Energi matahari adalah teknologi menggunakan energi matahari dan menyediakan energi tersebut. Pada tahun 2011, teknologi ini menghasilkan kurang dari sepersepuluh permintaan energi global.
Banyak orang yang akrab dengan apa yang disebut sel fotovoltaik, atau panel surya, yang muncul pada benda-benda seperti pesawat ruang angkasa, atap rumah, dan komputer genggam. Baterai ini terbuat dari bahan yang mirip dengan semikonduktor yang ditemukan dalam chip komputer. Ketika sinar matahari mengenai sel, elektron dilepaskan dari atomnya. Baterai menghasilkan listrik ketika elektron mengalir melaluinya.
Dalam skala yang lebih besar, pembangkit listrik tenaga panas matahari menggunakan teknik berbeda untuk memfokuskan energi matahari menjadi sumber panas. Panasnya kemudian digunakan untuk merebus air guna menggerakkan turbin uap, yang menghasilkan listrik dengan cara yang mirip dengan pembangkit listrik tenaga batu bara dan nuklir, yang menyediakan listrik bagi ribuan orang.
Cara Memanfaatkan Energi Matahari
Dalam salah satu metode, celah kaca panjang berbentuk U memfokuskan sinar matahari ke saluran minyak yang mengalir melalui tengahnya. Minyak panas merebus air untuk menghasilkan listrik. Metode lain menggunakan cermin portabel untuk memfokuskan sinar matahari ke menara penerima, tempat penerima berada. Generator digerakkan oleh panas garam cair yang mengalir melalui penerima.
Teknologi surya lainnya bersifat pasif. Misalnya, jendela besar yang ditempatkan di sisi bangunan yang terkena sinar matahari memungkinkan sinar matahari mencapai bahan penyerap panas di lantai dan dinding. Permukaan ini mengeluarkan panas pada malam hari untuk menjaga bangunan tetap hangat. Selain itu, panel penyerap panas di atap memanaskan cairan di dalam pipa untuk mengalirkan air panas ke rumah.
Energi matahari dikenal sebagai sumber bahan bakar yang tidak ada habisnya, tidak menimbulkan polusi, dan umumnya tidak bersuara. Teknologi ini juga sangat fleksibel. Misalnya, sel surya menghasilkan listrik untuk tempat-tempat yang jauh seperti satelit di orbit Bumi dan kabin jauh di Pegunungan Rocky semudah mereka memberi daya pada gedung-gedung di pusat kota dan mobil masa depan.
Perangkap
Tanpa perangkat penyimpanan seperti baterai, tenaga surya tidak akan berfungsi pada malam hari, dan cuaca mendung dapat menyebabkan teknologi tidak berfungsi pada siang hari. Teknologi tenaga surya juga sangat mahal dan membutuhkan banyak lahan untuk menangkap energi matahari dengan kecepatan yang bermanfaat bagi banyak orang.
Meskipun terdapat keterbatasan, penggunaan energi surya telah meningkat sekitar 20% per tahun selama 15 tahun terakhir karena penurunan harga yang cepat dan peningkatan efisiensi. Pasar utama sel surya adalah Jepang, Jerman, dan Amerika. Melalui insentif pajak dan koordinasi yang efektif dengan perusahaan energi, energi surya biasanya akan terbayar dalam waktu lima hingga 10 tahun.
Sisi Gelap Dari Tenaga Surya Jarang Diketahui Masyarakat
Masa keemasan pembangkit listrik tenaga surya telah tiba. Di Amerika Serikat, instalasi panel surya rumah telah sepenuhnya pulih dari perlambatan akibat COVID, dengan para analis memperkirakan total kapasitas terpasang akan melebihi 19 gigawatt, dibandingkan dengan 13 gigawatt pada akhir tahun 2019. Jumlah tersebut dapat meningkat empat kali lipat dalam 10 tahun ke depan, menurut data data riset industri. Hal ini dilakukan sebelum mempertimbangkan dampak lebih mendalam dari peraturan dan insentif baru yang dapat diterapkan oleh pemerintahan Biden.
Kinerja Solar selama pandemi ini dapat dikaitkan dengan Kredit Pajak Investasi Tenaga Surya, yang mencakup 26% biaya terkait tenaga surya untuk seluruh pelanggan perumahan dan komersial (turun sedikit dari 30% pada tahun 2006-2019). Setelah tahun 2023, kredit pajak akan dikurangi secara permanen menjadi 10% untuk pemasang komersial dan dihilangkan seluruhnya untuk pembeli rumah. Oleh karena itu, penjualan tenaga surya kemungkinan akan meningkat dalam beberapa bulan mendatang karena pembeli akan terburu-buru menarik uang tunai sementara mereka masih bisa mendapatkan keuntungan.
