Tren dan perkembangan energi terbarukan yang mendorong masa depan yang lebih bersih

Dalam dunia yang memanas, transisi dari bahan bakar fosil ke energi terbarukan juga memanas. Kapasitas global untuk pembangkit listrik terbarukan berkembang lebih cepat dibandingkan dengan waktu-waktu sebelumnya dalam tiga puluh tahun terakhir, menurut Badan Energi Internasional (IEA). Badan tersebut memprediksi (tautan berada di luar ibm.com) bahwa pada tahun 2025, energi terbarukan akan melampaui batu bara untuk menjadi sumber listrik utama dunia. Pembangkit listrik tenaga angin dan tenaga surya fotovoltaik (PV) diperkirakan akan melampaui pembangkit listrik tenaga nuklir pada tahun 2025 dan 2026. Dan pada tahun 2028, 68 negara (tautan berada di luar ibm.com) akan membanggakan energi terbarukan sebagai sumber listrik utama mereka.

Percepatan dalam pembangkit listrik energi bersih dan terbarukan datang tepat waktu bagi para pembuat kebijakan dan pendukung yang peduli dengan perubahan iklim yang disebabkan oleh emisi gas rumah kaca.

Pada Konferensi Perubahan Iklim PBB tahun 2023 (COP28), pemerintah menetapkan target untuk meningkatkan kapasitas energi terbarukan global hingga tiga kali lipat pada tahun 2030. Ini idealnya akan membantu memajukan dekarbonisasi, mengurangi perubahan iklim, dan mencapai emisi net zero, menurut IEA (tautan berada di luar ibm.com).

Untuk mengembangkan teknologi energi terbarukan, pemerintah beralih ke berbagai langkah kebijakan publik. Rencana Industri Kesepakatan Hijau Uni Eropa, Insentif Terkait Produksi (PLI) di India, dan Undang-Undang Pengurangan Inflasi (IRA) di Amerika Serikat merupakan kebijakan yang dirancang untuk mendorong lebih jauh integrasi energi berkelanjutan. Kebijakan ekonomi yang mendukung di Tiongkok telah mempercepat proyek energi fotovoltaik tenaga angin dan surya di sana, sehingga membantu negara tersebut melampaui target nasional 2030 beberapa tahun lebih cepat dari jadwal. Ini sangat penting untuk tujuan tiga kali lipat energi terbarukan di seluruh dunia karena China menyumbang hampir 60% dari semua kapasitas energi terbarukan global baru yang diperkirakan akan online pada tahun 2028 (tautan berada di luar ibm.com). Selain itu, peraturan yang berkembang tentang inisiatif lingkungan, sosial dan tata kelola (ESG) perusahaan di seluruh dunia meningkatkan permintaan energi terbarukan di sektor swasta, mendorong pertumbuhan lebih lanjut.

Meskipun ada langkah-langkah kebijakan yang luas, dukungan kebijakan sering kali bervariasi tergantung pada jenis energi terbarukan yang dimaksud. Mari kita lihat lebih dekat beberapa jenis sumber daya energi terbarukan dan tren yang terbentuk di setiap kategori.

Tenaga surya

Pada tahun 2023, energi fotovoltaik tenaga surya merupakan tiga perempat dari penambahan kapasitas terbarukan di seluruh dunia, menurut IEA. Pertumbuhan kapasitas berasal dari pembangkit skala utilitas dan adopsi konsumen terhadap sistem PV terdistribusi — pembangkit listrik tenaga surya di tempat, di rumah dan bisnis —menyumbang separuh lainnya (tautan berada di luar ibm.com).

Dukungan kebijakan yang berkelanjutan dari pemerintah di seluruh dunia tetap menjadi pendorong utama pertumbuhan ini. Sebagai contoh, beberapa pembuat kebijakan memberikan insentif kepada pembangkit listrik terbarukan oleh individu dan bisnis melalui program net-metering yang memungkinkan pelanggan listrik untuk mengirimkan kelebihan energi yang dihasilkan kembali ke utilitas mereka untuk mendapatkan kredit. Insentif lain yang mendorong produksi dan penggunaan tenaga surya termasuk tarif umpan balik, kredit pajak dan lelang di mana penyedia tenaga surya bersaing pada harga pasar energi untuk memenangkan kontrak.

Perluasan rantai pasokan PV tenaga surya memungkinkan produksi yang diperlukan untuk memenuhi permintaan industri yang sedang berkembang. Lebih banyak kapasitas produksi di AS, India, dan Uni Eropa diharapkan dapat membantu mendiversifikasi rantai pasokan PV tenaga surya, tetapi Tiongkok terus mendominasi pasar ini. Negara ini adalah rumah bagi 95% fasilitas manufaktur teknologi tenaga surya baru pada tahun 2022 (tautan berada di luar ibm.com). Dan kemajuan dalam teknologi fotovoltaik tenaga surya menghasilkan panel surya yang lebih ringan, lebih murah, lebih efisien (tautan berada di luar ibm.com) yang akan terus meningkatkan kapasitas pembangkit dari waktu ke waktu.

