OPINI: Paradoks Mobil Listrik Berbasis Baterai

Mobil listrik NIO ES8 di Shanghai, China - REUTERS

Isu lingkungan dan pemanasan global menjadi topik yang sangat menarik di kalangan akademisi, industri dan pemerintah di seluruh dunia. Bahkan hampir seluruh negara di dunia, sepakat untuk berkomitmen mendukung berbagai kebijakan untuk menekan emisi dan teknologi ramah lingkungan dalam Paris Agreement.

Barack Obama saat masih menjabat Presiden AS menuliskan opininya di jurnal Science mengenai energi bersih dan terbarukan yang sudah mencapai momentumnya sekalipun Presiden Donald Trump akhir-akhir ini berpendapat bahwa isu perubahan iklim hanyalah hoax dan mendorong AS untuk menarik diri dari Paris Agreement.

Namun isu perubahan iklim, energi hijau dan terbarukan terus diadopsi dengan berbagai kebijakan pemerintah dan ilmuwan di seluruh dunia. Bahkan Pemenang Nobel 2019 di bidang kimia dianugerahkan untuk para pionir di bidang pengembangan baterai Lithium-ion (Li-ion), yaitu John Goodenough, Stanley Whittingham, dan Akira Yoshino. Teknologi baterai Li-ion membuat portabilitas dunia digital sangat nyata.

Demikian juga di Indonesia, untuk merespon isu perubahan iklim, pemerintah juga mendukung kebijakan untuk mendorong teknologi energi bersih dan penurunan emisi. Salah satunya dengan Peraturan Presiden (Perpres) No. 55 Tahun 2019 tentang Percepatan Program Kendaraan Bermotor Listrik Berbasis Batere (Battery Electric Vehicle) untuk transportasi jalan. Namun, dibalik teknologi yang menjanjikan tersebut, masih banyak pekerjaan rumah dan paradoks yang harus menjadi perhatian.

Tingginya produksi baterai Li-ion untuk memenuhi permintaan pasar telepon pintar saja telah menjadikan Lithium menjadi salah satu komoditas material yang sangat berharga. Penambangan Li secara masif telah dilakukan di Bolivia, Chile, dan China tetapi meninggalkan dampak pencemaran air yang luar biasa. Lithium sebenarnya bukan material langka, karena beberapa hasil riset mengungkapkan potensi ekstraksi Li dari air laut. Namun proses ini memerlukan energi yang luar biasa besar dan kompleks, dimana justru akan membuat harga Li menjadi tidak kompetitif.

Dalam laporan Kavanagh dkk (Journal Global Lithium Sources 2018) apabila diasumsikan memerlukan kapasitas baterai 5 kWh untuk sebuah mobil listrik, untuk menggantikan populasi 1 miliar mobil di dunia akan memerlukan 20% dari cadangan Lithium dunia. Estimasi ini hanya untuk kendaraan listrik pribadi, tidak termasuk bus dan truk listrik dimana tentu memerlukan kapasitas batere yang jauh lebih besar.

Pada 2020 diperkirakan lebih dari 50% ekstraksi Li digunakan untuk produksi baterai Li-ion. Namun teknologi untuk waste management baterai Li-ion, daur ulang atau untuk penggunaannya kembali masih belum cukup matang.

Goodenough menemukan sebuah material katoda berbahan lithium cobaltite (LiCoO2) yang membuat performa baterai Li-ion sangat stabil dengan siklus ribuan kali charging tanpa secara signifikan mengurangi efisiensi batere. Ada pula baterai Li-ion yang dikomersialkan oleh Akira Yoshino melalui Asahi Kasei Corp tetapi katodanya masih mengadaptasi LiCoO2 milik Goodenough.

Dari sisi teknologi, saat ini batere berbasis struktur katoda LiCoO2 masih menjadi primadona kalangan industri. Dampaknya, ketika perusahaan besar mulai mengaplikasikan pada kendaraan listrik, dengan kapasitas penyimpanan besar, kobalt menjadi bahan baku yang sangat vital, padahal material ini termasuk langka di dunia. Lebih dari 60% sumber kobalt dunia berada di Kongo dengan berbagai eksesnya.

