Teknologi dan sumber energi terbarukan
Apa itu energi terbarukan?
Anda mungkin pernah mendengar istilah “energi terbarukan” yang disebutkan dalam konteks pemanasan global dan perubahan iklim. Namun, apa sebenarnya energi terbarukan itu? Dan mengapa hal ini begitu penting?
Energi terbarukan mengacu pada sumber energi alami atau proses produksi yang dapat terus diisi kembali atau direplikasi. Sebagai contoh, kita tidak akan pernah kehabisan angin dan sinar matahari. Faktanya, turbin angin dan panel surya adalah salah satu sumber energi terbarukan yang utama.
Selain selalu tersedia, sumber energi yang dapat diperbarui (disebut juga “energi terbarukan”) secara umum menciptakan lebih sedikit polusi dibandingkan sumber energi lain yang tidak dapat diperbarui sehingga merupakan pilihan yang lebih sehat untuk manusia, hewan, dan planet. Maka tidak mengherankan jika para pemimpin global dan pegiat lingkungan memperjuangkan energi terbarukan sebagai kunci untuk membangun masa depan yang lebih berkelanjutan bagi lingkungan.
Sebaliknya, sumber energi yang tidak terbarukan seperti minyak, gas, dan batu bara jumlahnya terbatas, tidak dapat diisi ulang dengan cepat, dan hanya tersedia di wilayah tertentu. Misalnya saja minyak mentah: Meskipun banyak negara yang memproduksinya, Administrasi Informasi Energi AS melaporkan bahwa lebih dari separuh pasokan minyak mentah dunia berasal dari hanya lima negara. Namun yang terpenting, sumber energi yang tidak terbarukan seperti bahan bakar fosil berbasis karbon ini dianggap sebagai salah satu yang paling berkontribusi dalam perubahan iklim.
Misi menuju nol emisi karbon
Saat pemerintah, bisnis, dan konsumen kini menyaksikan bahwa pemanasan global dan perubahan iklim merupakan salah satu ancaman terbesar di dunia, energi terbarukan menjadi semakin populer dan banyak diadopsi. Dengan bantuan teknologi modern, sumber energi alternatif saat ini tidak hanya menjadi lebih andal tetapi juga menjadi lebih hemat biaya, bahkan lebih hemat dibandingkan bahan bakar fosil.
Menyadari bahwa pemanasan global dan perubahan iklim yang tidak dapat dipulihkan tidak cukup hanya ditanggulangi sendiri-sendiri, negara-negara di seluruh dunia pun menandatangani Perjanjian Paris pada tahun 2016. Perjanjian internasional ini menetapkan bahwa pemerintah di seluruh dunia akan berusaha untuk mencapai “nol emisi karbon” (menghilangkan karbon dioksida sebanyak mungkin dari atmosfer bumi saat kita melepaskannya) pada tahun 2050.
Upaya negara-negara untuk terus beralih ke sumber energi yang melepaskan sedikit gas rumah kaca ke atmosfer merupakan keberhasilan kita dalam menghentikan bencana perubahan lingkungan yang sudah kita alami bersama. Selain itu, energi terbarukan, yang sering kali “lebih bersih dan lebih ramah lingkungan” dibandingkan energi tak terbarukan berada di garis depan dalam upaya ini.
Sumber energi terbarukan umum
Upaya baru dilakukan setiap hari untuk mengembangkan dan mengimplementasikan sumber energi terbarukan tanpa menyebabkan kerusakan lebih lanjut pada planet ini. Mari kita lihat beberapa sumber energi alternatif yang paling umum:
Energi surya
Didukung oleh solar, atau fotovoltaik (PV), sel yang dibuat dari silikon atau materi lain yang mengubah sinar matahari menjadi listrik. Banyaknya energi matahari dapat disimpan dan digunakan tergantung pada waktu, musim, dan lokasi geografis sel surya. Akan tetapi, serapan 90 menit cahaya matahari dari permukaan bumi akan cukup untuk memberi daya semua penggunaan energi planet selama satu tahun, menurut laporan Departemen Energi AS.