Berdasarkan Skenario Emisi Net Zero pada tahun 2050 (NZE) IEA, jika tingkat pertumbuhan saat ini dipertahankan hingga 2030, PV surya “berada di jalur yang tepat” untuk memenuhi kapasitas pembangkit tahunan sekitar 8.300 terawatt jam (TWh) pada akhir dekade ini (tautan berada di luar ibm.com). Selain itu, PV surya diharapkan menjadi sumber energi yang dominan dalam produksi hidrogen rendah emisi atau hidrogen hijau. Hidrogen emisi rendah (berbeda dengan hidrogen yang diproduksi dengan tenaga bahan bakar fosil) berpotensi mendorong upaya dekarbonisasi yang lebih besar (tautan berada di luar ibm.com) dalam bisnis mulai dari pembuatan baja hingga produksi amonia, di mana hidrogen digunakan untuk keperluan industri.

Tenaga angin

Seperti halnya tenaga surya, kebijakan publik telah menjadi kunci untuk mendorong ekspansi energi angin, tetapi proyeksi pertumbuhan bervariasi di setiap wilayah. Tiongkok mengalami peningkatan kapasitas tenaga angin sebesar 66% pada tahun 2023 dan berada di jalur untuk penambahan lebih lanjut di tahun-tahun mendatang. Pengembangan proyek, bagaimanapun, lebih lambat dari yang diperkirakan sebelumnya di Eropa dan Amerika Utara. Proyek angin lepas pantai sangat rentan: Pada tahun 2023, di AS dan Inggris saja, pengembang membatalkan proyek lepas pantai (tautan berada di luar ibm.com) dengan total kapasitas 15 gigawatt (GW).

Kebijakan publik terkini dapat membantu mendukung industri selama masa yang penuh tantangan ini. Pada tahun 2023, Uni Eropa mengumumkan Rencana Aksi Tenaga Angin, dengan langkah-langkah untuk meningkatkan perizinan, proses lelang dan akses pembiayaan serta memperluas pelatihan tenaga kerja (tautan berada di luar ibm.com). Pada tahun yang sama, sembilan negara Eropa mengumumkan rencana untuk meningkatkan kapasitas tenaga angin lepas pantai menjadi lebih dari 120 GW pada tahun 2030 dan lebih dari 300 GW pada tahun 2050 (tautan berada di luar ibm.com). Sementara itu, di AS, pemerintah berinvestasi dalam pengembangan ladang angin terapung. Pembangunan ladang angin terapung dengan kapasitas 15 GW diharapkan terjadi pada tahun 2035 (tautan berada di luar ibm.com).

Agar tenaga angin dapat memenuhi tujuan NZE IEA, pertumbuhan tahunan rata-rata harus mencapai atau melampaui 17% per tahun hingga tahun 2030 (tautan berada di luar ibm.com).

Tenaga Air

Saat ini, tenaga air menghasilkan lebih banyak listrik, mencapai 4.300 TWh pada tahun 2022, daripada gabungan semua sumber energi bersih lainnya dan akan tetap menjadi sumber terbesar hingga tahun 2030, menurut IEA. Meskipun pertumbuhan kecil namun stabil dan keandalan terbukti, penambahan tenaga air baru diperkirakan akan menurun 23% (tautan berada di luar ibm.com) selama dekade berikutnya karena perlambatan pembangunan di Eropa, Tiongkok dan Amerika Latin.

Selama 20 tahun terakhir, fokus industri energi telah bergeser dari tenaga air, dengan sebagian besar negara memfokuskan kebijakan dan insentif untuk mengembangkan tenaga surya dan angin. Saat ini, kurang dari 30 negara (tautan berada di luar ibm.com) menawarkan kebijakan untuk mendukung pengembangan tenaga air baru dan perbaikan pembangkit yang ada dibandingkan lebih dari 100 negara dengan kebijakan untuk mendukung PV angin dan surya.

Untuk memenuhi Skenario NZE, tenaga air perlu tumbuh pada tingkat tahunan setidaknya 4% (tautan berada di luar ibm.com).

Biofuel

Perluasan biofuel global sedang berlangsung, sebagian besar berkat kebijakan pemerintah yang mendukung di negara-negara berkembang seperti Brasil, India, dan Indonesia. Permintaan sebagian besar didorong oleh sektor transportasi di negara-negara tersebut, sementara pasokan dimungkinkan oleh ketersediaan bahan baku biomassa. Brasil memimpin dalam perluasan biofuel, dengan proyeksi pertumbuhan sebesar 40% pada tahun 2028 (tautan berada di luar ibm.com).

