bagian yang berpuas diri karena pernah memprediksi truk listrik pada 2017 hingga pembahasan bahwa blockchain bisa berguna untuk koordinasi jaringan listrik, banyak kalimat futurisme yang kabur bercampur di dalamnya
Kalimat yang mendefinisikan “sistem tanpa kepercayaan” sebagai “sistem yang sekadar bekerja” tidak masuk akal meski dibaca berulang, dan tampaknya ia jadi percaya bahwa blockchain adalah masa depan segala hal
Bisa saja dibaca dengan menarik, tetapi selain “harga akan turun”, tidak banyak yang saya dapat
“Poster wall” organisasi yang ia klaim pimpin ada di sini: https://neonresearch.nl/poster-wall/
Di situ tertulis “konvergensi interdisipliner melalui storytelling kreatif”
Ringkasan yang jauh lebih baik tentang topik ini adalah artikel sampul Economist pekan ini
Jika melihat seberapa murah baterai sebenarnya bisa menjadi, harga litium turun 80% selama setahun terakhir dan saat ini berada dalam kondisi kelebihan produksi: https://www.reuters.com/markets/commodities/lithium-producer...
Exxon juga punya divisi produksi litium dan sedang memperluasnya; lima tambang baru di Nevada, Sonora (Meksiko), Western Australia, serta tambang litium besar di Quebec, Zimbabwe, dan lainnya sedang dibangun
Daur ulang baterai bekas adalah sumber yang jauh lebih terkonsentrasi daripada sumber daya bawah tanah, jadi pasokan litium tampaknya bukan masalah besar
Harga litium mentah bisa naik-turun tajam karena tidak banyak memengaruhi penjualan mobil jangka pendek, dan itu normal untuk komoditas skala kecil
Ini berarti baterai natrium mungkin saja tidak diperlukan, dan mengingat risiko kebakaran, itu kabar baik
Untuk instalasi tetap dan mobil murah, lithium iron phosphate itu murah dan tidak mengalami thermal runaway, serta kini masuk ke sebagian besar produk BYD dan CATL. Saya berharap APS akhirnya memilih arah yang benar dan merilis UPS kecil LiFePO4 yang tahan 10 tahun
Berikutnya adalah baterai solid-state, tetapi hype-nya besar, sampelnya ada beberapa, dan ada masalah biaya produksi: https://spectrum.ieee.org/solid-state-battery-production-cha...
Proses manufaktur skala laboratorium dari Fraunhofer Institute ada di sini, dan di lab memang bekerja: https://www.youtube.com/watch?v=j5SVrp8N-1M&
Skala uji produksinya ada di sini: https://www.youtube.com/watch?v=_eZGuDaqZAE
Konsensus dari pihak IEEE adalah teknologi produksi baterai solid-state tertinggal sekitar 10 tahun dari produksi lithium-ion yang ada, tetapi produksi uji dari Shenzhen hingga Belgium dan Maryland sedang berjalan, jadi kemajuannya cepat
Proses seperti ini adalah jenis yang menjadi lebih murah seiring skala membesar. Untuk meningkatkan adopsi konsumen, pengisian 10 menit diperlukan, sehingga baterai solid-state penting
Di antara teknologi surya dan baterai, bahan bakar fosil akan segera sangat tersisih
Karena pasar umum sudah ada, inverter/charger cukup menerima sinyal harga dari pasar yang ada dan beroperasi sesuai keinginan pemilik rumah; blockchain atau kendali terpusat sama sekali tidak diperlukan
Smart meter juga makin umum, jadi mendorong penggunaan daya baterai saat harga tinggi pada jam puncak sudah mudah
Namun inverter/charger juga akan mengikuti tren penurunan. Meski tidak secepat baterai, harganya akan turun
FET semikonduktor wide-bandgap terus menjadi lebih murah dan lebih baik, menangani arus dan tegangan yang lebih tinggi per perangkat, serta memungkinkan topologi daya yang lebih efisien sehingga pendinginan lebih mudah, bobot heatsink dan jumlah material berkurang, daya per satuan volume naik, dan massa turun