Ladang tenaga surya tidak terbatas pada lahan. Lokasinya dapat berada di perairan, seperti waduk dan danau. (Panel surya tersebut disebut fotovoltaik terapung atau floatovoltaic.) Ketika ditempatkan dan diproduksi secara bertanggung jawab, sistem tenaga surya tidak memiliki dampak lingkungan yang merugikan, karena tidak menghasilkan polutan udara atau gas rumah kaca.
Energi angin
Angin menyebabkan bilah turbin berputar, yang digunakan generator untuk menghasilkan listrik. Salah satu keluhan terbesar tentang energi angin adalah kincir angin kolosal (dan sering dianggap buruk) yang digunakan untuk menghasilkan energi angin memakan banyak lahan.
Ladang angin lepas pantai adalah alternatif populer untuk ladang yang berada di darat. Meskipun ladang turbin angin lepas pantai memiliki kelemahan seperti cuaca yang mungkin tidak stabil dan ombak laut yang ganas saat turbin perlu bekerja, serta biaya pemasangan kabel daya di bawah laut yang sangat tinggi, persediaan angin yang tak batas menjadikannya sumber daya yang menarik.
Energi geotermal
Dibuat di sumur buatan manusia yang mengekstrak air yang dipanaskan oleh magma (campuran cair mineral dan gas) dari inti bumi. Setelah naik ke permukaan bumi, air berubah menjadi uap, yang mengaktifkan turbin, lalu menghidupkan generator guna menghasilkan listrik. Memompa uap dan air panas kembali ke bumi akan menurunkan emisi yang dikeluarkan oleh energi panas bumi sehingga sumber energi ini termasuk ramah lingkungan.
Wilayah tertentu di dunia, seperti Islandia, memiliki banyak sumber daya geotermal yang mudah diakses dan tersedia, sementara wilayah lain tidak memiliki sumber daya yang terjadi secara alami. Kelemahan lainnya adalah bahwa lokasi geologi yang sulit untuk penggalian sumur dapat menyebabkan kerusakan lingkungan yang luar biasa dan meningkatkan risiko gempa bumi.
Energi hidroelektrik
Mengacu ke bendungan atau penghalang yang dibuat untuk mengontrol aliran air. Air yang diarahkan kemudian memutar bilah turbin generator untuk menciptakan listrik. Karena ketergantungan atas sumbernya, hidroelektrik sering kali lebih dapat diandalkan daripada tenaga surya atau angin. Keandalan ini menempatkan hidroelektrik sebagai sumber energi terbarukan terbesar untuk menyediakan listrik di Amerika Serikat.
Hidroelektrik besar yang dikenal sebagai bendungan raksasa tidak dianggap sebagai energi terbarukan karena mengalihkan dan mengurangi aliran air alami. Hewan dan manusia terdekat dapat menderita karena kehilangan sebagian atau semua akses ke air yang mereka andalkan. Sebaliknya, hidroelektrik kecil yang memiliki kapasitas terpasang kurang dari sekitar 40 megawatt hanya mengalihkan sebagian kecil aliran air dibandingkan pembangkit yang lebih besar, dan jika dikelola dengan hati-hati pembangkit tersebut tidak akan menimbulkan kerusakan lingkungan yang parah.
Daya pasang surut
Contoh lain energi air, hanya sumber daya ini yang bergantung pada arus pasang laut dua harian untuk menghidupkan generator turbin. Meskipun masih berupa sumber daya baru, sifat daya pasang surut yang sangat dapat diprediksi menjadikannya sumber energi yang menarik dan berkelanjutan. Seperti halnya bendungan, beberapa metode energi pasang suram dapat membahayakan satwa liar dan lingkungan sekitarnya. Gelombang pasang surut, misalnya, beroperasi secara serupa dengan bendungan tetapi terletak di teluk laut atau laguna.
Energi biomassa
Mengacu pada panas yang dihasilkan oleh pembakaran bahan dari pembangkit untuk menggerakkan turbin uap guna menghasilkan listrik. Energi biomassa dibuat dengan mengubah sampah menjadi bahan bakar. Konversi limbah ke energi ini dapat menghasilkan daya dengan biaya rendah dan dampak minim pada lingkungan.
