Tenaga surya mulai mengubah sistem energi dunia

• Ekspansi pesat tenaga surya dan angin mulai mengguncang secara fundamental struktur energi dan politik lama yang berpusat pada bahan bakar fosil
• Berkat sifat sumber energi yang terdistribusi dan melimpah, monopoli dan konflik geopolitik menjadi lebih sulit terjadi, dan kendali energi secara bertahap bergerak ke arah desentralisasi
• Dengan kemajuan teknologi dan skala ekonomi, biaya pembangkitan tenaga surya dan angin kini melampaui bahan bakar fosil dalam daya saing, sementara efisiensi di seluruh rantai produksi-konsumsi-penyimpanan meningkat drastis
• Di AS dan negara lain masih ada resistensi politik dan kebijakan, tetapi transisi besar global ke energi terbarukan telah menjadi arus yang tak bisa dibalikkan
• Perubahan paradigma yang didorong oleh matahari dan angin merupakan titik balik peradaban yang setara dengan revolusi industri dan revolusi komputer

---

Perubahan paradigma energi yang dibawa tenaga surya dan angin

• Instalasi pembangkit tenaga surya dan angin baru-baru ini meningkat eksplosif, sehingga keduanya bukan lagi sekadar “alternatif” melainkan sudah menjadi arus utama sistem energi
• Tenaga surya yang baru mencapai akumulasi 1TW pada 2022 kini dipercepat lajunya hingga mencapai 2TW hanya dalam 2 tahun, dan diperkirakan segera menembus 3TW
• Setiap 15 jam, 1GW tenaga surya baru dipasang—setara satu pembangkit listrik tenaga batu bara—dan tenaga angin juga mengejar dengan cepat
• Berkat energi terbarukan dan teknologi penyimpanan baterai, ketergantungan pada batu bara dan gas menurun cepat di berbagai negara dan wilayah seperti AS, Tiongkok, India, Amerika Selatan, Afrika, dan Polandia
• Sebagai contoh, pada 2024 energi terbarukan menyumbang 93% kapasitas pembangkit baru di AS dan 96% permintaan listrik baru dunia
• Tiongkok menangani lebih dari setengah pembangkitan energi terbarukan dan perangkat penyimpanan, serta memimpin penyebaran global lewat produksi panel dan baterai murah

Efisiensi, keekonomian, dan inovasi tenaga surya dan angin

• Sel surya tersusun dari silikon, perak, fosfor, boron, dan bahan lain untuk langsung mengubah cahaya matahari menjadi listrik, dengan ‘efisiensi kerja’ yang jauh lebih tinggi daripada metode pembakaran konvensional
• Dibanding kendaraan bermesin pembakaran internal, teknologi baru berbasis listrik seperti kendaraan listrik (EV), heat pump, dan e-bike menyebar cepat dan mendorong inovasi efisiensi
• Berkat penurunan 95% biaya penyimpanan energi, peningkatan efisiensi, dan teknologi daur ulang, kekhawatiran soal kelangkaan sumber daya juga berkurang
• Penggunaan perak, silikon, litium, dan material lain per panel terus menurun, sementara mineral bekas pakai juga didaur ulang

Perubahan sosial dan politik akibat desentralisasi energi

• Energi terdistribusi yang bisa digunakan hampir di mana saja seperti matahari dan angin sulit dimonopoli oleh segelintir negara atau perusahaan seperti sebelumnya, dan juga menurunkan kemungkinan konflik rantai pasok maupun perang
• Di negara maju seperti AS dan Eropa, penolakan industri dan politik masih tetap ada, dan pencabutan kebijakan atau pengurangan subsidi menjadi ancaman sementara
  • Contohnya pengurangan insentif pajak IRA di AS dan anjloknya harga saham beberapa perusahaan (misalnya Sunrun)
• Namun, bahkan penolakan ini justru menjadi bukti seberapa besar kecepatan dan cakupan perubahan yang sedang terjadi

