Listrik Abad 21

Sebuah jaringan yang lebih cerdas akan mencegah pemadaman dalam  dua cara. Informasi yang lebih cepat dan lebih rinci atas status jaringan akan menolong para operator untuk bisa mengantisipasi kegagalan berantai seperti itu. Persediaan dan permintaan juga akan lebih mudah diseimbangkan karena para pengendali akan mampu untuk melakukan penyesuaian. ”Cara kita mendesain dan membangun sistem listrik selama seratus tahun ini – pada dasarnya mengikuti desain yang dibuat Edison dan Westinghouse – kita membangunnya dari sisi persediaan,” ujar Steve Hauser dari Laboratorium Energi Terbaharukan Nasional (NREL) pada Kementrian Energi di Amerika Serikat di dekat Boulder, Colorado. ”Kita nyaris tidak pernah mengendalikan permintaan.”

Bekerja dengan NREL, Xcel Energy telah membawa teknologi jaringan cerdas ke Boulder. Langkah pertama adalah pemasangan alat pengukur listrik cerdas yang memancarkan data melalui kabel fiber-optic (ia juga bisa dilakukan secara nirkabel) ke perusahaan listrik. Alat pengukur ini mengijinkan konsumen untuk melihat berapa besar biaya listrik pada waktu-waktu yang berbeda sepanjang hari; biayanya lebih besar pada masa puncak beban karena perusahaan listrik harus menyalakan generator tambahan yang tidak seefisien generator besar yang dinyalakan 24 jam setiap harinya.

Ketika konsumen mendapatkan informasi perbedaan harga maka mereka bisa memilih untuk mengurangi penggunaan listrik di jam mahal dan beralih ke listrik pada jam  yang lebih murah. Misalnya, mereka bisa menjalankan alat pengering baju dan pencuci piring di malam hari. Langkah berikutnya adalah membiarkan operator jaringan yang memilih. Daripada terus meningkatkan persediaan listrik untuk memenuhi permintaan, para operator juga bisa menurunkan permintaan. Pada hari-hari musim panas yang sangat terik jaringan cerdas ini akan secara otomatis menyalakan termostat dan lemari es – tentu saja dengan persetujuan pemilik rumah sebelumnya.

Selain menghemat energi, ”manajemen permintaan” juga bisa menolong jaringan menangani sumber daya terbarukan. Salah satu masalah terbesar dengan energi terbarukan seperti tenaga matahari dan angin adalah persediaannya terputus-putus. Mereka tidak selalu tersedia saat permintaan mencapai puncaknya. Mengurangi puncak permintaan akan meredakan masalah itu. Kita bahkan bisa membayangkan pemrograman peralatan rumah cerdas untuk beroperasi hanya pada saat tenaga matahari dan angin tersedia.
!break!

Beberapa negara, seperti Italia dan Swedia, bahkan sudah lebih maju dibandingkan Amerika Serikat dalam meningkatkan kecerdasan listriknya. Proyek Boulder mulai berjalan pada awal tahun ini tetapi menurut perkiraan Hauser, hanya sekitar 10 pesen dari konsumen di Amerika yang memiliki alat pengukur listrik, bahkan yang paling primitif sekalipun.

”Cukup mahal,” ujarnya. ”Perusahaan listrik biasa menghabiskan uang 40 dolar untuk sebuah alat pengukur listrik yang memiliki tombol pemutar. Sebuah alat pengukur cerdas dengan perangkat lunak, ditambah komunikasi nirlaba, mungkin menelan biaya $200 – lima kali lebih besar. Untuk listrik, itu biaya yang cukup besar.” Proyek Boulder telah menyebabkan Xcel Energy menelan biaya tiga kali lebih besar dari yang diduga. Pada awal tahun ini, perusahaan listrik meningkatkan tarifnya dalam usaha untuk menutupi biaya-biaya tersebut.

