413. Powermatching City: Inovasi Manajemen “Api” Masa Depan

Penulis : Putri Setiani
Tema : Fire
=========================================================================================================================================================

“Di sana gimana masaknya?”, tanya saya pada seorang teman yang baru beberapa bulan lalu pindah ke salah satu kota di Belanda.
“Kayak biasa aja. Eh, tapi di sini masaknya pakai angin lho, nggak pakai api.”, jawabnya.
“Hah?”, saya heran.
“Hahaha. Eh, tapi beneran lho.”, teman saya menambahkan.

Api adalah fenomena yang terjadi sebagai manifestasi dari reaksi suatu material dengan oksigen. Pembakaran adalah nama lain proses ini dalam bahasa sehari-hari. Dua komponen utama api secara umum adalah nyala terangnya yang terlihat mata, dan energi berupa panas. Energi inilah yang banyak digunakan oleh manusia untuk berbagai aktivitas kehidupan, sejak awal sejarah manusia. Pernah lihat film “Castaway” yang dibintangi Tom Hanks? Film itu bercerita tentang seorang laki-laki yang terdampar di pulau tak berpenghuni, tanpa teknologi, dimana api menjadi sumber kehidupan yang menjadi jembatan transfer energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Contoh sederhana yang digambarkan dalam film itu, api menjembatani perpindahan energi yang terkandung dalam kayu bakar untuk memanggang ikan, menjadikan ikan bisa dimakan dan menjadi sumber energi untuk manusia yang mengonsumsinya. Energi adalah sumber kehidupan, dan api adalah salah satu wujudnya.

Seiring dengan berkembangnya peradaban, kebutuhan manusia akan energi menjadi semakin meningkat. Badan Pertanian PBB mengestimasi bahwa kebutuhan energi global di tahun 2050 akan naik dua kali lipat dibandingkan dengan kebutuhan saat ini [1, 2]. Penggunaan api (atau secara lebih luasnya, proses pembakaran) dalam memproduksi energi tentunya memerlukan bahan bakar. Hingga saat ini bahan bakar utama yang digunakan di dunia adalah bahan bakar fosil, khususnya minyak bumi. Permasalahan utama dalam penggunaan bahan bakar fosil adalah suplainya yang terbatas dan tidak terbarukan. Mengingat hal ini, upaya-upaya alternatif dilakukan untuk dapat memenuhi kebutuhan energi.

Kita intermezzo sejenak. Pernah mendengar istilah energy carrier? Secara sederhana, energy carrier dapat diartikan sebagai substansi yang bisa dijadikan sebagai perantara dari sumber energi ke berbagai perangkat yang membutuhkannya. Bentuk energy carrier yang paling umum digunakan saat ini adalah listrik.

Salah satu keunggulan utama dari penggunaan listrik sebagai energy carrier adalah fleksibilitasnya dalam 2 hal, yaitu (1) dapat diproduksi dari berbagai sumber energi dan (2) dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Ketergantungan terhadap sumber energi tertentu, misalnya minyak bumi seperti yang terjadi saat ini, menjadi penyebab rawannya krisis energi. Kejadian oil price shock di tahun 1970-an contohnya, menyebabkan kelangkaan minyak di berbagai belahan dunia, sekaligus krisis ekonomi global. Sifat listrik yang fleksibel ini juga mendukung pengembangan sumber energi terbarukan. Sumber energi terbarukan tentunya tidak akan habis sehingga akan tersedia untuk generasi-generasi mendatang. Maka peralihan penggunaan bahan bakar ke pemanfaatan listrik merupakan salah satu upaya untuk menjamin keamanan suplai energi.

Nah, kita kembali ke kisah percakapan dengan seorang teman yang saya ceritakan di awal. Belanda adalah negara yang memiliki tingkat elektrifikasi hampir 100% [3], yang berarti hampir seluruh wilayahnya terhubung dengan jaringan listrik. Negara ini juga memiliki komitmen tinggi dalam pengembangan dan pemanfaatan berbagai sumber energi terbarukan. Salah satu wujudnya misalnya adalah ketersediaan fasilitas pembangkit listrik tenaga angin, yang dapat digunakan oleh teman saya untuk memasak dengan memakai kompor listrik. Tidak berhenti di sana, Belanda menyelenggarakan proyek inovasi yang menjadi terobosan penting di bidang energi; Powermatching City.