Perusahaan milik Elon Musk, Tesla, mulai mengalihkan pencarian bahan baku kobalt selain dari Kongo atau membuat baterai Li tanpa kobalt. Tentu konsekuensi harga dan kelangkaan akan menjadi risiko tambahan dalam supply chain mereka. Fakta ini menjadi keprihatinan banyak kalangan, karena upaya menggantikan bahan bakar fosil dengan energi hijau dan terbarukan di kota besar dan negara maju menggunakan teknologi batere harus mengorbankan dampak sosial dan lingkungan di belahan dunia lain.

Para ilmuwan masih harus terus bekerja keras dari hulu ke hilir. Sains di hulu harus terus mengeksplorasi material-material alternatif pengganti kobalt meski ternyata performa batere masih belum optimal seperti dengan katoda berbahan LiCoO. Para penggiat batere di seluruh dunia masih terus berupaya dengan berbagai opsi material alternatif dan strukturnya.

Goodenough sendiri sampai saat ini berusia hampir seabad masih terus mengeksplorasi batere generasi berikutnya, seperti mengembangkan solid elektrolit yang dapat dibuat dari plastik atau kaca dimana dengan teknologi tersebut baterai dapat beroperasi dengan temperatur mencapai minus 20 derajat Celsius.

Di sisi hilir, berbagai perusahaan otomotif sudah mulai merilis beberapa versi kendaraan listrik maupun hybrid di pasar. Di beberapa negara, meski harganya masih sangat mahal, skema pajak yang ramah didorong pemerintah untuk konsumen kendaraan listrik. Bahkan charging stations disediakan di berbagai tempat parkir umum dan pusat belanja. Di Taiwan, skuter listrik dengan merek Gogoro dengan pergantian batere yang praktis menjadi model bisnis anyar. Pengendara cukup berhenti di stasiun batere yang tersebar di pelosok kota, membuka bagasi motor, dan menukar batere secara mandiri di charging station dan membayar secara cashless.

Riset dari hulu ke hilir harus didorong bersama. Akan menjadi tidak bijak bila pemegang kebijakan semata-mata fokus pada dukungan riset hilir supaya segera dapat dikomersialkan. Karena jika kita melihat contoh isu energi hijau ini, perlu perhatian yang komprehensif dari sains dasarnya di hulu maupun implementasinya di hilir. Seperti ditekankan Goodenough, inilah salah satu tanggung jawab ilmuwan untuk enabling next generation technology. Jangan sampai ketika disrupsi teknologi tahap selanjutnya terjadi, kita kembali hanya semata-mata menjadi tujuan pemasaran teknologi tanpa diiringi penguasaan teknologinya.

Hukum konservasi energi menyatakan bahwa energi tak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Hanya dapat berubah bentuk. Artinya, apabila pasar kendaraan listrik kita terealisasi tetapi pembangkit listriknya masih menggunakan bahan bakar fosil, kita hanya memindahkan konsumsi bahan bakar fosil dari kendaraan bermotor ke pembangkit listrik konvensional untuk memenuhi lonjakan permintaan listrik dari populasi kendaraan listrik yang meningkat.

Pembangkit listrik alternatif seperti sel surya, panas bumi, dan tenaga bayu mulai menjadi perhatian kita. Dari sisi teknologi, seperti photovoltaic masih terus berkembang karena sel surya di pasaran yang berbahan silikon prosesnya masih mahal. Dari sisi geografis, Indonesia yang terletak diantara cincin api, pembangkit listrik panas bumi mungkin akan menjadi opsi yang strategis. Di Filipina sekitar 27% pasokan listrik nasional sudah menggunakan teknologi panas bumi meski secara nasional kapasitas mereka jauh lebih kecil dari kebutuhan listrik Indonesia.

Di sinilah peluang-peluang untuk pengembangan sains dan riset lebih jauh. Karena riset, terutama untuk teknologi, adalah pekerjaan yang tidak akan pernah selesai. Akan selalu ada pertanyaan what next? Seperti ungkapan astrofisikawan terkenal Carl E. Sagan tentang sains: Somewhere, something incredible is waiting to be known.

*Penulis merupakan Research Fellow International Iberian Nanotechnology Laboratory, Portugal

Sumber : Bisnis Indonesia