Walaupun semua orang mengakui kebutuhan adanya jaringan yang lebih baik, lebih cerdas dan lebih bersih, namun tujuan utama industri listrik ini tetap listrik yang lebih murah. Di Amerika Serikat, sekitar setengah pembangkit listrik menggunakan bahan baku batu bara. Generator bertenaga batu bara telah menghasilkan sepertiga emisi merkuri di Amerika, sepertiga dari kabut asap, dua pertiga belerang dioksida, dan hampir sepertiga karbon dioksida planet kita – sekitar 2.5 milyar metrik ton setiap tahunnya, menurut perkiraan yang terbaru.

Tanpa menghitung pembangkit listrik tenaga air, hanya sekitar tiga persen listrik di Amerika yang berasal dari energi terbarukan. Alasan utamanya adalah listrik bertenaga batu bara hanya menelan biaya beberapa sen setiap kilowatt-jam sedangkan energi terbarukan menelan biaya yang jauh lebih besar. Umumnya, harga energi ini menjadi bersaing bila ada pertolongan peraturan pemerintah atau insentif pajak. Apalagi kebanyakan pimpinan perusahaan listrik adalah sekelompok orang yang konservatif. Tugas mereka adalah menjaga agar lampu tetap menyala. Perubahan besar-besaran akan membuat mereka gelisah; berbagai hal yang tidak bisa mereka kendalikan seperti kebijakan pemerintah membuat mereka gugup. ”Mereka cenderung lebih menyukai lingkungan yang lebih stabil,” ujar Ted Craver, kepala Edison International, seorang konglomerat listrik, ”karena mereka cenderung menanamkan investasi modal yang sangat besar dan baru bisa menutupinya selama 30 atau 40 atau 50 tahun setelahnya.”
!break!

Jadi, pembangkit tenaga angin mengkhawatirkan mereka. Seorang pimpinan perusahaan listrik mungkin akan menatap pembangkit itu dan berpikir: Bagaimana bila angin tidak berhembus? Atau menatap panel matahari dan berpikir: Bagaimana bila cuaca mendung? Sebuah jaringan cerdas tidak bisa menyelesaikan permasalahan terputus-putusnya energi ini. Solusi terpenting adalah menemukan cara untuk menyimpan listrik dalam jumlah besar untuk hari-hari tanpa adanya angin di musim hujan.

Sebenarnya Amerika Serikat sudah mampu menyimpan sekiar dua persen dari daya listrik yang diproduksi di musim panas – dan Eropa lebih besar lagi – di dalam waduk-waduk pembangkit listrik. Di malam hari, saat listrik lebih murah, beberapa perusahaan listrik menggunakannya untuk memompa air kembali ke atas bukit ke dalam waduknya, secara tidak langsung telah menyimpan listrik untuk keesokan hari. Sebuah pembangkit listrik kecil di Alabama melakukan hal yang sama; ia memompa udara ke dalam gua-gua bawah tanah di malam hari, memampatkannya sampai lebih dari 70 kilogram per centimeter persegi. Di siang hari, udara yang dimampatkan ini dilepaskan untuk memutar turbin. Tahun lalu Departemen Energi telah memberikan uang stimulus kepada beberapa perusahaan listrik untuk proyek-proyek pemampatan udaranya. Salah satu proyek di Iowa telah menggunakan tenaga angin untuk memampatkan udara itu.

Salah satu cara untuk menyimpan listrik, tentu saja, di dalam baterai. Untuk saat ini, hal itu masuk akal hanya dalam skala besar dalam situasi yang luar biasa. Sebagai contoh, kota Fairbanks, Alaska, yang jauh dari mana-mana, mengandalkan baterai kadmium-nikel darurat yang besar. Baterai ini memiliki ukuran sebesar lapangan bola.

