Bagaimana masa depan energi alternatif?

Bagaimana masa depan energi alternatif?

Oleh Mike Hayes 04 Juli 2023 9 menit dibaca

                 Mike Hayes mengamati teknologi tenaga listrik untuk peralatan konstruksi yang mungkin – atau mungkin tidak – menggantikan bahan bakar diesel di tahun-tahun mendatang.

            

Ekskavator kompak elektrik sepenuhnya EZ17e milik Wacker Neuson seberat 1,7 ton (Foto: Wacker Neuson)

    Jika, di masa lalu, pemikiran untuk memperbarui armada mesin konstruksi membuat Anda cemas, berpalinglah sekarang; segalanya akan menjadi jauh lebih rumit.

    Lebih jauh lagi, jika Anda berpikir ini hanyalah sebuah pertanyaan untuk beralih dari diesel ke listrik, ya, itu pun tidak sesederhana itu. Untuk memulainya, mari kita lihat teknologi baterai…

    Salah satu kelemahan utama baterai lithium-ion yang mulai digunakan dalam konstruksi adalah kepadatan dayanya yang rendah, yang saat ini menghambat kemampuannya untuk memberi daya pada alat berat selama satu hari kerja penuh.

    Kelemahan lainnya – mungkin yang lebih signifikan – adalah biaya. Meskipun harga baterai – dan juga biaya peralatan konstruksi bertenaga baterai – diperkirakan akan turun seiring dengan meluasnya penggunaan teknologi, faktanya harga litium telah meroket, yang merupakan salah satu alasan mengapa harga pembelian mesin baterai-listrik saat ini berada pada kisaran dua hingga tiga kali lipat harga mesin diesel.

    Meskipun memungkinkan adanya potensi pengurangan biaya bahan bakar dan pemeliharaan selama masa pakai alat berat, banyak kontraktor akan ragu untuk mengambil risiko, terutama mengingat tantangan kepadatan daya saat ini.

Memperkuat pilihan energi alternatif

    Sebuah ekskavator berbobot 20 ton, misalnya, akan kesulitan untuk memberikan layanan tanpa henti selama sehari penuh dengan menggunakan baterai litium-ion, meskipun alat berat 22 ton yang sepenuhnya listrik dari Volvo yang baru-baru ini diluncurkan, EC230, menjanjikan shift kerja 8 jam, dengan pengisian daya bertenaga tinggi 'saat istirahat makan siang'. Mesin ini saat ini sedang diujicobakan dengan pelanggan, namun akan menjadi terobosan besar untuk mesin di kelas ukuran ini jika benar-benar masuk ke pasar.

Ekskavator EC230 listrik Volvo menjanjikan pengurangan biaya operasional hingga 70% dibandingkan diesel (Foto: Volvo CE)

    Meskipun sejumlah mesin baterai-listrik yang lebih besar membuat heboh dalam bidang konstruksi, faktanya tetap bahwa, tanpa adanya perkembangan yang signifikan, baik dalam kapasitas penyimpanan daya maupun biaya, listrik kemungkinan akan tetap menjadi 'bahan bakar' pilihan untuk mesin-mesin bergerak yang kompak saja.

    Pada peralatan kompak, teknologi ini memberikan beberapa keuntungan yang jelas – terutama untuk proyek yang berlokasi di perkotaan atau wilayah sensitif atau tertutup lainnya; hal ini mencakup nol emisi lokal dan pengurangan kebisingan yang signifikan, serta pemeliharaan dan servis yang disederhanakan.

    Sebagai contoh, Wacker Neuson – spesialis peralatan konstruksi perkotaan – baru-baru ini meluncurkan mini-excavator listrik EZ17e berbobot 1,7 ton; yang pertama dari jenisnya dengan ayunan ekor nol.

Perusahaan mengatakan mesin tersebut dapat bekerja pada hari kerja biasa, serta beroperasi terus menerus dalam posisi diam, dengan sambungan sumber listrik.

    Lebih lanjut, kata Wacker Neuson, ekskavator dapat diisi ulang dalam lima hingga enam jam menggunakan stopkontak umum berfase tunggal 240 volt.

    Meskipun masih dalam tahap awal dalam bidang konstruksi, mesin bertenaga baterai seperti ini semakin dipandang sebagai teknologi yang wajib dimiliki oleh kontraktor yang melakukan tender proyek dalam kota.

    Namun, teknologi tenaga listrik lainnya juga tersedia dan semua orang mulai menikmati kue yang dulunya merupakan satu-satunya sumber bahan bakar diesel.

Apa manfaat HVO?

    HVO (Minyak Nabati Terhidrogenasi) menjadi perhatian khusus bagi produsen peralatan Liebherr.

    HVO diperoleh misalnya dari limbah minyak goreng, sisa lemak dan lemak, limbah lemak, dan minyak nabati. Pembuatan dan penggunaan HVO hampir netral iklim ketika hanya sumber energi terbarukan yang digunakan dalam proses produksinya.

    Dalam bentuknya yang murni, atau sebagai bahan tambahan pada diesel konvensional, banyak mesin yang sudah dapat beroperasi dengan cara yang hampir netral terhadap iklim, karena HVO dapat langsung digunakan bersama dengan mesin pembakaran konvensional tanpa harus mengubah mesin tersebut. Emisi CO2 kemudian dapat dikurangi secara signifikan – bahkan hingga 90%, dibandingkan dengan solar konvensional.

    Liebherr mengatakan semua mesinnya disetujui untuk HVO, tanpa harus dipasang kembali. Perusahaan tersebut mengatakan bahwa mereka memastikan bahwa HVO yang digunakan sebagian besar berasal dari limbah sayuran dan sepenuhnya bebas dari minyak sawit.

