Baterai Pasir, Solusi Penyimpanan Energi Terbarukan

Ilustrasi oleh Disrupto

Di negara-negara Nordik yang memiliki jam gelap yang panjang dan cuaca yang dingin sepanjang tahun, penyimpanan energi sangat penting untuk menyediakan penghangatan bagi penduduknya. Empat insinyur muda yang tergabung dalam the Polar Night Energy percaya bahwa mereka memiliki solusi untuk salah satu tantangan terbesar energi hijau di daerahnya. Tantangan tersebut adalah bagaimana menyediakan pasokan listrik yang stabil sepanjang tahun dari energi terbarukan di berbagai kondisi cuaca dan perubahan musim. Tommi Eronen, Markku Ylönen, Liisa Naskali, dan Ville Kivioja menemukan solusinya yaitu menciptakan baterai berbahan dasar material yang sangat sederhana: pasir.

Baterai Pasir

Pembangkit listrik Vataj Koski menjadi tempat beroperasinya baterai pasir skala komersial pertama di dunia. Baterai tersebut terdiri dari 100 ton pasir pembangun tingkat rendah, dua pipa pemanas distrik dan kipas, semuanya tertutup dalam wadah baja setinggi 7m (23ft). Baterai ini menggunakan pasir murah berkualitas rendah yang tidak digunakan oleh pembangun alih-alih pasir sungai berkualitas tinggi yang kerap digunakan untuk konstruksi. Pasir menjadi baterai setelah dipanaskan hingga 600 C menggunakan listrik yang dihasilkan oleh turbin angin dan panel surya. Saat penuh, baterai dapat menyimpan energi panas sebesar 8 MWh. Ketika permintaan energi meningkat, baterai mengeluarkan daya sekitar 200 kW melalui pipa pertukaran panas. Energi sebesar itu cukup untuk menyediakan penghangatan di musim dingin untuk sekitar 100 rumah dan untuk menghangatkan kolam renang umum di kota Kankaanpaa. 

Lithium vs Pasir

Satu masalah besar dengan baterai lithium-ion, yang kerap digunakan pada laptop, ponsel, dan kendaraan listrik adalah kapabilitas dari baterai tersebut terus menurun, bahkan saat tidak digunakan sekalipun. Baterai lithium juga tidak cocok diaplikasikan dalam penyimpanan skala besar, dan lebih buruknya lagi, baterai lithium juga mudah terbakar. Penggunaan litium sebagai bahan dasar baterai juga memiliki dampak buruk bagi lingkungan. Untuk setiap ton litium yang diproduksi, menghasilkan sekitar tiga hingga sembilan ton CO2. Baterai pasir dapat menjadi solusi dari masalah-masalah tersebut. Namun, saat ini baterai pasir juga masih memiliki kekurangan. Salah satu kekurangan tersebut adalah rendahnya daya tampung energi. Baterai pasir menyimpan lima hingga 10 kali lebih sedikit energi jika dibandingkan dengan baterai kimia tradisional. Tim Polar Night Energy mengakui hal ini tetapi mereka berpendapat bahwa baterai pasir tetap menjadi solusi yang jauh lebih hemat biaya. Mereka telah menghitung bahwa baterai mereka lebih murah delapan hingga 10 kali daripada baterai lithium yang dapat menyimpan jumlah energi yang sama.