Subsidi pajak bukan satu-satunya alasan boomingnya tenaga surya. Selama 10 tahun terakhir, meskipun biaya produksi (dan harga) telah turun secara signifikan, efisiensi konversi panel surya telah meningkat sebesar 0,5% per tahun berkat beberapa gelombang produksi produk, yang sebagian besar didorong oleh produsen panel surya. . Bagi konsumen akhir, hal ini berarti biaya awal per kilowatt listrik yang dihasilkan jauh lebih rendah.
Hal ini merupakan kabar baik, tidak hanya bagi industri namun juga bagi siapa saja yang menyadari perlunya transisi dari bahan bakar fosil ke energi terbarukan untuk melindungi masa depan planet kita. Namun ada satu catatan penting yang jarang dibicarakan orang.
Ada Panel Di Mana-Mana
Insentif finansial dengan cepat disesuaikan untuk mendorong pelanggan mengganti panel yang ada dengan model yang lebih baru, lebih murah, dan lebih efisien. Dalam industri di mana solusi sirkular, seperti daur ulang, masih sangat kurang, tingginya jumlah panel yang dibuang dapat dengan cepat menimbulkan risiko besar.
Ini jelas bukan cerita yang diceritakan oleh pejabat dan sumber industri. Perkiraan resmi dari Badan Energi Terbarukan Internasional (IRENA) menunjukkan bahwa “sejumlah besar limbah diperkirakan akan dihasilkan setiap tahun pada awal tahun 2030an”, kemungkinan mencapai 78 juta ton pada tahun 2050. Tidak ada keraguan bahwa ini adalah angka yang mengesankan. Namun dengan persiapan bertahun-tahun, hal ini menggambarkan peluang bernilai miliaran dolar untuk memulihkan bahan-bahan berharga, bukan ancaman serius. Ancamannya terletak pada kenyataan bahwa perkiraan IRENA didasarkan pada pelanggan yang menggunakan panel surya selama siklus hidup 30 tahunnya. Mereka tidak mempertimbangkan kemungkinan penggantian dini dalam skala besar.
Hal ini memang benar dalam penelitian kami. Dengan menggunakan data AS yang sebenarnya, kami memodelkan faktor-faktor pendorong yang memengaruhi keputusan konsumen untuk beralih ke berbagai skenario. Kami memperkirakan ada tiga variabel yang sangat penting ketika menentukan keputusan penggantian: harga pemasangan, tingkat penggantian kerugian (yaitu, tingkat penjualan tenaga surya ke jaringan listrik), dan efisiensi modul. Jika biaya untuk meningkatkannya cukup rendah dan efisiensi serta tingkat pengembaliannya cukup tinggi, kami pikir konsumen yang rasional akan melakukan peralihan, terlepas dari apakah panel surya mereka saat ini sudah berusia 30 tahun atau belum.
Misalnya, seorang pelanggan yang tinggal di California (sebut saja dia “Ms. Brown pada tahun 2011, memasang panel surya di rumahnya. Secara teori, dia dapat menggunakan panel tersebut selama 30 tahun, hingga tahun 2041. Pada saat pemasangan, total biayanya adalah $40.800, 30% di antaranya dapat dikurangkan dari pajak berkat Kredit Pajak Investasi Tenaga Surya. Pada tahun 2011, Ny. Brown akan menghasilkan 12.000 kilowatt listrik dari panel suryanya, setara dengan listrik senilai $2.100. Pada setiap tahun berikutnya, kinerja panelnya menurun sekitar 1% seiring dengan penurunan modul.
Sekarang bayangkan pada tahun 2026, ketika peralatannya sudah setengah jalan dalam siklus hidupnya, Ms. Brown untuk mempertimbangkan kembali pilihan tenaga suryanya. Dia pernah mendengar bahwa panel generasi terbaru lebih murah dan lebih baik—dan ketika dia mengerjakan pekerjaan rumahnya, dia mendapati bahwa itulah masalahnya. Berdasarkan perkiraan realistis saat ini. Pada tahun 2026, Ny. Brown memperkirakan biaya pembelian dan pemasangan panel surya akan menjadi 70% lebih rendah daripada pada tahun 2011. Selain itu, panel generasi baru akan menghasilkan $2.800 per tahun, $700 lebih mahal dari perangkat barunya saat ini. Oleh karena itu, memperbarui panelnya sekarang dibandingkan menunggu 15 tahun akan meningkatkan nilai sekarang bersih (NPV) peralatan tenaga surya miliknya sebesar lebih dari $3.000 (dalam dolar tahun 2011). Jika Ny. Brown adalah seniman yang rasional, dia memilih untuk berganti pekerjaan lebih awal. Jika dia sangat bijak dalam hal keuangan, dia akan membuat keputusan ini lebih awal – perhitungan kami untuk skenario Ms Brown menunjukkan bahwa mulai tahun 2021, NPV dari penggantian panel akan melebihi NPV dari pemeliharaan panel.