Peningkatan volume produksi juga akan menghasilkan skala ekonomi
Saat ini inverter/charger Victron Multiplus 2 48V DC/230V AC, 8000VA bisa dibeli seharga 1.800 dolar, dan saya berencana segera membeli satu untuk membuat sistem DIY dengan baterai AGM 31kWh yang saya dapat hampir gratis dari lokasi pengujian perusahaan yang sudah tutup
Pada 2030, tidak akan mengejutkan jika inverter/charger berkapasitas sama bisa dibeli dengan harga hampir setengahnya, dengan efisiensi beberapa persen lebih tinggi. Sekarang efisiensi maksimum 95%, tetapi saat itu saya berharap 97–98% lebih umum
Produk murah buatan China mungkin sudah banyak, tetapi ini untuk backup yang tersambung ke jaringan listrik dan juga harus bisa beroperasi mandiri saat pemadaman, jadi harus benar-benar memenuhi Australian Standards
Karena akan ditempatkan di bawah rumah, perangkatnya harus aman, dan Victron punya rekam jejak bagus karena banyak dipakai di bidang kelautan dan karavan, jadi terasa tepercaya
Dua angka terbesar yang perlu diperhatikan dalam tulisan ini adalah 200Wh/kg untuk LFP dan 160Wh/kg untuk natrium-ion
LFP atau natrium-ion tampaknya tidak memerlukan pendinginan skala besar karena masalah kebakaran thermal runaway seperti baterai kobalt-nikel, sehingga kepadatan pack sebenarnya lebih baik dan strukturnya juga lebih sederhana
200Wh/kg setara dengan mobil berjangkauan 300–400 mil, mungkin 500 mil, tergantung efisiensi
Natrium-ion 160Wh/kg setara dengan mobil 200–300 mil, mungkin 400 mil
Dilihat seperti ini, elektrifikasi transportasi konsumen menjadi sangat berarti. Jika bisa diskalakan dengan tepat, kepadatan natrium-ion adalah teknologi yang dapat memecahkan kebutuhan mobil perkotaan bagi 4–5 miliar orang di seluruh dunia
Kepadatan LFP mengisyaratkan bahwa, dengan asumsi infrastruktur pengisian daya yang baik, teknologi ini dapat menjangkau tambahan 1–2 miliar orang lain yang membutuhkan jarak tempuh sedikit lebih jauh
Dalam roadmap LFP dan natrium-ion, keduanya sangat mungkin membaik setidaknya 20% dalam 2–3 tahun ke depan, atau paling lama dalam 5 tahun
Jika kimia berbasis sulfur seperti litium-sulfur dan natrium-sulfur berhasil dipecahkan, kepadatannya bahkan bisa meningkat 2–3 kali lipat dalam 10–15 tahun
Secara keseluruhan, ini adalah perubahan yang sangat revolusioner
Pengisi daya, inverter, dan struktur fisik mungkin tidak akan mengikuti kurva penurunan yang sama seperti baterai, tetapi learning rate adalah fenomena umum, sehingga bagian-bagian itu juga sedang turun
Makalah tahun 2018, “Estimating the learning curve of solar PV balance–of–system”, memperkirakan learning rate BOS sebesar 11%, dibandingkan dengan learning rate modul sebesar 20%
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.016
Saya ingin punya cadangan baterai 5–20 kWh di rumah dan punya tempat untuk menaruhnya, tetapi ketika menelepon pemasang tenaga surya/baterai lokal, mereka bilang memasang cadangan baterai yang diisi dari jaringan listrik untuk rumah itu ilegal.
Saya tinggal di Minnesota.
Bahkan untuk instalasi surya hipotetis pun, katanya listriknya tidak disimpan, melainkan dijual ke jaringan, lalu sebagai imbalannya mendapat diskon tagihan musim dingin di masa depan. Itu terlihat seperti kesepakatan yang kurang menarik.