Perubahan cepat di negara berkembang dan emerging market

• Tiongkok, India, Amerika Selatan, Afrika, Pakistan, dan lainnya cepat mengadopsi panel surya murah serta know-how, lalu menunjukkan transisi ‘lompat langsung’ yang melampaui infrastruktur bahan bakar fosil lama
  • Contoh: 95% petani di Pakistan sudah beralih ke tenaga surya, dan konsumsi diesel turun 30%
  • Amerika Selatan, Polandia, dan Afrika juga menunjukkan penyebaran yang berlangsung jauh lebih cepat dari perkiraan berdasarkan data lapangan

Keterbatasan dan tantangan

• Tantangan utama mencakup pemanfaatan lahan, penambangan mineral, dan bottleneck infrastruktur jaringan skala besar
• Kekhawatiran atas kekurangan mineral seperti litium dan nikel sedang teratasi lewat peningkatan efisiensi, daur ulang, dan penemuan cadangan baru
• Dalam praktiknya, sebagian besar proyek tertunda karena ‘antrean koneksi’ yang berkaitan dengan kebijakan dan infrastruktur

Prospek: perombakan besar tatanan energi masa depan

• IEA memperkirakan pada 2035 tenaga surya akan menjadi sumber energi utama dunia
• Dari sisi efisiensi, keekonomian, respons iklim, dan demokratisasi, penyebaran energi terbarukan telah menjadi ‘arus alami yang tak bisa dihentikan’
• Matahari akan terus menyediakan energi melimpah bagi umat manusia selama miliaran tahun ke depan, dan hal ini akan mendorong perubahan revolusioner di seluruh struktur industri, politik, dan sosial