Jika diganti lebih cepat, seperti prediksi model statistik kami, proyek-proyek tersebut dapat menghasilkan limbah 50 kali lebih banyak dibandingkan proyek IRENA hanya dalam waktu empat tahun. Berdasarkan perkiraan rasio berat terhadap kapasitas sebesar 90 ton/MW, jumlah ini setara dengan sekitar 315.000 ton limbah.
Meskipun angka-angka ini mengkhawatirkan, angka-angka ini mungkin tidak sepenuhnya mencerminkan krisis karena analisis kami terbatas pada instalasi perumahan. Jika Anda menambahkan panel komersial dan industri, jumlah penggantiannya bisa lebih besar.
Mahalnya Biaya Limbah Surya
Kapasitas industri daur ulang saat ini sama sekali tidak siap menghadapi banyaknya sampah yang dihasilkan. Insentif finansial untuk laba atas investasi di sektor tenaga surya semakin kuat. Meskipun pelat ini mengandung sejumlah kecil bahan berharga, seperti perak, sebagian besar pelat tersebut terbuat dari kaca, bahan yang nilainya sangat rendah. Umur panel surya yang panjang juga menghambat inovasi di bidang ini.
Ledakan produksi energi surya telah melampaui infrastruktur daur ulang di negara tersebut. Misalnya, First Solar adalah satu-satunya produsen panel surya AS yang kami ketahui memiliki program daur ulang yang hanya berlaku untuk produknya sendiri, dengan kapasitas produksi global sebesar 2 juta sel surya panel per tahun. Pada kapasitas produksi saat ini, biaya daur ulang panel surya diperkirakan mencapai 20 hingga 30 USD. Mengirim panel surya yang sama ke tempat pembuangan sampah hanya berharga $1 hingga $2.
Namun, biaya daur ulang langsung hanyalah sebagian dari beban akhir masa pakainya. Panel surya adalah perangkat rumit dan besar yang sering dipasang pada atap tempat tinggal. Pekerja terampil diharuskan membongkar dan memindahkannya sebelum roboh sebelum dimuat ke truk. Selain itu, beberapa pemerintah mungkin mengklasifikasikan panel surya sebagai limbah berbahaya karena mengandung sejumlah kecil logam berat (kadmium, timbal, dll.). Klasifikasi ini disertai dengan serangkaian pembatasan yang mahal—antara lain limbah berbahaya hanya dapat diangkut pada waktu yang ditentukan dan melalui rute tertentu.
Biaya overhead yang tidak terduga ini dapat melemahkan daya saing industri. Jika kita memplot instalasi di masa depan berdasarkan kurva pertumbuhan logistik yang dibatasi pada 700 GW pada tahun 2050 (batas atas perkiraan NREL untuk pasar perumahan AS) dan segera melakukan penggantian, kita melihat bahwa limbah yang dihasilkan akan melebihi instalasi baru pada tahun 2031. Pada tahun 2035, jumlah limbah yang dihasilkan akan melebihi instalasi baru pada tahun 2031. jumlah panel yang dibuang akan menjadi 2,56 kali lipat jumlah panel baru yang terjual. Hal ini, pada gilirannya, akan menyebabkan LCOE (levelized cost of energy, ukuran total biaya suatu aset penghasil energi selama siklus hidupnya) meningkat hingga empat kali lipat dari perkiraan saat ini. Masa depan ekonomi pembangkit listrik tenaga surya – yang terlihat sangat cerah jika dilihat dari perspektif tahun 2021 – akan segera memudar karena industri ini ambruk karena beban limbah yang dihasilkannya sendiri.
Siapa Yang Akan Membayar Tagihannya?
Regulator hampir pasti akan memutuskan siapa yang menanggung biaya pembersihan. Ketika gelombang pertama penggantian limbah awal terus menumpuk selama beberapa tahun ke depan, pemerintah AS – dimulai dari negara bagian namun akhirnya meningkat ke tingkat federal – akan memperkenalkan undang-undang daur ulang panel surya. Dapat dibayangkan bahwa peraturan AS di masa depan akan mengikuti pola arahan WEEE Uni Eropa, yang merupakan kerangka hukum untuk daur ulang dan pembuangan limbah elektronik di negara-negara anggota UE. Negara-negara bagian AS yang telah memberlakukan undang-undang daur ulang elektronik sering kali mengikuti model WEEE. (Petunjuk ini diubah pada tahun 2014 untuk memasukkan panel surya.) Di UE, tanggung jawab untuk mendaur ulang limbah (sejarah) sebelumnya diserahkan kepada produsen berdasarkan pangsa pasar saat ini.