Misalnya limbah kayu seperti serpihan dari penggergajian dapat digunakan untuk energi biomassa daripada membiarkannya terurai di tempat pembuangan sampah yang akan meningkatkan kadar karbon. Akan tetapi, banyak bentuk biomassa tidak dianggap sebagai sumber energi bersih, karena selama ini terlihat menghasilkan emisi karbon yang lebih tinggi daripada bahan bakar fosil.
Teknologi energi terbarukan dan komputasi cloud
Meskipun imbauan yang tepat telah dibuat untuk menerapkan sumber energi terbarukan seperti rumah bertenaga surya dan panas bumi di tingkat individu, krisis iklim di tingkat industri dan bisnis masih perlu diatasi. Konsumen individu membuat kemajuan berkat pengembangan panel surya atap untuk menggerakkan kendaraan listrik, tetapi kemajuan apa pun di tingkat industri untuk mendukung dan memberdayakan solusi energi yang lebih bersih akan selalu mencakup manfaat bagi lingkungan dari komputasi cloud.
Meskipun teknologi digital mengurangi dampak lingkungan yang berbahaya dengan membutuhkan lebih sedikit energi, komputasi cloud masih tetap "dibatasi" di planet ini melalui pusat data. Beberapa teknologi komputasi cloud seperti penambangan mata uang kripto mengonsumsi sejumlah besar energi yang tak terbarukan. Analisis oleh University of Cambridge memperkirakan bahwa penambangan mata uang kripto hanya dari satu perusahaan, yaitu Bitcoin, menggunakan lebih banyak listrik yang dihasilkan batu bara setiap tahun daripada seluruh negara seukuran Norwegia atau Argentina.
Beberapa perusahaan layanan cloud, seperti Microsoft, berfokus pada dukungan teknologi energi terbarukan dengan meningkatkan kinerja dan efisiensi serta mengurangi konsumsi daya untuk membantu meminimalkan dampak lingkungan dari pusat data fisik.
Inovasi komputasi cloud
Contoh manfaat lingkungan komputasi cloud mencakup inovasi seperti:
- Pendinginan rendam cair: Metode pendinginan server ini membantu mengurangi konsumsi energi dan air sekaligus memberikan daya pemrosesan yang lebih tinggi.
- Baterai UPS grid interaktif: Langkah-langkah kecil seperti menerapkan baterai UPS interaktif kisi membantu mengurangi permintaan pada kisi tersebut.
- Bahan bakar yang lebih bersih untuk cadangan daya: Mengisi generator pencadangan pusat data dengan bahan bakar yang minim karbon-intensif menggantikan diesel tradisional akan membantu mengurangi emisi karbon.
Komputasi cloud tidak pernah dapat menjadi solusi pemulihan universal atau solusi tunggal untuk mengatasi perubahan iklim, tetapi tersedia banyak teknologi digital yang menarik untuk mendukung energi terbarukan. Teknologi ini membantu dengan mengurangi penggunaan energi dan membantu transisi ke kisi yang lebih netral karbon.
Inovasi cloud daya dan utilitas
Beberapa contoh solusi cloud inovatif dalam industri listrik dan utilitas adalah:
Kisi pintar atau "cerdas"
Teknologi cloud ini mengoptimalkan manajemen energi perusahaan. Mereka menggunakan data interaktif dari jutaan sensor yang digunakan oleh pelanggan individu dengan mengandalkan sumber energi alternatif seperti panel surya di atap dan mobil listrik untuk mengoperasikan jaringan listrik dengan lebih efisien.
Kecerdasan buatan dan pembelajaran mesin
Perusahaan energi menggunakan data dan AI untuk secara cerdas menyesuaikan permintaan dan pasokan sumber energi terbarukan. Teknologi seperti Digital Twins memungkinkan perusahaan meningkatkan penyeimbangan beban, mengintegrasikan sumber daya energi yang didistribusikan, mengontrol perangkat, dan mengotomatisasi operasi untuk mengoptimalkan penggunaan energi.
IoT (Internet of Things)
Menggunakan sensor perangkat dan pemeliharaan prediktif, perusahaan mengelola dan memperpanjang siklus hidup mesin dan aset lainnya. Hal ini memungkinkan pengurangan penggunaan sumber daya dan material tak terbarukan yang digunakan dalam produksi baru.