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Tautan arsip
• Ada satu teknologi yang bisa mengatasi masalah terbesar tenaga surya, yaitu “matahari tidak selalu bersinar”, dan itu adalah kabel. Kabel bisa memindahkan energi jarak jauh. Terutama kabel HVDC (arus searah tegangan ultra tinggi) dapat menyalurkan listrik melintasi benua, samudra, zona waktu, dan zona iklim. Saat ini kabel masih punya banyak kapasitas tersisa, karena grid dirancang untuk menahan permintaan puncak. Pada jam-jam dengan permintaan rendah, kapasitas cadangan itu bisa dimanfaatkan cukup banyak. Misalnya, saat pembangkitan surya/angin berlebih, listrik itu bisa dipakai untuk mengisi baterai di wilayah lain. Operasi dua arah juga dimungkinkan: saat kurang bisa impor, saat berlebih bisa ekspor. Baterai skala besar juga sebagian besar waktu berada dalam keadaan penuh menunggu dipakai, jadi jika ada kabel, energi dalam skala terawatt bisa dimanfaatkan. Di berbagai belahan dunia sedang direncanakan koneksi kabel seperti Maroko-Inggris, Australia-Singapura, dan Pantai Timur AS-Eropa. Perbedaan musim, cuaca, siang-malam di tiap wilayah bisa diimbangi sebagian. Sisanya bisa dilengkapi oleh nuklir, panas bumi, hidro, dan pembangkit gas yang tersisa. Siapa pun yang berinvestasi di pembangkit gas ke depan perlu melihat kenyataan. Sebagian akan lama dipertahankan sebagai cadangan, tetapi sulit berharap untung besar
  • Jalur transmisi adalah ide yang menarik, tetapi mahal. Harga tenaga surya sudah sangat murah, jadi kalau memasang 3 kali kebutuhan, semuanya tetap bisa berjalan bahkan pada hari berawan. Tenaga surya tetap bekerja sampai tingkat tertentu saat mendung. Pada malam hari tentu perlu solusi lain. Kita bisa mulai dengan memasang panel surya di atas semua area parkir. Mengatakan bahwa grid 100% surya/angin tidak bisa dijalankan adalah meremehkan kreativitas manusia. Jika kapasitas pembangkit dipasang longgar melebihi permintaan puncak, ada banyak pendekatan: baterai, pemindahan beban, EV yang diisi siang hari lalu menyuplai grid saat puncak malam, pendinginan ruangan ekstra pada siang hari agar malam tak perlu banyak AC, penyimpanan hidrogen di gua garam, pumped hydro, peleburan aluminium saat listrik berlebih, dan lain-lain. Solusinya banyak. Jangan meremehkan imajinasi manusia
  • Sebagai alternatif kabel, kapal yang mengangkut solar sintetis atau muatan penuh besi, aluminium, magnesium juga memungkinkan. Di Tiongkok, kabel HVDC memang menyalurkan listrik surya melintasi benua, tetapi Belanda belum berhasil mewujudkan rencana seperti itu. Kabel memungkinkan transmisi listrik real-time yang efisien, tetapi rentan terhadap rudal berpemandu presisi. Di Ukraina, rudal benar-benar diproduksi massal dengan printer 3D di bawah tanah. Karena itu, komersialisasi baterai aluminium-udara mulai kembali mendapat perhatian
  • Negara yang bergantung pada kabel internasional pada akhirnya harus tetap memiliki fasilitas cadangan listrik penuh sendiri. Biaya kabel + cadangan bisa lebih mahal daripada biaya penyimpanan. Tentu saja ada berbagai faktor biaya lain
  • Ada tempat-tempat di mana kabel bisa jadi solusi bagus, tetapi di banyak wilayah topografi atau politik menjadi kendala. Misalnya, tak akan ada yang memasang kabel menyeberangi Samudra Pasifik demi menyalurkan listrik surya Rusia ke puncak permintaan sore di pesisir barat Amerika Utara
  • Saya tidak seoptimistis itu pada proyek kabel seperti HVDC dibanding tenaga surya dan angin. Surya/angin bisa diperluas dengan mudah dalam skala kecil dan model plug-and-play, sedangkan proyek kabel masih merupakan taruhan raksasa jangka panjang
• Energi terbarukan memang luar biasa, tetapi alih-alih menggantikan bahan bakar fosil, pada kenyataannya sejauh ini lebih banyak menambah total konsumsi energi. Cara kita memakai energi sekarang merusak lingkungan. Jangan menganggap kemajuan teknologi surya akan menyelesaikan semuanya. Yang harus kita lakukan bukan hanya menambah penggunaan surya, tetapi mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Podcast terkait
  • Artikel itu beberapa kali menampilkan contoh pengurangan penggunaan bahan bakar fosil. Misalnya, California mengurangi penggunaan gas alam untuk pembangkitan listrik sebesar 40% dibanding 2023. Tiongkok juga secara efektif menurunkan emisi karbon, penggunaan batu bara stagnan, dan pemakaian gas alam juga turun 25% pada periode yang sama