Liebherr mengatakan semua mesinnya siap menerima HVO, tanpa perlu konversi (Foto: Liebherr)

    Masalah dengan bahan bakar ini adalah ketersediaannya; jumlah limbah yang sesuai yang diperlukan untuk produksi HVO kemungkinan besar tidak tersedia dalam jumlah yang cukup secara permanen.

Namun demikian, Liebherr yakin HVO saat ini merupakan pilihan bahan bakar yang dapat memberikan kontribusi penting dalam industri defosilisasi.

    Pabrikan besar lainnya, Komatsu, juga memberikan komitmen kuat terhadap minyak nabati, setelah baru-baru ini mengumumkan peralihan ke HVO sebagai bahan bakar pabrik untuk peralatan yang diproduksi di Eropa.

    Langkah ini dimulai bulan lalu di pabrik di Hannover, Jerman, dan Birtley di Inggris.

    Sama seperti Liebherr, Komatsu mengatakan mesin pembakaran di mesinnya – termasuk yang diproduksi untuk industri konstruksi dan pembongkaran – dapat dioperasikan dengan HVO tanpa perlu modifikasi dan menggambarkan peralihan tersebut sebagai langkah besar menuju pengurangan dampak lingkungan.

    Peralihan ke HVO ini sejalan dengan penelitian dan pengembangan berkelanjutan Komatsu terhadap berbagai teknologi dan solusi tenaga alternatif, seperti mesin bertenaga listrik dan hidrogen.

Hidrogen sebagai bahan bakar peralatan konstruksi

    Berbicara mengenai hidrogen, tampaknya masih belum diketahui apakah teknologi sel bahan bakar hidrogen atau hidrogen sebagai bahan bakar dalam mesin pembakaran internal akan lebih unggul.

    Namun, setelah melakukan penelitian ekstensif pada kedua teknologi tersebut, JCB memuji manfaat hidrogen sebagai bahan bakar.

Mengisi mesin Komatsu dengan HVO di pabrik perusahaan di Hannover di Jerman (Foto: Komatsu)

    Berbicara dengan Becky Schultz dari KHL tentang waktu dan upaya yang telah dilakukan JCB dalam mengembangkan teknologi ini, Tim Burnhope, chief Innovation and Growth Officer perusahaan tersebut, berkata, 'Kami mempelajari 76 makalah – eksperimen yang dilakukan oleh universitas, perusahaan terkemuka – dan apa yang kami sadari ketika kami sampai pada kesimpulannya adalah bahwa sebagian besar mesin tersebut merupakan konversi.'

    Para peneliti menyadari bahwa sebagian besar upaya akademis melibatkan upaya memasukkan hidrogen ke dalam mesin pengapian yang ada.

    Burnhope berkata, “Anda tidak akan memasukkan bensin ke dalam mesin diesel dan mengharapkannya bekerja. Dan itulah yang dilakukan orang-orang dengan hidrogen.

    'Masalahnya adalah pembakarannya mungkin bertekanan tinggi, bersuhu tinggi. Bahan bakarnya mungkin terlalu kaya. Jadi, hasilnya cukup buruk.'

    Setelah membedah studi tersebut, para insinyur JCB mengidentifikasi 11 tantangan teknis utama yang perlu diatasi. Dari jumlah tersebut, sebagian besar, kata Burnhope, kembali ke cara pembakaran hidrogen, termasuk kebutuhan untuk membakar pada suhu dan tekanan yang jauh lebih rendah dan pada campuran hidrogen dengan udara yang sangat sedikit.

    JCB kini telah memasang mesin pembakaran hidrogen dan bekerja di berbagai peralatan, dan mesin pra-produksi mulai diproduksi di jalur produksi khusus di Inggris.

Paul McCarthy, chief engineer JCB untuk kinerja, kontrol & integrasi mesin hidrogen, mengatakan tentang perkembangan ini, 'Kami sebenarnya telah membangun mesin hidrogen kami yang ke-50, jadi ini bukan eksperimen sains. Ini nyata. Ini sedang terjadi. Kami sudah membuktikan teknik produksi kami [sehingga] siap untuk dibuat.'

Tumpukan sel bahan bakar

    Pada acara Hannover Messe baru-baru ini di Jerman, Accelera, sebuah divisi dari pembuat mesin Cummins, memamerkan serangkaian solusi hidrogen, termasuk teknologi sel bahan bakar terkini.

    Perusahaan tersebut mengatakan teknologi sel bahan bakar membran penukar proton (PEM) menggunakan hidrogen murni untuk menghasilkan listrik tanpa emisi, yang dapat digunakan pada peralatan konstruksi berat.

Mesin sel bahan bakar generasi keempat Accelera – FCE150 (Foto: Accelera)

    Faktanya, Accelera mengklaim teknologi ini terukur dan ringan serta dapat disesuaikan untuk memenuhi permintaan aplikasi dari semua ukuran.

    Di stannya di Jerman, perusahaan memamerkan mesin sel bahan bakar generasi keempat, FCE150. Mesin modular ini beroperasi tanpa gas rumah kaca atau emisi umum, dan dapat ditumpuk untuk menghasilkan solusi 300kW, sehingga cocok untuk alat berat off-road tugas berat.

    Ada yang mengatakan bahwa pembuat mesin dan produsen peralatan masih ragu-ragu mengenai masa depan teknologi tenaga listrik. Mereka sendiri akan mengatakan tidak ada satu pun sumber listrik yang bisa menggantikan solar di industri konstruksi.

    Kontraktor mungkin merasa cemas mengenai pembelian peralatan mereka untuk beberapa waktu ke depan.

Artikel  dari KEMAJUAN DIESEL