Ekspansi bahan bakar nabati lebih terbatas di Uni Eropa, Amerika Serikat, Kanada, dan Jepang, sebagian karena biaya yang tinggi dan semakin populernya kendaraan listrik. Bidang utama pertumbuhan biofuel di negara-negara ini adalah segmen bahan bakar diesel dan biojet terbarukan. Secara keseluruhan, bahan bakar nabati seperti bioetanol dan biodiesel, jika dikombinasikan dengan kendaraan listrik (EV), memiliki potensi untuk mengimbangi empat juta barel minyak pada tahun 2028. Terlepas dari tonggak seperti itu, IEA memprediksi (tautan berada di luar ibm.com) bahwa ekspansi biofuel masih akan jauh dari tujuan NZE 2030.

Biogas: Sementara pertumbuhan industri biogas dimulai pada tahun 1990-an, dua tahun terakhir telah melihat peningkatan dukungan kebijakan untuk alternatif gas alam. Saat ini, hampir setengah dari semua produksi biogas global berasal dari Eropa, dengan 20% dari Jerman saja (tautan berada di luar ibm.com).

Secara historis, biogas telah digunakan di pembangkit listrik dan panas. Namun, baru-baru ini, pemerintah telah mendorong penggunaan biometana dalam industri dan transportasi, biogas yang, seperti namanya, mengandung konsentrasi metana yang cukup besar. Dengan 13 negara menerapkan kebijakan baru yang kuat yang mendukung biogas sejak tahun 2022, IEA memproyeksikan (tautan berada di luar ibm.com) bahwa pertumbuhan produksi biogas akan dipercepat hingga tahun 2028.

Energi panas bumi

Perkembangan teknologi menciptakan peluang untuk membawa energi panas bumi ke lebih banyak tempat. Sebagai contoh, melalui Sistem Energi Panas Bumi yang Disempurnakan, fluida disuntikkan ke bawah tanah di daerah yang tidak memiliki sumber air panas alami. Cairan memanas di bawah tanah dan kemudian dipompa ke permukaan, di mana ia menghasilkan listrik (tautan berada di luar ibm.com). Berbagai proyek panas bumi direncanakan atau sedang berlangsung di seluruh dunia, termasuk di Amerika Utara, Eropa dan Asia.

Meskipun demikian, para pendukung energi panas bumi mengatakan bahwa kebijakan diperlukan untuk memanfaatkan potensi yang belum dimanfaatkan. Sifat padat modal dan biaya pembiayaan proyek panas bumi dapat menjadi penghalang. Evolusi skala ekonomi dan kemajuan teknologi yang berkelanjutan dapat membantu menurunkan biaya, tetapi untuk saat ini, IEA memperkirakan bahwa hanya sekitar 1% energi terbarukan yang akan bersumber dari produksi energi panas bumi pada tahun 2030.²³

Dengan semakin banyaknya energi terbarukan yang ditambahkan ke dalam sistem energi, teknologi akan memainkan peran penting dalam menjaga pasokan energi tetap mengalir sekaligus memastikan keamanan energi dan stabilitas jaringan listrik.

Karena sumber energi terbarukan, terutama angin dan matahari, rentan terhadap kondisi lingkungan, maka memastikan produksi dan distribusi yang optimal sangat penting untuk menyediakan pasokan listrik yang stabil dan tangguh. Peramalan energi terbarukan dengan cepat menjadi alat penting dalam transisi energi. Sebagai contoh, solusi seperti IBM Renewables Forecasting Platform dalam IBM Environmental Intelligence Suite dapat memberikan prakiraan angin dan matahari dengan akurasi 92%.

Penyimpanan yang lebih baik juga akan membantu membuat sistem daya lebih tangguh. Tenaga surya, angin dan tenaga air semuanya membutuhkan sistem penyimpanan energi (ESS) untuk menyediakan pasokan energi yang konsisten. Seiring dengan berkembangnya teknologi baterai skala jaringan, perusahaan utilitas akan dapat menyimpan listrik dalam jangka panjang untuk mengelola beban dengan lebih baik selama periode rendah atau tidak berproduksi. Sebagai contoh, baterai aliran adalah bentuk penyimpanan energi skala jaringan jangka panjang yang murah dan terukur yang saat ini sedang dikembangkan.

Dari baterai hingga susunan surya, manajemen aset yang efektif merupakan komponen penting dalam mendukung transisi energi bersih; manajemen aset yang cerdas dan pemeliharaan prediktif dapat memantau kesehatan aset dan memperpanjang umurnya. Misalnya, New York Power Authority (NYPA) menyederhanakan manajemen asetnya dengan IBM Maximo Application Suite. Sasarannya adalah untuk mendigitalkan infrastruktur energi negara dan mengubahnya menjadi sistem yang bersih, andal, tangguh, dan terjangkau selama dekade berikutnya.

Perluas perjalanan keberlanjutan Anda dan manfaatkan investasi energi Anda sebaik-baiknya dengan menghubungkan peta jalan strategis dengan operasi sehari-hari.

Jelajahi IBM Environmental Intelligence Suite untuk Energi dan Utilitas dan lihat IBM Maximo Application Suite untuk Energi dan Utilitas.