  • Kecepatan kemajuan teknologi surya dan penyimpanan baterai sedang meningkat luar biasa. Tidak ada hubungan satu banding satu bahwa setiap instalasi surya baru langsung berubah menjadi permintaan baru. Dengan perluasan pemasangan dan peningkatan teknologi, biaya terus turun. Semakin murah biayanya, semakin cepat pula adopsi surya. Perkembangan ini benar-benar membuat situasi makin membaik. Ini perubahan jangka panjang yang bersifat kumulatif
  • Dari data, saya setuju. Bahkan di wilayah Appalachia tempat saya tinggal seumur hidup, saya bisa merasakan secara nyata bahwa dampak lingkungan negatif dari bahan bakar fosil dalam kehidupan sehari-hari sudah jelas berkurang. Skalanya kecil, tetapi setidaknya bagi warga di sini itu perubahan yang nyata dan terlihat
  • Saya tumbuh di rumah pedesaan tanpa listrik. Saat kecil, kami selalu menyalakan generator bensin untuk menonton film, dan ketika orang tua saya mulai memakai telepon dan internet satelit, konsumsi bensin naik tajam. Kami memakai tenaga surya sejak 1990-an, tetapi panelnya bekas pakai (meski tetap bekerja hampir tanpa rusak). Baru-baru ini saya punya cukup uang untuk memasang pembangkit surya baru dalam skala besar untuk mereka, dan sekarang generator hampir tidak pernah dibutuhkan kecuali saat badai musim dingin berlangsung berminggu-minggu (sebenarnya bahkan saat itu pun generator tidak benar-benar perlu). Manfaat utamanya adalah 1) modal kembali dalam 3 tahun 2) tidak perlu generator bensin yang berisik dan bau 3) orang tua saya tak perlu lagi mengangkat jeriken bensin yang berat 4) untuk pertama kalinya mereka bisa memakai AC
  • Kalau yang dimaksud “kita” adalah California, kita akan segera masuk ke tahap berikutnya. Instalasi surya + baterai menjadi lebih murah daripada membangun pembangkit gas alam baru di sebagian besar wilayah (saat ini sebagian besar listrik masih dari gas alam). Dan sebentar lagi, memasok listrik dari plant baterai akan lebih murah daripada menjalankan pembangkit yang sudah ada. Biaya bahan bakarnya nol, bisa memasok secara instan, dan bahkan bisa menambahkan inersia. Kalau “kita” adalah Tiongkok, negara itu sedang memproduksi dan memasang energi terbarukan paling banyak di dunia, tetapi karena tak mampu mengejar permintaan, negara itu juga sekaligus membangun batu bara dan nuklir paling banyak di dunia. Produksi EV-nya juga nomor satu di dunia, jadi dampaknya besar sekali bagi perbaikan kualitas udara setempat
• Sementara AS masih berusaha kembali ke abad ke-20 yang basah oleh minyak, negara-negara seperti Namibia sedang melompat langsung ke masa depan berbasis surya terdesentralisasi hanya dengan satu tutorial YouTube. Rasanya seperti menyaksikan era bahan bakar fosil tertinggal secara real-time
  • "Dilema Inovator" (buku karya Clayton Christensen) menjelaskan bagaimana perusahaan besar gagal melepaskan margin tinggi mereka sehingga tersingkir oleh teknologi baru yang awalnya tampak inferior (misalnya motor Jepang dan hard disk). AS sekarang menghadapi dilema yang sama. Karena tak bisa melepaskan keuntungan dari bisnis minyak, negara itu ragu pada energi terbarukan meski jelas pasar sedang bergeser. Baik negara maupun perusahaan besar perlu mengorbankan sebagian keuntungan saat ini demi daya saing jangka panjang. Saya menyalin ulang komentar yang pernah saya tulis untuk artikel NYT terkait
  • Sulit dipercaya pemerintah Namibia memberikan subsidi panel surya ribuan dolar per rumah tangga seperti AS. Pakistan juga disebut dalam artikel, tetapi tampaknya juga tanpa subsidi. Jika tenaga surya adalah teknologi matang yang secara ekonomi tak terelakkan (dan saya setuju soal itu), logika untuk mendorongnya lewat subsidi menjadi lemah. Di AS, sebagian besar biaya pemasangan surya masuk ke biaya perizinan administratif atau ke tangan kontraktor mahal yang tidak efisien. Ini masalah kronis di semua proyek pembangunan berbasis izin, dan uang gratis justru bisa memperparah masalah