image004
Gambaran lokasi Proyek Powermatching City di Groningen, Belanda (Sumber: www.dnvgl.com dan www.kema.com)

Powermatching City merupakan perwujudan dari sinergi antara jaringan listrik yang sudah ada dengan teknologi energi terbarukan yang tersedia [4]. Proyek yang terletak di Hoogkerk, Groningen ini adalah proyek pertama di dunia yang mengimplementasikan teknologi smart-grid (upgrade dari jaringan listrik konvensional yang diintegrasikan dengan teknologi pembacaan, metode pengendalian dan komunikasi) secara langsung dalam kehidupan sehari-hari masyarakat. Proyek ini melibatkan 42 rumah tangga yang terhubung ke suatu jaringan smart-grid. Setiap rumah dilengkapi dengan sumber energi terbarukan (sel surya dan turbin angin) dan µCHP yang merupakan sumber panas dan energi berbahan bakar gas alam, sehingga dapat memproduksi energi secara independen. Kelebihan energi yang diproduksi di suatu rumah dapat diekspor/dijual ke jaringan. Sementara itu, impor atau pembelian energi dari jaringan akan dikenakan tambahan tarif transpor, sehingga setiap rumah akan mengutamakan penggunaan energi yang dihasilkannya sendiri. Secara komunal, sistem ini akan meningkatkan efisiensi karena energi yang hilang dalam proses distribusi dapat diminimalisir.

Harga per satuan energi yang dikonsumsi pada jaringan ini fluktuatif, bergantung pada melimpah atau terbatasnya kesediaan energi pada waktu tertentu. Aplikasi teknologi smart-grid pada proyek ini memungkinkan konsumen untuk mengetahui berapa banyak energi yang digunakan dan harganya secara real-time, sehingga pola konsumsi dapat diatur agar biaya yang harus dibayarkan bisa ditekan seminimal mungkin. Untuk memudahkan optimasi biaya, setiap unit rumah dilengkapi dengan piranti pengendali (Powermatcher) yang mampu mengatur secara otomatis waktu dan jenis sumber energi yang digunakan agar didapatkan biaya yang paling murah. Dalam proyek ini, biaya marjinal yang lebih rendah diterapkan untuk sumber energi terbarukan, sehingga Powermatcher akan mendahulukan penggunaan energi dari sumber ini. Hal ini sekaligus menjadi stimulus efektif untuk meningkatkan penggunaan sumber energi terbarukan.

image006
Transformasi pemanfaatan energi

Masalah yang sering dihadapi dalam mengadaptasi suatu konsep teknologi dari skala laboratorium ke skala besar adalah sulitnya mendapat dukungan dari khalayak yang sudah nyaman dengan kondisi yang ada. Proyek Powermatching City dapat mengatasi kendala ini dengan menawarkan daya tarik berupa keuntungan ekonomi, yang dapat memotivasi masyarakat untuk ikut terlibat. Selain itu, penggunaan perangkat canggih dan serba-pintar juga menjadi daya tarik tersendiri. Penyelenggaraan proyek Powermatching yang telah memasuki tahap kedua ini dinilai sangat berhasil sehingga termasuk dalam Sustainia 100, daftar lebih dari seratus inovasi dari seluruh dunia yang dianggap dapat menjadi solusi nyata untuk mewujudkan ketahanan lingkungan.

Powermatching City mendukung penggunaan energi secara efektif, pemanfaatan sumber energi terbarukan, diversifikasi sumber energi, dan pola konsumsi efisien yang seluruhnya merupakan faktor kritis dalam menjamin keamanan dan kestabilan suplai energi. Dengan segala kelebihan yang ditawarkan, proyek unggulan Belanda ini mejadi inovasi yang penting dalam bidang manajemen energi, manajemen “api” di masa depan.

Referensi:
[1] McCall, A. FAO UN. UN. UN population growth estimates 1800 to 2100.
[2] Kesting F, Bliek F. From Consumer to Prosumer: Netherland’s PowerMatching City shows the way. Elsevier; 2013.
[3] Bliek F, van den Noort A, Roossien B, et al. PowerMatching City, a living lab demonstration. IEEE ISGT Goteborg 2010.
[4] www.powermatchingcity.nl