Langkah pertama dalam pencegahan bencana adalah produsen panel surya mulai melobi undang-undang serupa di AS saat ini, daripada menunggu panel surya mulai menyumbat tempat pembuangan sampah. Berdasarkan pengalaman kami dalam menyusun dan menerapkan perubahan terhadap Petunjuk WEEE asli pada akhir abad ke-21, kami menemukan bahwa salah satu tantangan terbesar di tahun-tahun awal adalah menentukan tanggung jawab atas sejumlah besar sampah yang terakumulasi (juga dikenal sebagai sampah yatim piatu). ) diciptakan oleh perusahaan yang tidak lagi aktif di bidang elektronik.
Dalam kasus tenaga surya, peraturan baru dari Beijing yang bertujuan untuk mengurangi subsidi bagi produsen panel surya sekaligus meningkatkan tender wajib yang kompetitif untuk proyek tenaga surya baru semakin memperumit masalah ini. Dalam industri yang didominasi oleh perusahaan Tiongkok, hal ini menambah unsur ketidakpastian. Ketika dukungan dari pemerintah pusat melemah, beberapa produsen Tiongkok mungkin keluar dari pasar. Salah satu alasan untuk mendorong undang-undang saat ini dan bukan nanti adalah untuk memastikan bahwa tanggung jawab untuk mendaur ulang sampah yang masuk dibagi secara adil antara produsen peralatan yang terlibat. Jika undang-undang tersebut terlambat diperkenalkan, perusahaan-perusahaan yang tersisa akan terpaksa menghadapi kekacauan yang merugikan yang ditinggalkan oleh pabrikan Tiongkok sebelumnya.
Namun yang terpenting, kemampuan daur ulang panel surya yang diperlukan harus ditetapkan sebagai bagian dari infrastruktur komprehensif yang habis masa pakainya, termasuk pembongkaran, transportasi, dan (juga) fasilitas. Bahkan jika penggantian awal yang paling optimis bagi kami adalah benar, perusahaan mungkin tidak mempunyai cukup waktu untuk melakukannya sendiri. Subsidi pemerintah mungkin merupakan satu-satunya cara untuk segera meningkatkan kapasitas yang sepadan dengan besarnya permasalahan sampah yang ada. Para pelobi dunia usaha dapat memberikan argumen yang meyakinkan mengenai intervensi pemerintah, dengan fokus pada gagasan bahwa limbah merupakan eksternalitas negatif dari perubahan cepat yang diperlukan untuk meluasnya penggunaan teknologi energi baru seperti energi surya. Oleh karena itu, biaya pembangunan infrastruktur tenaga surya yang sudah habis masa pakainya merupakan bagian yang tidak dapat dihindari dalam program penelitian dan pengembangan yang mendukung energi ramah lingkungan.
Bukan Hanya Energi Surya
Teknologi energi terbarukan lainnya juga menghadapi masalah serupa. Misalnya, para ahli memperkirakan bahwa lebih dari 720.000 ton bilah turbin angin raksasa akan berakhir di tempat pembuangan sampah di Amerika. dalam 20 tahun ke depan kecuali kapasitas pemrosesan meningkat secara signifikan. Berdasarkan perkiraan konsensus, saat ini hanya 5% baterai kendaraan listrik yang didaur ulang – sebuah ketertinggalan yang harus diatasi oleh para pembuat mobil karena penjualan kendaraan listrik terus tumbuh sebesar 40% setiap tahunnya. Satu-satunya perbedaan utama antara teknologi ramah lingkungan dan panel surya adalah panel surya dari situs game online https://betberry.co/ , merupakan penghasil pendapatan bagi konsumen. Oleh karena itu, dua aktor yang mencari keuntungan – produsen panel surya dan konsumen akhir – harus puas agar bisa diadopsi secara massal.
Semua hal ini tidak boleh menimbulkan keraguan serius terhadap masa depan atau kebutuhan akan energi terbarukan. Ilmu pengetahuan menyatakan dengan tegas: Terus bergantung pada bahan bakar fosil seperti yang kita lakukan saat ini akan meninggalkan generasi mendatang dalam kondisi planet yang hancur dan sekarat. Mungkin diperlukan waktu sekitar empat puluh tahun agar ekonomi tenaga surya menjadi stabil hingga pada titik di mana konsumen tidak dipaksa untuk memperpendek masa pakai panel surya, yang tampaknya tidak berarti apa-apa jika dibandingkan dengan segala untung dan ruginya. Namun tujuan besar ini tidak membuat transisi ke energi terbarukan menjadi lebih mudah. Di semua industri, teknologi berkelanjutan cenderung mengabaikan limbah yang dihasilkannya. Strategi untuk berpartisipasi dalam ekonomi sirkular sangatlah penting – semakin cepat semakin baik.
BACA JUGA : Pentingnya Teknik Tenaga dan Elektronika Daya