Saya tinggal di Kyiv, Ukraina; Rusia telah menghancurkan banyak pembangkit listrik, dan PLTN sedang diperbaiki serta diisi ulang bahan bakarnya, jadi belakangan ini listrik menyala kurang dari 10 jam sehari.
Di Afrika Selatan, sejak 2008 ada pemadaman bergilir secara berkala, dan di rumah tangga kelas menengah, penggunaan inverter baterai serta tenaga surya opsional makin menjadi standar.
Namun ketika jam pemadaman bergilir berakhir, muncul masalah karena banyak baterai mulai mengisi daya sekaligus. Terutama pada malam hari.
Pemadaman bergilir juga membuat baterai tidak bisa dimanfaatkan sepenuhnya. Idealnya, baterai yang diisi dengan tenaga surya pada siang hari ingin dipakai hampir habis sepanjang malam, tetapi karena pemadaman tidak teratur, baterai harus disetel agar tidak terkuras terlalu rendah.
Kendaraan itu bisa memasok listrik ke rumah saat listrik padam, dan tentu saja dapat diisi dari tenaga surya atau jaringan listrik.
Salah satu penyedianya ada di sini: https://www.sunrun.com/ev-charging/ford-f150-lightning
Yang jelas, UPS memang digunakan di Minnesota.
Sebagai nonpakar, hal pertama yang terpikir begitu melihat judulnya adalah “seberapa aman ini bisa menjadi?”
Jika RESCI kita anggap sebagai risiko ledakan, lonjakan tegangan, pembakaran, dan inhalasi, ada sejumlah metrik yang kira-kira sulit dihitung saat menilai produk.
Misalnya kenaikan RESCI jika membeli dari 25% penjual termurah, kenaikan saat mengambil produk dari kelompok yang seharusnya tidak lolos QA, kenaikan saat membeli dari AliExpress atau situs sembarang, kenaikan saat dijatuhkan, dipukul dengan palu, dibiarkan di bawah matahari, atau terkena lonjakan listrik, serta kenaikan akibat hidup di lingkungan padat penduduk tempat orang membeli produk 25% termurah di AliExpress dan sesekali menjatuhkan atau memukul-mukulnya.
Dunia Barat punya pengalaman yang cukup panjang dengan layanan listrik residensial, tetapi menurut banyak standar, itu masih jauh lebih berbahaya daripada yang diharapkan.
Masalahnya tampaknya terutama ada pada sistem berbasis litium, sedangkan yang berbasis besi atau natrium jauh lebih aman.
Sebagai gantinya, kepadatan energinya lebih rendah, tetapi itu kompromi yang masuk akal, dan umur siklus pengisian-pengosongannya juga cenderung jauh lebih panjang, berpotensi mencapai puluhan ribu siklus, bukan hanya sekitar seribu siklus.
Bagian “dimulai dari 2.410 GWh pada 2023 dan tumbuh 59% tiap tahun akan menjadi 61,917 GWh pada 2030. Ini berarti hampir tepat 8 kali pelipatan dua pada 2030” memiliki kesalahan digit.
Itu peningkatan sekitar 26 kali. Untuk menjadi 8 kali pelipatan dua, diperlukan peningkatan 256 kali.
Siapa pun bisa melakukan kesalahan hitung sederhana, tetapi semestinya cukup jelas bahwa pertumbuhan 60% per tahun selama 7 tahun tidak mungkin mendekati pertumbuhan 100% per tahun selama 8 tahun.
Apalagi jika penulisnya, di halaman pertama tulisan, membanggakan rekam jejaknya dalam menalar pertumbuhan eksponensial.
Ini bukan sekadar mencari-cari kesalahan, karena hasil yang keliru ini kemudian dipakai sebagai dasar estimasi penurunan biaya.
