Ketika dunia semakin bergantung pada energi terbarukan seperti tenaga surya dan angin, muncul satu tantangan besar yang hingga kini belum benar benar tuntas terpecahkan yaitu bagaimana menyimpan energi dalam jumlah besar ketika matahari tidak bersinar atau angin tidak bertiup. Baterai litium ion selama ini menjadi pilihan utama, namun teknologi ini memiliki keterbatasan, terutama untuk penyimpanan energi dalam skala sangat besar, misalnya untuk kebutuhan kota atau jaringan listrik nasional.
Dalam beberapa tahun terakhir, sebuah teknologi penyimpanan energi yang tampak futuristik mulai mencuri perhatian para ilmuwan dan industri. Teknologi ini disebut Liquid Air Energy Storage atau LAES. Sesuai namanya, teknologi ini menggunakan udara yang didinginkan sampai menjadi cair sebagai media penyimpan energi. Penelitian terbaru yang dilakukan oleh Na Sun dan rekan rekannya merangkum perkembangan penting dalam teknologi ini serta menjelaskan mengapa LAES berpotensi menjadi salah satu solusi penyimpanan energi paling menjanjikan di masa depan.
Baca juga artikel tentang: Nyquist Sampling Rate: Fondasi Pengolahan Sinyal Digital
Bagaimana Udara Cair Bisa Menyimpan Energi
Udara yang kita hirup setiap hari bisa berubah menjadi cair bila didinginkan hingga sekitar minus 196 derajat Celsius. Pada kondisi ini, volume udara mengecil ratusan kali lipat. Proses pendinginan ekstrem inilah yang menjadi inti dari cara kerja penyimpanan energi berbasis udara cair.
Ketika listrik berlebih dihasilkan dari sumber seperti panel surya atau turbin angin, listrik tersebut digunakan untuk menggerakkan sistem pendingin yang mengubah udara menjadi cair. Udara cair itu kemudian disimpan dalam tangki berinsulasi hingga dibutuhkan kembali. Saat permintaan listrik meningkat, udara cair tersebut dipanaskan sehingga kembali menguap dan mengembang dengan cepat. Perubahan wujud dari cair ke gas menciptakan tekanan tinggi yang bisa digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik.
Dengan kata lain, LAES mengubah energi listrik menjadi energi penyimpanan dalam bentuk udara cair, lalu mengubahnya lagi menjadi listrik ketika diperlukan. Prinsip ini mirip dengan penyimpanan energi menggunakan air di waduk yang dipompa ke tempat tinggi kemudian dialirkan kembali, tetapi LAES dapat dilakukan di berbagai lokasi dan tidak membutuhkan kondisi geografis tertentu.
Keunggulan Teknologi LAES
LAES memiliki beberapa keunggulan signifikan yang membuatnya semakin menarik bagi negara dan industri yang ingin beralih ke energi bersih.
Pertama, LAES memiliki kepadatan energi yang tinggi. Artinya, dalam ruang yang relatif kecil, udara cair dapat menyimpan energi dalam jumlah besar. Kedua, teknologi ini skalabel. Sistem LAES dapat dibangun dalam berbagai ukuran mulai dari beberapa megawatt hingga ratusan megawatt, sehingga cocok untuk berbagai kebutuhan. Ketiga, LAES memiliki fleksibilitas geografis. Tidak seperti pembangkit listrik tenaga air, LAES tidak membutuhkan sungai atau lokasi khusus. Teknologi ini dapat dibangun di kota, di kawasan industri, atau di lokasi pembangkit energi terbarukan.
Selain itu, LAES memiliki potensi biaya operasional yang rendah dan umur layanan yang lama karena tidak melibatkan reaksi kimia yang dapat menyebabkan penurunan performa seperti pada baterai litium ion. Dari sisi keamanan, tidak ada bahan beracun atau berisiko tinggi yang digunakan sehingga risiko kebakaran atau ledakan jauh lebih rendah.
