Energi Bersih Dapat Memimpin Investasi Teknologi Global

Tren Teknologi McKinsey Outlook 2022 yang baru mengungkapkan bahwa teknologi energi bersih, dengan investasi $257 miliar pada tahun 2021, memimpin investasi jika dibandingkan dengan 14 tren teknologi paling signifikan yang berdampak pada dunia saat ini.

Para ahli di Dewan Teknologi McKinsey menemukan bahwa teknologi energi bersih, yang akan mendorong solusi nol-karbon dan mengurangi emisi gas rumah kaca, dapat mencapai puncak investasi hingga $1,5 triliun pada tahun 2035. Energi bersih mengalahkan semua sektor termasuk, mobilitas sebesar $236 miliar, kecerdasan buatan ( AI) senilai $165 miliar, 5G dan 6G $166 miliar, Web3.0 $110 miliar, dan teknologi metaverse $30 miliar.

Namun, teknologi energi bersih apa yang mendorong gelombang investasi global besar-besaran ini? Tantangan apa yang dihadapi sektor ini? Dan kemana perginya?

Energi Bersih: Evolusi Energi yang Bergerak Cepat

Energi adalah tulang punggung masyarakat global kita. Pada tahun 2022, ketika para pemimpin dunia berkomitmen untuk mengurangi emisi karbon, sektor energi berkembang pesat dari bahan bakar fosil dan tidak terbarukan ke sumber energi hijau baru.

Sektor teknologi energi bersih berfokus pada perancangan, pengembangan, dan pengoperasian solusi energi baru yang membantu mencapai emisi global nol bersih. Solusi ini harus diterapkan di seluruh rantai energi, mulai dari pembangkit listrik hingga penyimpanan dan distribusi.

Inside Climate News melaporkan pada 1 September 2022, bahwa peralihan energi terjadi dengan cepat. Di negara bagian California, regulator mengadopsi aturan baru yang akan melarang penjualan kendaraan bertenaga bensin baru pada tahun 2035. California secara historis menetapkan preseden untuk undang-undang yang kemudian diadopsi oleh negara bagian lain.

Washington, Massachusetts, Virginia dan dua belas negara bagian lainnya, termasuk Colorado, Connecticut, Maryland, New Jersey, New Mexico, Pennsylvania, dan New York, diharapkan menerapkan undang-undang California versi mereka sendiri.

McKinsey mengatakan peraturan lingkungan telah meningkat sebesar 20% di AS, Cina, dan Eropa dalam waktu kurang dari dua tahun. Tekanan untuk mendorong transformasi energi ini sekarang bertumpu pada pengembangan sumber energi surya, angin, nuklir, kelautan, dan energi alternatif lainnya seperti fusi nuklir. Selain itu, penyimpanan dan distribusi energi telah menjadi sektor kunci.

Jaringan Energi dan Teknologi Penyimpanan Energi

Laporan terbaru McKinsey memastikan bahwa 84% dari permintaan listrik global dapat dipenuhi oleh proyek energi terbarukan pada tahun 2050. Energi surya diperkirakan akan memimpin penyediaan 60% sementara pembangkit listrik tenaga angin akan mencakup 24%.

Industri penerbangan, pelayaran maritim, dan angkutan berat juga beralih ke bahan bakar berkelanjutan seperti hidrogen. Di sisi lain, jaringan listrik yang mendistribusikan listrik ke rumah, bisnis, organisasi, dan industri di seluruh dunia tidak siap untuk perubahan energi bersih dan memerlukan modifikasi besar.

Sistem manajemen jaringan cerdas AI yang dapat menyeimbangkan pasokan dan permintaan jaringan energi sedang dikembangkan untuk menghindari pemadaman dan kegagalan jaringan dan untuk memastikan aliran energi yang berkelanjutan. Namun, masalah utama dengan distribusi energi hijau adalah penyimpanan energi.

Matahari dan angin adalah teknologi pembangkit energi non-kontinyu. Kapasitas pembangkitan mereka turun ketika angin tidak bertiup dan ketika matahari tidak bersinar. Menyimpan kelebihan energi adalah solusinya.

Namun, listrik tidak dapat disimpan, harus diubah menjadi kekuatan lain untuk disimpan untuk digunakan nanti. Teknologi baterai telah terbukti efisien, tetapi membangun baterai untuk pabrik penyimpanan energi skala besar membutuhkan biaya yang mahal.

Pemompaan hidroelektrik adalah sistem terdepan saat ini di AS untuk menyimpan energi. Pumped storage hydropower (PSH) bertindak seperti baterai raksasa karena dapat menyimpan daya dan kemudian melepaskannya saat dibutuhkan, Kantor Efisiensi Energi dan Energi Terbarukan pemerintah AS menjelaskan.

Laporan Pasar Tenaga Air 2021 mengungkapkan bahwa PSH menyumbang 93% dari semua penyimpanan energi skala utilitas di Amerika. Negara ini memiliki 43 pabrik PSH dan berpotensi melipatgandakan kapasitas dengan menambah pabrik baru.