Mulai dari 2.410 GWh dan bertumbuh majemuk 59% per tahun menghasilkan 61.915 GWh, yaitu sekitar 61,915 TWh.
Jadi mungkin penulisnya bermaksud menulis TWh, bukan GWh.
Namun tetap saja itu sama sekali tidak dekat dengan 8 kali pelipatan dua. Itu butuh 12 tahun, kira-kira sampai 2035. 1,59^12 = 261 kali.
Saya sangat menghargai tulisan yang menyertakan proses argumentasinya, karena kesimpulannya bisa diverifikasi dengan materi eksternal, dan bagian itu bagus.
Di California, faktor selain subsidi yang membantu pertumbuhan tenaga surya adalah interkoneksi jaringan listrik, karena berkat itu orang tidak perlu mengelola teknologi baterai sendiri.
Awalnya ada skema tarif efektif yang menukar watt dengan watt, tetapi setelah perusahaan listrik menyadari bahwa turunnya laba penjualan listrik memengaruhi kemampuan mereka memelihara infrastruktur dan membayar ganti rugi pengadilan karena meledakkan kota serta membakar hutan, mereka membuat CPUC mengubahnya menjadi model yang menjadikan pemilik rumah tenaga surya seperti petani penggarap bagi perusahaan listrik.
Sisi positifnya, hal ini menghidupkan kembali minat pada off-grid 100%, karena menghilangkan daya ungkit perusahaan listrik dan mengembalikan kendali harga ke pasar serta konsumen.
Yang menarik, sekarang mulai terdengar bahwa perusahaan listrik ingin memakai sistem listrik “seluruh bangunan” milik konsumen dan gedung komersial sebagai cadangan jaringan saat keadaan darurat beban puncak, dan ingin mewajibkan koneksi jaringan meski tidak diperlukan.
Saya dengan sungguh-sungguh menulis kepada para perwakilan bahwa saya menolak CPUC memerintahkan berapa harga listrik yang harus saya jual kembali untuk mempertahankan jaringan saat darurat, dan bahwa saya mempertahankan hak untuk menagih sebesar yang dapat ditanggung pasar.
Dari sisi disfungsi, ini cukup mirip Texas, tetapi tujuannya adalah mempercepat penyebaran jaringan listrik rumah tangga nol karbon, dan menyingkirkan perusahaan listrik lama juga membantu tujuan itu.
Baterai adalah inti dari hal tersebut, dan jika penulisnya benar sehingga kita bisa mencapai baterai $1/kWh pada 2030, saya senang karena sepertinya masih bisa hidup untuk menyaksikannya.
[1] Saya terdengar getir? Kenapa bisa berpikir begitu :-)
Saya ingin mendengar prediksi dari para engineer, ilmuwan, dan operator di industri ini
Tulisan ini memang banyak memikirkan soal baterai, tetapi terasa seperti ditulis oleh pakar kursi santai yang jauh dari pekerjaan nyata untuk mewujudkan masa depan yang digambarkannya
Ada kalanya detail teknis itu penting, dan tren penskalaan yang diprediksi bukan sesuatu yang niscaya
Namun argumen intinya tetap masuk akal
Meski penulisnya bukan pakar teknis yang mendalam, ia tetap bisa memahami fungsi eksponensial dan melakukan ekstrapolasi dengan benar
Pertumbuhan eksponensial memang akan berhenti suatu saat, tetapi tidak ada alasan untuk menganggapnya akan berhenti tahun ini
Perhitungan kasar soal natrium dan biaya baterai setidaknya tampak valid, jadi layak ditelaah serius alih-alih langsung ditepis hanya karena penulisnya bukan engineer
Penulisnya menggambarkan bagaimana kecepatan manusia meningkat selama 10.000–20.000 tahun, dan menganggap domestikasi kuda, kapal clipper, lokomotif uap, mobil, pesawat, dan roket telah menaikkan kecepatan itu