Baterai lithium-ion memiliki potensi jangka panjang yang lebih dashyat – khususnya baterai yang dipasang di mobil-mobil hybrid listrik. Untuk menguji ide tersebut, PJM sudah mengeluarkan dana untuk membiayai para peneliti di Universitas Delaware sebesar $200 setiap bulannya untuk menyimpan listrik di tiga mobil Toyota listrik. Mobil-mobil ini menarik listrik dari jaringan saat pengisian tetapi saat PJM membutuhkan listrik untuk menjaga kestabilan frekwensi maka mobil-mobil ini disambungkan ke steker dan mengalirkan listrik kembali ke dalam jaringan. Suatu hari nanti, ujar peneliti, ribuan mobil bisa berfungsi sebagai baterai untuk seluruh jaringan. Mereka akan menyimpan listrik yang diproduksi oleh pembangkit listrik tenaga angin dan matahari kemudian mengalirkannya kembali saat angin berhenti berhembus atau malam tiba atau sang surya berlindung di balik awan. Jaringan cerdas Boulder didesain untuk memungkinkan terjadinya arus dua arah seperti ini.
!break!

Untuk mengakomodasi energi ramah lingkungan, jaringan tidak hanya membutuhkan tempat penyimpanan yang lebih banyak tetapi juga lebih banyak jalur listrik bervoltase tinggi. Jalur ke berbagai tempat yang mudah menghasilkan energi masih sedikit. Untuk menghubungkan pertanian angin di Kern County dengan daerah Los Angeles, Southern California Edison, anak perusahaan Edison International, membangun jalur sepanjang 400 kilometer, yang dikenal sebagai Proyek Transmisi Energi Terbarukan Tehachapi. Sebuah undang-undang di California mensyaratkan perusahaan listrik harus memproduksi sekurangnya 20 persen dari listriknya dari energi terbarukan mulai tahun ini.

Energi ramah lingkungan juga akan mendapatkan dukungan besar bila jalur antara tiga jaringan kuasi-independen di Amerika Serikat semakin diperbanyak dan diperbesar. Meski jumlah angin di Texas Barat sama banyaknya dengan jumlah minyak di Arab Saudi tetapi Interkoneksi di Texas tidak bisa menangani semua energi itu sendirian. Sebuah proyek bernama Tres Amigas Superstation sedang diajukan untuk memungkinkan angin di Texas – dan sinar matahari Arizona – menjadi sumber listrik untuk Chicago atau Los Angeles. Di dekat Clovis, New Mexico, tempat ketiga jaringan besar ini hampir bersinggungan, mereka akan digabungkan oleh sebuah jaringan kabel superkonduksi berkapasitas lima gigawatt. Ketiga jaringan ini akan menciptakan satu jaringan nasional yang sepertinya tidak begitu rasional.

Saat mempelajari peta jaringan di ruangan pengendali PJM, aku melihat ada sejumlah nama tempat yang tidak pernah kulihat sebelumnya: Amos, Prunytown, Matt Funk, Sporn. Washington, D.C. bahkan tidak tampak; Mike Bryson menunjukkan bahwa semua tempat itu berada di dekat sebuah sub-stasiun bernama Waugh Chapel. Salah satu stasiun pembangkit terbesar di peta, tambahnya, adalah pembangkit Gavin, yang pada saat ini mampu menghasilkan 2.633 megawatt.

”Gavin ada di mana?” tanyaku

”West Virginia atau Kentucky,” ujar Bryson.
!break!

Sebenarnya Gavin berada di Ohio selatan. Jaringan ini bagaikan dunia paralel yang membentuk jaringan yang sudah kita kenal tetapi tidak tercantum ke dalam peta secara tepat. Bisa dibilang Gavin adalah konstruksi manusia yang telah tumbuh secara organik seperti sebuah kota atau pemerintahan – orang-orang teknik menyebutnya sebagai sebuah kludge. Sebuah kludge adalah sebuah barang ajaib yang aneh dan tidak elegan yang entah bagaimana berfungsi. Pada umumnya, jaringan di Amerika Serikat berfungsi dengan baik; listrik melimpah dan murah.

Hanya ukuran kita yang telah berubah dan seharusnya begitu pula dengan jaringan ini. Industri energi, ujar Ted Craver dari Edison International, menghadapi ”perubahan yang jauh lebih besar pada sepuluh tahun berikutnya dibandingkan perubahan yang kita lihat seratus tahun terakhir ini.” Namun setidaknya kita mulai menaruh perhatian terhadap hal ini.

PROMOTED CONTENT