  • Menarik bahwa Namibia dijadikan contoh. Faktanya, sebagian besar perusahaan minyak besar saat ini sedang menjalankan proyek eksplorasi di Namibia. Ini jelas sedang menjadi salah satu strategi masa depan negara itu. Saat saya bepergian ke sana baru-baru ini, industri O&G (minyak dan gas) terlihat jelas dengan mata telanjang dari pesisir Walvis Bay. Meski begitu, sebagian besar wilayah negara itu tidak berpenghuni, jadi lingkungannya memang sangat ideal untuk surya. Tempatnya benar-benar indah dan saya merekomendasikan untuk berkunjung
  • Abad ke-20 yang berbasis minyak memungkinkan adopsi teknologi ajaib seperti ponsel, YouTube, dan semua ini bahkan sampai ke tempat seperti Namibia. Ini bukan “pembalikan besar” yang sesungguhnya, melainkan kemajuan kecil dalam skala terbatas. Tetap saja, saya melihatnya secara positif
  • Membandingkan AS dan Namibia secara sederhana itu kurang tepat. Ini tidak akan seperti persaingan Tesla dan Ford. AS tetap fokus pada minyak karena tujuannya besar: menyalakan kembali pertumbuhan ekonomi. Rantai pasok minyak mudah diarahkan pemerintah sebagai strategi pertumbuhan. Negara-negara yang “melompat” menuju kemandirian memang berjalan baik dengan independensi energi, tetapi itu bukan berarti keunggulan kompetitif yang luar biasa, melainkan pilihan menuju keterisolasian jangka panjang. Tentu saja, itu belum tentu buruk bagi mereka
• “Tahun lalu di AS, selama 3 tahun berturut-turut heat pump terjual lebih banyak daripada boiler” — ini justru kemajuan besar, perubahan yang beberapa tahun lalu bahkan tidak dibahas. Efisiensi heat pump juga banyak meningkat dan harganya turun berkat produksi massal
  • Saya baru-baru ini membeli pengering heat pump, dan benar-benar menakjubkan. Tidak perlu saluran pembuangan udara terpisah, cukup buang airnya saja. Konsumsi listriknya juga jauh lebih kecil dibanding pengering udara panas biasa, jadi tidak perlu colokan berdaya besar
• Tenaga surya saat ini menunjukkan laju pertumbuhan tercepat dalam sejarah sebagai sumber energi manusia. Angin pada dasarnya juga energi surya yang tersimpan dalam gerakan udara, jadi bisa dibilang salah satu bentuk tenaga surya. Bahkan hidro pun bekerja karena matahari menguapkan air lalu mengirimkannya ke sungai dan waduk untuk menghasilkan listrik. Pada akhirnya, berkat mataharilah manusia memakai sebagian besar energinya (kecuali nuklir dan panas bumi)
  • Sebenarnya semua bahan bakar fosil juga berasal dari matahari. Biomassa yang terakumulasi selama puluhan juta tahun berubah menjadi bahan bakar fosil. Akar dari semua energi karbon dan hidrokarbon ini juga matahari. Jika melangkah satu tingkat lebih jauh, hampir semua energi yang kita gunakan adalah produk sampingan dari fusi nuklir (kecuali nuklir dan panas bumi)
  • Pasang surut laut dipengaruhi bukan hanya oleh matahari tetapi juga gravitasi bulan. Rotasi bumi juga melambat sangat sedikit karenanya
  • Bahan bakar fosil juga energi yang berasal dari matahari!
  • Saya mengklik sambil bertanya-tanya kapan sudut pandang ini akan muncul di komentar. Itu pikiran pertama saya. Tapi saya paham bahwa perdebatan yang lebih panas adalah soal pengumpulan dan pengelolaan energi oleh manusia
  • Tidak heran orang-orang kuno memuja matahari sebagai dewa!
• Sekitar 10 tahun lalu, Tony Seba memprediksi bahwa kira-kira pada 2024, biaya memproduksi 1 unit listrik dari tenaga surya onsite akan menjadi lebih murah daripada biaya sekadar “mengirimkan” 1 unit yang sama lewat grid listrik yang ada (tidak termasuk biaya pembangkitan itu sendiri). Saat ini Seba sedang menganalisis dampak fenomena disrupsi baru yang ia sebut 'phase change disruption' dari berbagai sisi. Tautan YouTube terkait
  • Saya mengikuti Seba sejak 2020, dan yang mengejutkan bagi saya adalah 1) prediksinya terus terbukti benar, 2) masih banyak orang yang tidak mudah menerima prospeknya. Prediksi terbarunya jauh lebih radikal, dan saya penasaran seberapa akurat lagi yang berikutnya
  • Saya setuju bahwa kelimpahan energi pribadi benar-benar revolusioner.
    • Desentralisasi layanan publik, setelah investasi awal biaya marginal energi menjadi nol sehingga membebaskan secara ekonomi
    • Secara geopolitik, ketergantungan pada hidrokarbon berkurang dan kedaulatan energi diperoleh
    • Revolusi transportasi: setiap rumah menjadi stasiun pengisian EV, atau bahkan bisa memasok listrik balik ke rumah dari baterai EV (generator lama berbasis ICE)
