Peneliti Sulap Pasir Jadi "Baterai" Raksasa, Simpan Energi Terbarukan

Selama ini istilah baterai identik dengan material seperti lithium atau nikel yang digunakan untuk menyimpan listrik pada ponsel, laptop, hingga mobil listrik.

Namun, para insinyur di Finlandia mencoba pendekatan berbeda. Mereka membuat “baterai pasir”.

Meski disebut baterai, sistem ini sebenarnya bukan baterai listrik seperti pada perangkat elektronik.

Baterai pasir merupakan thermal energy storage, yaitu sistem penyimpanan energi dalam bentuk panas yang memanfaatkan pasir atau batuan yang dihancurkan sebagai media penyimpan panas.

Teknologi ini dikembangkan oleh perusahaan energi Finlandia Polar Night Energy dan telah dioperasikan di kota kecil Pornainen, Finlandia selatan.

Cara kerja baterai pasir

Cara kerja teknologi ini dimulai dari material penyimpannya.

Di Pornainen, baterai ini menampung sekitar 2.000 ton batuan sabun (soapstone) yang dihancurkan, material yang bahkan berasal dari limbah industri pembuat perapian di Finlandia.

Batuan tersebut disimpan dalam silo (tabung baja berukuran besar) dengan tinggi sekitar 13 meter dan diameter sekitar 15 meter.

Selanjutnya, listrik, biasanya berasal dari energi terbarukan seperti angin dan matahari, digunakan untuk memanaskan pasir atau batuan tersebut melalui sistem pipa penghantar panas.

Material di dalam silo kemudian dipanaskan hingga suhu sangat tinggi, bahkan bisa mencapai sekitar 400 derajat Celsius.

Panas tersebut disimpan di dalam silo yang dilapisi isolasi tebal sehingga tidak mudah keluar. Ketika energi dibutuhkan, udara dingin dialirkan melalui pipa di dalam silo untuk mengambil panas yang tersimpan.

Panas ini kemudian digunakan untuk menghasilkan air panas, uap, atau udara panas.

Batuan tersebut disimpan dalam silo (tabung baja berukuran besar) dengan tinggi sekitar 13 meter dan diameter sekitar 15 meter. Selanjutnya, listrik, biasanya berasal dari energi terbarukan seperti angin dan matahari, digunakan untuk memanaskan pasir atau batuan tersebut melalui sistem pipa penghantar panas. Material di dalam silo kemudian dipanaskan hingga suhu sangat tinggi, bahkan bisa mencapai sekitar 400 derajat Celsius. Panas tersebut disimpan di dalam silo yang dilapisi isolasi tebal sehingga tidak mudah keluar. Ketika energi dibutuhkan, udara dingin dialirkan melalui pipa di dalam silo untuk mengambil panas yang tersimpan. Panas ini kemudian digunakan untuk menghasilkan air panas, uap, atau udara panas.

Energi panas tersebut dimanfaatkan untuk menghangatkan rumah dan bangunan melalui sistem district heating, yaitu jaringan pemanas terpusat yang umum digunakan di negara-negara Skandinavia.

Baterai pasir di Pornainen merupakan yang terbesar di dunia saat ini. Sistem ini mampu menyimpan hingga 1.000 megawatt-jam (MWh) energi panas, cukup untuk memenuhi kebutuhan pemanas kota selama sekitar satu minggu pada musim dingin.

Teknologi ini diharapkan membantu Pornainen mengurangi emisi karbon secara signifikan. Pasalnya, sebelumnya, sistem pemanas kota tersebut masih bergantung pada minyak dan pembakaran serpihan kayu.

Dengan adanya baterai pasir, konsumsi bahan bakar kayu diperkirakan bisa berkurang hingga 60 persen, sekaligus mengurangi penggunaan minyak sebagai sumber energi.

Bantu penyimpanan energi terbarukan

Bentuk silo (tabung baja berukuran besar) dengan tinggi sekitar 13 meter dan diameter sekitar 15 meter, yang menampung sekitar 2.000 ton batuan sabun (soapstone) yang dihancurkan.

Konsep baterai pasir semakin menarik perhatian karena dapat membantu mengatasi salah satu tantangan terbesar energi terbarukan, yaitu penyimpanan energi.

Energi dari matahari dan angin tidak selalu tersedia setiap saat. Karena itu, teknologi penyimpanan energi diperlukan agar kelebihan energi dapat disimpan dan digunakan kembali ketika pasokan sedang rendah.

Baterai di Pornainen sendiri diisi menggunakan listrik dari jaringan listrik Finlandia. Kapasitas penyimpanannya yang besar memungkinkan operator mengisi baterai ketika harga listrik sedang murah, lalu menggunakan panasnya saat dibutuhkan.

Jaringan listrik Finlandia juga relatif bersih, karena sebagian besar berasal dari energi terbarukan (sekitar 43 persen) dan nuklir (sekitar 26 persen).

Harga listriknya juga termasuk yang paling murah di Eropa, yakni sekitar 0,08 euro (sekitar Rp 1.569) per kilowatt-jam (kWh), kurang dari setengah rata-rata Uni Eropa.

Polar Night Energy sebenarnya tidak mengungkapkan biaya pembangunan baterai pasir di Pornainen. Namun bahan bakunya relatif murah dan strukturnya juga tidak terlalu rumit.

Sebagai gambaran, prototipe baterai pasir yang jauh lebih kecil yang dibangun beberapa tahun lalu diperkirakan hanya membutuhkan biaya sekitar 25 dollar AS (sekitar Rp 421.656) per kilowatt-jam (kWh) kapasitas penyimpanan.

Angka tersebut jauh lebih murah dibanding baterai lithium-ion yang saat ini rata-rata mencapai sekitar 115 dollar AS (sekitar Rp 1,9 jutaan) per kWh.

Usaha lain

Seiring turunnya biaya energi terbarukan, minat terhadap teknologi thermal battery seperti ini juga semakin meningkat.

Selain Polar Night Energy, sejumlah perusahaan rintisan juga mengembangkan teknologi serupa.

Perusahaan asal Skotlandia Sunamp misalnya mengembangkan baterai panas yang menggunakan material berbasis garam yang juga digunakan sebagai penyedap pada keripik rasa cuka.

Perusahaan Electrified Thermal Solutions mengembangkan jenis batu bata khusus yang dapat menghasilkan panas hingga mendekati 2.000 derajat Celsius.

Sementara Fourth Power membuat blok grafit yang mampu menyimpan energi dalam bentuk panas hingga sekitar 2.400 derajat Celsius, sebagaimana dihimpun KompasTekno dari Tech Crunch dan Live Science.

KOMPAS.com berkomitmen memberikan fakta jernih, tepercaya, dan berimbang. Dukung keberlanjutan jurnalisme jernih dan nikmati kenyamanan baca tanpa iklan melalui Membership. Gabung KOMPAS.com Plus sekarang