Kemajuan Terbaru dalam Arsitektur Sistem LAES
Penelitian yang dilakukan oleh tim Sun menyoroti bahwa dalam beberapa tahun terakhir telah terjadi peningkatan besar dalam rancangan dan efisiensi subsistem utama dalam LAES. Sub sistem ini meliputi proses pemurnian udara, proses pencairan udara, manajemen panas dingin, dan unit pemulihan energi.
Dalam sistem LAES modern, pemurnian udara menjadi langkah awal yang sangat penting untuk menghilangkan uap air dan karbon dioksida yang dapat membeku pada suhu sangat rendah. Kemudian proses pencairan udara dilakukan dengan mesin pendingin berteknologi tinggi yang semakin efisien berkat inovasi baru dalam bidang termodinamika.
Salah satu aspek paling menarik dari kemajuan terbaru adalah peningkatan efisiensi sistem secara keseluruhan. Efisiensi ini dikenal sebagai round trip efficiency atau RTE, yang menunjukkan seberapa banyak energi yang bisa diperoleh kembali dari energi yang disimpan. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa sistem LAES kini dapat mencapai efisiensi lebih dari 60 persen, suatu pencapaian signifikan untuk sistem penyimpanan energi non kimia. Bahkan jika LAES diintegrasikan dengan sumber energi dingin dari industri seperti gas alam cair, efisiensi keseluruhan bisa melampaui 100 persen karena energi dingin yang biasanya terbuang dapat dimanfaatkan kembali.
Integrasi LAES dengan Industri dan Energi Terbarukan
Salah satu keunggulan besar LAES adalah kemampuannya untuk terintegrasi dengan sistem energi dan industri lain. Penelitian menunjukkan bahwa LAES dapat menggunakan sisa energi dingin dari proses regasifikasi gas alam cair untuk memperbaiki efisiensi pencairan udara. Dengan demikian, pabrik gas alam cair dan sistem LAES dapat saling menguntungkan dan menghasilkan efisiensi energi yang lebih tinggi.
Selain itu, LAES dapat membantu industri mengelola limbah panas, memanfaatkan energi yang sebelumnya terbuang menjadi bagian dari siklus penyimpanan energi. Teknologi ini juga dapat berperan sebagai jembatan antara berbagai sumber energi, menciptakan sistem multi energi yang lebih stabil dan efisien.
Mengapa LAES Penting bagi Masa Depan
Dunia membutuhkan teknologi penyimpanan energi yang handal untuk memastikan energi terbarukan dapat digunakan kapan saja. Tanpa teknologi penyimpanan yang baik, energi dari angin atau matahari tidak dapat sepenuhnya menggantikan energi fosil. Dalam skenario ini, LAES muncul sebagai salah satu kandidat kuat yang dapat membantu memperkuat jaringan listrik, meningkatkan ketahanan energi, dan mempercepat transisi menuju teknologi hijau.
Dengan efisiensi yang meningkat, kemampuan integrasi yang luas, serta sifatnya yang aman dan fleksibel, teknologi penyimpanan energi berbasis udara cair layak untuk mendapat perhatian lebih besar baik dari pembuat kebijakan, industri, maupun masyarakat.
Perkembangan terbaru yang dirangkum dalam penelitian Sun dan rekan rekan menunjukkan bahwa LAES bukan lagi sekadar konsep futuristik, melainkan teknologi yang semakin mendekati penerapan nyata. Jika pengembangan dan investasi terus berlanjut, udara cair suatu hari nanti dapat menjadi salah satu fondasi utama sistem energi bersih dunia.
Baca juga artikel tentang: Luaran Sensor: Apakah Arus atau Tegangan yang Lebih Baik?
REFERENSI:
Sun, Na dkk. 2025. A review of advancements in liquid air energy storage: system architecture, integration strategies, and thermodynamic analysis. Renewable and Sustainable Energy Reviews 226, 116240.