    • Iklim: tidak ada konsumsi hidrokarbon, jadi tidak ada polusi
    • Masyarakat teknologi: energi bersih yang melimpah menciptakan lingkaran baik yang mempercepat inovasi di bidang produksi dan penyimpanan energi, AI, serta jaringan
    • Muncul model bisnis baru berbasis energy-as-a-service
• Melihat klaim bahwa “kita sedang bergerak dari era ketika dinamika politik internasional ditentukan oleh hak atas pasokan dari cadangan bahan bakar fosil yang tersebar sporadis, menuju surya dan angin yang terdesentralisasi/setara dan tersedia di mana saja”, saya juga sepenuhnya mendukung tenaga surya, tetapi saya penasaran apakah saat ini surya benar-benar menyelesaikan isu geografis/geopolitik seperti minyak. Tiongkok pada dasarnya membuat hampir semua panel surya dunia. Ini tampak seperti monopoli yang bahkan lebih besar daripada geologi
  • Ambil contoh penguasaan transportasi darat: jika AS memblokade minyak, truk dan pembangkit negara lawan berhenti dalam 6 minggu. Sebaliknya, jika impor panel surya diblokir, panel yang sudah terpasang tetap akan berjalan selama 20–40 tahun. Masalah sungguhan baru muncul sekitar 20 tahun kemudian, saat masa garansi berakhir. Blokade harus dipertahankan selama itu agar benar-benar memberi dampak
  • Tetapi monopoli produksi panel surya bukan disebabkan faktor geologis. Jauh lebih mudah membangun kapasitas produksi surya daripada menemukan cadangan minyak baru
  • Produksi panel surya tidak terlalu rumit. Tiongkok menguasai pasar hanya karena melakukannya lebih murah dan lebih cepat; negara industri mana pun pada dasarnya bisa membangun infrastruktur itu secara strategis
  • Panel surya bisa didaur ulang secara lokal, sedangkan minyak tidak. Tentu saja, jika manufaktur lokal tidak dikembangkan, ketergantungan pada luar negeri tetap ada, tetapi monopoli Tiongkok bukan sesuatu yang permanen dan tak berubah
  • AS juga pernah menjadi produsen panel surya dan baterai LiFePO4, tetapi industrinya dibiarkan terbengkalai. Saya sendiri pernah mendatangi beberapa lelang pabrik terkait, tetapi tidak ada pembeli untuk peralatan besar karena tak dianggap layak pasar. Sekarang pun masih ada beberapa pabrik surya di AS, tetapi tidak sebanding dengan dulu
• Tiongkok sekarang juga menghadapi situasi aneh di mana surya + baterai lebih murah daripada batu bara. Batu bara menyumbang sekitar 60% dari total listrik, dengan konsumsi tahunan sekitar 10 triliun kWh. Artinya, 6 triliun kWh × 8 sen sekitar 600 miliar dolar. Industri senilai 500–600 miliar dolar dengan jutaan pekerja harus diperkecil atau dihapus. Sebagai gantinya, negara itu akan mendapat energi yang jauh lebih murah, dan biaya pembangkitan yang terus turun tiap tahun bisa membawa efek deflasi baru ke perekonomian
  • Tidak ada tempat yang argumen perlindungan industri lama-nya selemah Tiongkok. Energi terbarukan dan kemandirian energi adalah gerakan yang sangat disengaja pada tingkat negara. Begitu target tercapai, reaksinya bukan “oh tidak, pekerjaan batu bara kita yang berharga, para pemilih desa dan lobi tambang bagaimana”, melainkan memperoleh energi yang jauh lebih murah daripada sekarang dan memindahkan tenaga kerja yang tersisa ke sektor yang lebih produktif
  • Jika hanya peduli pada pengembalian investasi, ini bisa jadi masalah, tetapi industri energi pada dasarnya tidak terlalu padat karya (meski tentu orang bisa terus dipekerjakan). Bagaimanapun, pembangkit akan didepresiasi dan pembelian batu bara akan dihentikan. Yang terakhir ini langsung memberi penghematan biaya besar
• Dalam rencana darurat kota, ancaman seperti badai geomagnetik sebagian besar diabaikan — kalau flare setingkat Carrington meledak sekarang, trafo bernilai miliaran dolar bisa rusak sekaligus. Saya penasaran tindakan pencegahan murah apa yang bisa dilakukan sekarang
  • Ini tampaknya lebih mendekati kekhawatiran yang tidak realistis. Bahkan jika arus induksi memutus semua circuit breaker, saya tidak yakin kerusakan mekanis sungguhan akan terjadi secara luas. Mungkin grid listrik di seluruh dunia perlu melakukan black start (menyala ulang setelah mati total), tetapi saya rasa tidak akan sampai menimbulkan kerusakan yang meluas