Teknologi penangkapan karbon
Meskipun bukan merupakan sumber energi terbarukan, penangkapan karbon mengurangi dampak karbon dioksida terhadap lingkungan dengan menangkap dan menyimpan emisi dari cerobong asap. Hal ini bahkan dapat mengekstraksi karbon dioksida dari udara, lalu menyimpannya di bawah tanah atau mendaur ulangnya untuk membuat produk baru, seperti bahan bakar atau bahan bangunan. Teknologi ini menggunakan dasbor emisi tingkat lanjut, AI, dan teknologi IoT Digital Twins untuk meningkatkan penangkapan dan penyimpanan karbon.
Tren industri energi terbarukan
Adopsi sumber energi terbarukan mencapai rekor tertinggi. Menurut Badan Energi Internasional (IEA), sebuah forum energi yang terdiri dari 29 negara yang mempromosikan kebijakan energi yang sehat, kapasitas energi terbarukan akan meningkat secara global sebesar 50 persen sebelum 2024. Dari segi pertumbuhan, energi surya memang unggul, tetapi tenaga angin, panas bumi, dan hidroelektrik tidak jauh tertinggal.
Bersandar pada energi surya
IEA juga memprediksi bahwa energi surya akan menyuplai 60 persen pertumbuhan industri energi terbarukan global hingga 2025. Tiongkok, Belgia, Belanda, Austria, Australia, dan Amerika Serikat diperkirakan akan memimpin dan masing-masing diperkirakan akan menambahkan jutaan instalasi surya.
Mengapa adopsi energi matahari begitu melonjak? Untuk satu hal, biaya untuk memasang panel surya telah turun selama bertahun-tahun dan diperkirakan akan terus anjlok. Untuk yang lain, surya lebih mudah diakses dan menawarkan lebih banyak kebebasan daripada sumber energi yang membutuhkan lokasi tertentu, seperti angin dan tenaga air. Setiap tempat di Bumi mendapatkan sinar matahari, terlepas dari iklimnya.
Dengan semakin banyaknya adopsi, industri surya berfokus pada perluasan kemampuan penyimpanan dan penyempurnaan distribusi sehingga rumah dan bisnis dapat terus berjalan terlepas dari cuacanya. Peningkatan konsistensi ini akan memacu lebih banyak perusahaan, pemerintah, dan penduduk untuk menggunakan tenaga surya.
Energi angin: di darat dan lepas pantai
Seiring meningkatnya kapasitas energi angin secara global, begitu juga adopsinya. Saat ini, Tiongkok sedang memimpin; namun, Amerika Serikat dan Jepang menyusul berkat undang-undang yang menjanjikan.
Di Amerika Serikat, administrasi Biden-Harris telah berkomitmen untuk menyebarkan 30 gigawatt energi angin lepas pantai pada tahun 2030. Anggota parlemen di Jepang telah membuat peraturan untuk memacu konstruksi turbin di dermaga dan pelabuhan, serta mendorong pengembang untuk membangun lahan lepas pantai. Negara ini bahkan mungkin mengganti reaktor nuklir mereka dengan turbin lepas pantai.
Tata kelola tenaga air dan pendayagunaan panas bumi
Menurut IEA, walaupun tenaga air akan terus menjadi sumber utama energi terbarukan dunia di masa mendatang, pembangkit listrik tenaga air ini tidak akan mengalami pertumbuhan seperti tenaga surya atau angin. Lokasi yang cocok dan hemat biaya sudah kekurangan pasokan, sehingga biayanya meningkat.
Energi panas bumi, yang sudah lazim di negara-negara Islandia dan Lingkar Pasifik, diperkirakan akan tumbuh 28 persen pada tahun 2024. Negara-negara Asia, terutama Indonesia dan Filipina, sudah meningkatkan kapasitasnya, tanpa tanda-tanda melambat.