Jika itu tepat setelah Gagarin, berarti manusia telah mencapai 5 mil per detik
Dari berlari hingga domestikasi kuda butuh ribuan tahun, sedangkan dari Wright bersaudara hingga Gagarin hanya sekitar 60 tahun, jadi ia mengatakan percepatan itu sendiri sedang berakselerasi; jika diekstrapolasi, tampak jelas bahwa sekitar tahun 2000 manusia akan melampaui kecepatan cahaya dengan sesuatu seperti warp drive
Tentu saja rekor kecepatan saat ini sekitar 7 mil per detik dari tahun 1968, dan bahkan itu belum pernah dicapai lagi sejak 1972. Itulah batas ekstrapolasi
Hal seperti ini pernah terjadi sebelumnya. Para ilmuwan komputer awal tidak bisa membayangkan perangkat yang setiap hari kita masukkan begitu saja ke saku tanpa banyak berpikir. Bagi orang seumur saya itu baru satu generasi lalu; bagi orang yang usianya separuh saya, itu dua generasi lalu
Secara pribadi, saya melihat tema abad ini adalah membuat energi murah dan berkelanjutan menjadi berlimpah secara tidak masuk akal, sampai kita bertanya-tanya dulu kita sebenarnya melakukan apa dan bagaimana bisa bertahan
Ada terlalu banyak terobosan teknis yang mengarah ke sana, sehingga ini akan terjadi; persoalannya adalah “kapan”, bukan “apakah”
Jadwalnya tidak pasti, tetapi juga tidak sangat tidak pasti. Penulis mengekstrapolasi beberapa tren dalam rentang waktu yang cukup pendek dan bisa saja salah. Bahkan jika meleset 5 kali lipat, itu tetap terjadi dalam jadwal yang masuk akal
Saya juga tidak merasa ia akan meleset sebesar itu. Pada 2030–2035, mesin pembakaran internal dan bahan bakar fosil akan tamat
Tidak memakai elektron yang sangat murah yang disimpan dalam baterai yang sangat murah akan terasa gila. Pada $50 per kWh, tidak perlu banyak berpikir; pada $5/kWh, memakai hal lain benar-benar tidak normal. Itu “hanya” peningkatan 10 kali lipat
Justru tampak naif jika mengasumsikan semua inovasi berhenti pada 2024 dan tidak ada kemajuan teknologi setelahnya, karena terlalu banyak hal yang sedang berjalan, dibiayai dengan baik, dan tampaknya akan membuahkan hasil
Sudut pandang sebaliknya adalah bahwa kemajuan sudah hampir pasti, dan meski sebagian melambat, hal lain yang belum kita pikirkan bisa mengisi celahnya
Dari sekarang hingga 2030, kita bisa membuat beberapa tebakan terdidik, dan itulah kira-kira yang dilakukan penulis
Energi murah dan bersih bersifat transformatif. Sebagian besar masalah utama saat ini secara langsung atau tidak langsung tersumbat oleh keterbatasan energi
Membuat energi menjadi murah itu penting. Peningkatan 2 kali lipat sudah bagus, 10 kali lipat lebih baik, dan dalam beberapa dekade kita mungkin melihat 100 kali lipat. Di titik mana pun di antaranya itu transformatif, dan lebih dari itu sulit dibayangkan tetapi bukan mustahil
Suatu hari kita mungkin berhasil membuat fusi nuklir, dan itu mungkin menjadi murah
Namun kita sudah memiliki pembangkit fusi nuklir keren yang mengorbit, yaitu Matahari, yang mengirimkan energi beberapa orde magnitudo lebih banyak daripada yang sebenarnya kita butuhkan
Kita sedang belajar memanen energi itu dengan panel surya, sementara tumbuhan dan pohon sudah menguasai caranya sejak lama
Tulisan ini membahas pemanfaatan baterai untuk penyimpanan, dan ketika keduanya digabungkan, gambarnya menjadi indah