Menurut Cayrum, proyek teknologi skala besar ini bekerja seperti bendungan dan waduk. Mereka memompa air ke hulu ketika ada kelebihan energi dan melepaskannya untuk mengalir melalui turbin yang menghasilkan energi ketika ada permintaan.

Sistem penyimpanan energi lain yang mendapatkan daya tarik termasuk teknologi penyimpanan energi berbasis gravitasi. Energy Vault adalah salah satu perusahaan yang bekerja di area baru ini. Ini membangun fasilitas penyimpanan gravitasi berteknologi tinggi menggunakan bahan ramah lingkungan dan limbah yang digunakan kembali. Perusahaan mengkhususkan diri dalam penyimpanan energi untuk utilitas, produsen listrik independen dan pengguna energi industri besar.

Pada Februari 2022, perusahaan mulai berdagang di Bursa Efek New York. Sistem penyimpanan energi gravitasinya mengangkat balok besar dan berat saat energi dibutuhkan dan melepaskannya untuk menghasilkan energi dari penurunan balok saat permintaan tinggi.

McKinsey menjelaskan bahwa teknologi penyimpanan energi adalah kunci adopsi energi terbarukan. Tanpa itu, rencana dunia untuk meningkatkan teknologi energi bersih untuk memenuhi permintaan hanyalah mimpi kosong.

"Teknologi penyimpanan energi jangka panjang diharapkan mendorong sekitar 20% adopsi energi terbarukan, memungkinkan pengurangan sekitar 2,4 gigaton (Gt) energi terbarukan," kata McKinsey. "Penyimpanan berdurasi pendek hingga menengah diharapkan dapat memperluas penetrasi energi terbarukan dari 30 menjadi 80%, secara tidak langsung memungkinkan pengurangan hingga sekitar 6 Gt."

Sama seperti jaringan listrik dan sistem penyimpanan yang perlu ditingkatkan, jaringan stasiun pengisian bensin global juga menghadapi evolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Ratusan juta kendaraan listrik (EV) akan membutuhkan jaringan global stasiun pengisian EV.

"Pertumbuhan permintaan baterai pada tahun 2030 diperkirakan akan tumbuh pada CAGR 30%, didorong oleh elektrifikasi aplikasi mobilitas," tambah pakar McKinsey.

Inovasi: Teknologi dan Tantangan Energi

Kapasitas tahunan teknologi energi surya diharapkan meningkat 8 kali lipat dari 2020 hingga 2030, dan daya yang dihasilkan oleh teknologi energi angin diharapkan tumbuh 5x lipat. Namun, kedua sektor menghadapi tantangan.

Sektor angin sedang mengembangkan teknologi baru yang akan meningkatkan kemampuan proyek untuk mengakses lokasi baru di mana kedalaman air lebih dari atau sama dengan 60 meter. Taman angin lepas pantai baru ini berinovasi dengan fondasi terapung.

Startup Norwegia World Wide Wind baru-baru ini menghadirkan teknologi turbin angin terapung inovatif yang diharapkan dapat mengganggu sektor ini dengan menurunkan biaya dan meningkatkan produksi, seperti yang dilaporkan oleh Sea Trade. Dan Odfjell Oceanwind berada di jalur menuju persetujuan penuh kelas DNV untuk desain pondasi angin semi-mengambang laut dalam yang beroperasi pada kedalaman air 60 hingga 1.300 meter.

Ini hanyalah dua contoh dari beberapa teknologi angin-solar baru yang mengganggu industri energi angin lepas pantai. Teknologi angin juga berinovasi untuk menghasilkan lebih banyak daya selama skenario angin rendah.

Sektor surya juga menghadapi tantangan yang berbeda, dengan manufaktur yang hemat biaya, peningkatan stabilitas dan peningkatan kinerja menjadi yang paling penting. Biaya panel surya telah turun, dan panel surya menjadi lebih efisien karena teknologi menjadi lebih baik. Namun, biaya dan efisiensi masih jauh dari mencapai persyaratan puncak adopsi.

Seperti yang diungkapkan oleh makalah ilmiah yang diterbitkan oleh Nature, panel surya canggih dapat mencapai efisiensi konversi 47,1%. Namun, ini mahal untuk diproduksi dan dinilai. Sebagian besar panel surya di pasaran saat ini hanya mendekati 20% dari efisiensi konversi. Ini berarti mereka hanya dapat mengkonversi ke energi yang dapat digunakan 20% dari energi matahari yang mengenai panel surya per meter persegi.

Bahan baku yang digunakan untuk membangun panel surya juga mahal dan dapat mengalami gangguan seperti bahan teknologi lainnya. Gangguan yang sama ini menciptakan peluang dan tuntutan hambatan untuk sektor energi bersih yang berbeda.

Ketika perang Rusia-Ukraina meluas dan harga gas meroket ke ketinggian baru, pembuat EV telah melihat peningkatan permintaan. Dan di Eropa, seperti yang dilaporkan CNN, instalasi tenaga surya telah melonjak 20% karena Rusia "menolak gas."