Meninggalkan energi “kotor” di belakang
Apa arti masa depan energi terbarukan bagi sumber daya tradisional kita? Biaya yang lebih rendah dan peningkatan permintaan di sektor energi bersih akan mendorong perusahaan minyak dan gas besar untuk memperluas investasi mereka dalam energi terbarukan. Faktanya, IEA memprediksi bahwa “energi terbarukan akan mengambil alih posisi batu bara sebagai sumber pembangkit listrik terbesar di dunia pada tahun 2025.”
Sementara itu, negara-negara Timur Tengah, seperti Arab Saudi, dapat sepenuhnya beralih dari minyak berkat melimpahnya sumber energi yang jauh lebih terbarukan: sinar matahari. Para ahli mengatakan bahwa negara tersebut dapat beralih ke sistem energi terbarukan 100 persen pada tahun 2040, jika teknologi penyimpanan energi terus berkembang dan lembaga perundang-undangan meloloskan undang-undang yang tepat.
Supergrid Amerika Utara
Meskipun dunia tampak siap untuk sepenuhnya menerima energi terbarukan, infrastruktur tenaga listrik saat ini tidak dibangun untuk mendukung perubahan ini secara efektif. Misalnya, di Amerika Serikat, salah satu pertanyaan terbesar saat ini berkisar pada bagaimana mentransfer energi secara efisien ke seluruh negara.
Masukkan Supergrid Amerika Utara. Diusulkan oleh Climate Institute, sebuah organisasi nirlaba yang berbasis di Washington, D.C., jaringan listrik baru ini akan membuat energi terbarukan jauh lebih mudah diakses. Setelah diterapkan, Amerika Serikat dapat memindahkan energi surya dari ladang di Barat Daya ke kota-kota besar di Timur Laut.
Secara teori, jaringan arus searah tegangan tinggi (HVDC) nodal akan dipasang melalui sistem distribusi regional yang sudah ada sehingga setiap orang bisa mendapatkan akses ke energi terbarukan tanpa mengubah cara penggunaan listrik saat ini di rumah dan bisnis. Jika diterapkan, supergrid ini dapat membuat energi bersih lebih kompetitif di pasar yang didominasi bahan bakar fosil.
Inovasi dan contoh energi terbarukan di dunia nyata
Banyak bisnis, industri, dan pemerintah mengambil langkah tepat untuk menggabungkan teknologi cloud cerdas dan inovatif ke dalam upaya energi terbarukan. Beberapa bahkan berkomitmen untuk memprioritaskan atau sepenuhnya menggunakan energi terbarukan dalam waktu dekat.
Axpo
Axpo, produsen energi terbarukan terbesar di Swiss, menggunakan Azure Cognitive Search, Azure Maps, dan Power BI untuk memudahkan insinyur jaringan dan tim pemeliharaannya dalam menemukan data yang komprehensif dan terkini tentang kondisi setiap aset jaringan. Hal ini memangkas waktu pencarian hingga 99 persen, mempermudah identifikasi area masalah hingga hampir real time, dan membuka peluang untuk mengotomatiskan beberapa tugas manajemen aset jaringan. Semua ini mengurangi waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan banyak aktivitas operasional secara signifikan.
SSE Renewables
SE Renewables, unggulan lainnya di Eropa dalam energi terbarukan yang telah membangun lebih banyak ladang turbin angin lepas pantai daripada perusahaan mana pun di seluruh dunia, menggunakan AI, IoT, dan teknologi cloud untuk memastikan upayanya tidak merusak satwa liar dan ekosistem di sekitarnya. Misalnya, perusahaan memantau kesehatan burung tetangga dengan kamera video digital jarak jauh yang mengunggah data ke sistem cloud berkemampuan AI untuk melacak aktivitas dan vitalitas setiap hewan secara individu.
Vattenfall
Vattenfall, perusahaan energi multinasional yang dimiliki oleh pemerintah Swedia, juga merupakan pelopor dalam energi terbarukan. Bersama dengan Microsoft, perusahaan ini telah menciptakan layanan yang sesuai dengan permintaan instan untuk menyediakan energi terbarukan dengan pasokan yang segera tersedia. Beberapa energi terbarukan tidak akan selalu tersedia saat bisnis membutuhkannya. (Matahari tidak selalu bersinar dan angin tidak selalu bertiup.) Tetapi berkat layanan pencocokan 24/7 Vattenfall, perusahaan yang ingin beralih ke listrik bebas fosil 100 persen dapat melakukannya. Misalnya, jika tidak ada listrik surya yang tersedia selama jam tertentu, layanan tersebut akan mencocokkan bisnis dengan sumber energi terbarukan yang tersedia.