Inti dari ion natrium adalah tidak adanya material langka atau khusus. Materialnya murah dan kecil kemungkinan habis
Berapa TWh baterai yang akan dibutuhkan. Bisa puluhan, ratusan, atau ribuan TWh. Konsumsi listrik saat ini sekitar 25 PWh per tahun dan angka ini akan meningkat
Apa yang bisa dilakukan jika kita memiliki baterai 25.000 TWh. Produksi tahunan akan segera melewati 1 TWh, dan sebagian besar baterai ini bertahan selama beberapa dekade
Baterai terisi 25 PWh adalah daya yang luar biasa besar, dan dalam beberapa dekade jumlah seperti itu mungkin ada di sekitar kita
Berdasarkan tingkat pertumbuhan dan learning rate saat ini, ia memprediksi sel baterai akan mencapai $8/kWh pada 2030. Mengejutkan
Ia mengatakan seluruh baterai meningkat 25 kali lipat dalam 7 tahun dengan mengalikan 1,59 setiap tahun; sebenarnya butuh 8 tahun, tetapi itu masih bisa dimaklumi
Namun ia menyebutnya sebagai 8 kali penggandaan, padahal 8 kali penggandaan berarti peningkatan 256 kali lipat
Bahkan dengan pertumbuhan 100% per tahun pun butuh 9 tahun, dan dengan pertumbuhan 59% per tahun butuh sekitar 13 tahun untuk mencapai 256 kali lipat
Penurunan biaya juga tampaknya meleset satu langkah. Jika setiap penggandaan menurunkan biaya 25%, dibutuhkan 9 kali penggandaan untuk mencapai 10% dari harga saat ini
Jadi untuk mencapai $8 perlu ditambah 1–2 tahun lagi
Meski begitu, kemungkinan mencapai $8/kWh sekitar 2040 tetap menarik, terutama karena baterai natrium tampaknya secara fisik bisa menjadi semurah itu dan memungkinkan pembuatan penyimpanan jaringan listrik untuk beberapa hari
Pada 2030 pun, jika menerima klaim penulis tentang $80/kWh pada 2023, penurunan harga hampir dua pertiga, yaitu ke $28/kWh, masih mungkin
Saya menjalankan blog yang beroperasi dengan tenaga surya pada malam hari menggunakan 4 sel LiFePO4 230Ah dalam konfigurasi 12V
Lewat inverter, saya juga bisa menjalankan lingkungan komputer 90W selama berjam-jam
Saya berharap orang-orang benar-benar memahami betapa murahnya sel seperti ini sekarang, dan betapa realistisnya merakit sistem penyimpanan baterai sendiri
Saat ini saya memakai paket listrik variabel day-ahead/next-day dengan tarif yang berubah setiap jam
Pada beberapa hari, ada beberapa jam ketika kita dibayar untuk memakai listrik, jadi mengejutkan melihat betapa melimpahnya angin dan surya
Bermain-main dengan Tiber API dan Python sangat menyenangkan: mengisi baterai sedikit pada jam murah, tetapi tetap menyisakan ruang untuk masuknya tenaga surya
Biaya baterai litium-ion 50Ah sedang turun hingga mendekati tingkat yang bisa bersaing dengan baterai timbal-asam pada mobil bermesin pembakaran internal
Produsen mobil memang bisa merancang sistem yang menghangatkan baterai setelah mesin dinyalakan hingga mencapai suhu yang memungkinkan pengisian, tetapi itu tidak sesederhana sekadar memasang baterai timbal-asam
Saya tidak tahu seberapa mudah merancang baterai LiFePO4 yang cocok untuk keperluan itu
Saya paham alasan memakai 12V, tetapi tidak tahu mengapa bukan baterai litium 12V
Namun baterai litium tidak bisa didaur ulang, dan mengatakan “hampir sampai” atau “masa depannya cerah” kembali terasa seperti pendekatan “bergerak cepat dan merusak banyak hal”