Dana Nasional untuk Perlindungan Lingkungan dan Manajemen Air
Di sektor pemerintah, Dana Nasional Polandia untuk Perlindungan Lingkungan dan Pengelolaan Air menggunakan komputasi cloud untuk memudahkan warga Polandia mengajukan dan menerima hibah untuk membuat rumah mereka lebih hemat energi dan tidak rentan terhadap polusi udara. Organisasi merampingkan administrasi program insentifnya dengan sepenuhnya mendigitalkan proses aplikasi hibahnya, sehingga memudahkan warga untuk mengajukan hibah efisiensi energi dan organisasi untuk mengabulkan pengajuan tersebut. Sejak organisasi memodernisasi program insentifnya, lebih dari 215.000 rumah tangga Polandia telah menerima hibah energi ini.
The Met Office
Terakhir, di Inggris (terdepan dalam upaya mencapai nol emisi karbon), layanan cuaca nasional The Met Office mengandalkan komputasi cloud untuk membantu meraih 100 persen energi terbarukan. Pelacakan dan prediksi pola cuaca sangat intensif data, dengan memanfaatkan simulasi kompleks, data besar, AI, dan analitik yang kuat. Daripada mengandalkan superkomputer fisik untuk memenuhi beban kerja ini, The Met Office menggunakan layanan superkomputer berbasis cloud yang cerdas. Dengan menggunakan layanan cloud ini, agensi memprediksi penghematan 7.415 metrik ton karbon.
Percepat perjalanan keberlanjutan Anda
Bagaimanapun kemajuan Anda dalam mewujudkan nol emisi karbon, Microsoft Cloud for Sustainability memungkinkan Anda untuk mempercepat kemajuan dan melakukan perubahan pada bisnis Anda melalui kemampuan lingkungan, sosial, dan tata kelola (ESG).
Tanya jawab umum tentang energi terbarukan
-
Sumber energi terbarukan yang paling populer di antaranya:
- Energi matahari—dihasilkan dengan mengubah sinar matahari menjadi listrik.
- Tenaga air—penghalang buatan manusia seperti bendungan yang mengontrol aliran air untuk menghasilkan listrik.
- Energi angin—dihasilkan oleh kincir angin yang mengonversi tenaga angin menjadi listrik.
- Tenaga pasang surut—mengandalkan arus laut untuk memberi daya generator turbin.
- Energi panas bumi—dibuat dalam sumur buatan manusia yang mengekstrak air panas dari inti bumi.
- Energi biomassa—dibuat dengan mengubah bahan limbah menjadi bahan bakar.
-
Sejumlah sumber energi terbarukan dianggap sangat efisien karena pasokannya pada dasarnya tidak terbatas. Ini meliputi angin, sinar matahari, dan pasang surut air laut. Untuk memahami betapa berlimpahnya sumber daya ini, perhatikan statistik ini: Menurut Departemen Energi AS, hanya perlu serapan 90 menit cahaya matahari di permukaan bumi untuk memberi daya semua penggunaan energi planet ini selama satu tahun. Tidak mengherankan, tenaga surya merupakan salah satu bentuk energi terbarukan yang paling berkembang pesat di seluruh dunia.
-
Dapat dikatakan bahwa sistem tenaga surya adalah yang paling aman karena tidak menghasilkan polutan udara atau gas rumah kaca, serta tidak memiliki dampak lingkungan yang merugikan.
-
Energi terbarukan memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan bahan bakar fosil. Karena dihasilkan dari sumber daya alami seperti angin dan air, energi terbarukan lebih melimpah, andal, dan hemat biaya dibandingkan bahan bakar fosil. Yang paling penting, energi terbarukan umumnya menghasilkan lebih sedikit polusi daripada bahan bakar fosil, yang kini dianggap sebagai salah satu penyebab terbesar perubahan iklim.
Ikuti Microsoft