Salman

Dunia tidak Memiliki Cukup Bahan Mentah untuk Mengimbangi Pertumbuhan Pasar Kendaraan Listrik

Teknologi | 2024-04-26 09:49:26

Pembuatan baterai kendaraan listrik merupakan inti dari inisiatif elektrifikasi, namun terdapat beberapa masalah rantai pasokan yang besar. Rantai pasokan baterai global sedang bergulat dengan permasalahan hak asasi manusia yang parah, kerusakan lingkungan, dan kekurangan bahan mentah. Apa dampak dari tantangan-tantangan ini? Bagaimana para pemimpin industri dapat meningkatkan rantai pasokan baterai kendaraan listrik?

Baterai kendaraan listrik (EVB, juga diketahui sebagai baterai traksi) yaitu baterai yang dimanfaatkan untuk menyuplai daya pada motor listrik kendaraan listrik baterai (BEV) atau kendaraan listrik hibrida (HEV). Baterai ini biasanya baterai isi ulang (sekunder), dan biasanya baterai lithium-ion. Baterai ini dirancang khusus untuk kapasitas ampere-jam (atau kilowatt-jam) yang tinggi.

Baterai kendaraan listrik berbeda dari baterai starter, penerangan, dan pengapian (SLI) karena baterai tersebut dirancang untuk memberikan daya selama periode waktu yang berkelanjutan dan merupakan baterai siklus dalam. Baterai untuk kendaraan listrik dicirikan oleh rasio daya terhadap berat yang relatif tinggi, energi spesifik, dan kepadatan energi; lebih kecil, baterai lebih ringan diinginkan karena mereka mengurangi berat kendaraan dan karena itu meningkatkan kinerjanya. Dibandingkan dengan bahan bakar cair, sebagian besar teknologi baterai saat ini memiliki energi spesifik yang jauh lebih rendah, dan ini sering kali berdampak pada jangkauan listrik maksimum kendaraan.

Jenis baterai yang paling umum di kendaraan listrik modern adalah lithium-ion dan polimer lithium, karena kepadatan energinya yang tinggi dibandingkan dengan beratnya. Jenis baterai isi ulang lainnya yang digunakan dalam kendaraan listrik termasuk timbal-asam ("flooded", deep-cycle, dan asam timbal yang diatur katup), nikel-kadmium, nikel-logam hidrida, dan, yang lebih jarang, seng-udara, dan natrium nikel baterai klorida ("zebra"). Jumlah listrik (yaitu muatan listrik) yang disimpan dalam baterai diukur dalam ampere jam atau dalam coulomb, dengan energi total sering diukur dalam kilowatt-jam.

Sejak akhir 1990-an, kemajuan teknologi baterai lithium-ion telah didorong oleh permintaan dari elektronik portabel, komputer laptop, ponsel, dan perkakas listrik. Pasar BEV dan HEV telah menuai manfaat dari kemajuan ini baik dalam kinerja maupun kepadatan energi. Tidak seperti kimia baterai sebelumnya, terutama nikel-kadmium, baterai lithium-ion dapat dikosongkan dan diisi ulang setiap hari dan dalam kondisi pengisian daya apa pun.

Paket baterai menghasilkan biaya BEV atau HEV yang signifikan. Hingga 1 Desember 2019 , biaya baterai kendaraan listrik turun 87% sejak 2010 per kilowatt-jam.[2] Mulai tahun 2018, kendaraan dengan jangkauan listrik lebih dari 250 mil (400 km), seperti Tesla Model S, telah dikomersialkan dan sekarang tersedia di berbagai segmen kendaraan.[3]

Dalam hal biaya operasi, harga listrik untuk menjalankan BEV adalah sebagian kecil dari biaya bahan bakar untuk mesin pembakaran internal yang setara, yang mencerminkan efisiensi energi yang lebih tinggi.

Tantangan dalam Rantai Pasokan Baterai EV

Pembuatan baterai sangat penting bagi keberhasilan rantai pasokan yang tak terhitung jumlahnya dan bahkan dianggap sebagai prioritas keamanan nasional. Kendaraan listrik adalah salah satu pasar yang sangat membutuhkan kapasitas produksi baterai lithium-ion yang lebih tinggi. Agar dunia dapat mencapai tujuan penting dalam bidang iklim dan elektrifikasi, kita harus memperluas produksi baterai secara signifikan.

Sayangnya, baterai EV memerlukan beberapa bahan mentah berharga yang sering kali menimbulkan masalah rantai pasokan yang signifikan.

Dampak Lingkungan

Setiap operasi penambangan akan menyebabkan sejumlah kerusakan lingkungan. Banyak kelompok lingkungan hidup dan organisasi masyarakat prihatin dengan dampak penambangan litium dan kobalt terhadap alam karena menyita tempat yang luas. Selain itu penambangan litium dan kobalt bersifat merusak dan menghasilkan emisi karbon dalam jumlah besar. Penambangan juga dapat mencemari udara dan air serta menyebabkan penyakit pernapasan.

Kekhawatiran pada Etika

Rantai pasokan manufaktur baterai kendaraan listrik mempunyai kaitan dengan beberapa masalah hak asasi manusia yang signifikan, khususnya di bidang penambangan bahan mentah. Rantai pasokan litium dan kobalt kini semakin diawasi karena kondisi kerja yang berbahaya dan tidak sehat.

Republik Demokratik Kongo (DRC) misalnya memproduksi sekitar 70% kobalt dunia. Ratusan ribu orang bekerja di tambang kobalt di Kongo, biasanya dengan gaji kecil dan kondisi kerja yang mengancam jiwa. Sayangnya, ribuan orang yang bekerja di tambang kobalt ini adalah anak-anak. Mereka dihadapkan pada bahaya yang tak terhitung jumlahnya, panas tinggi, dan polusi udara setiap hari.

Produsen kendaraan listrik mengetahui kondisi penambangan kobalt yang mengerikan di Kongo, namun hanya ada sedikit kemajuan dalam menyelesaikan situasi tersebut. Jadi, sebagian besar kendaraan listrik yang ada di pasaran saat ini masih menggunakan baterai yang terkait dengan penambangan kobalt DRC.

Pasokan dan Permintaan Jangka Panjang

Adopsi kendaraan listrik sering kali dipandang sebagai hal yang baik untuk memerangi perubahan iklim. Namun, apa jadinya jika kita kehabisan bahan untuk membuat baterai EV? Para ahli memperkirakan dunia tidak memiliki cukup bahan mentah untuk mengimbangi pertumbuhan pasar kendaraan listrik.

Kekurangan yang akan terjadi mendorong produsen dan pemasok untuk menambang setiap sumber litium dan kobalt yang dapat mereka temukan. Pertambangan besar-besaran seperti ini meningkatkan kemungkinan terjadinya kerusakan lingkungan yang parah, risiko kesehatan dan pelanggaran hak asasi manusia.

Bisakah Manufaktur Baterai Li-ion Menjadi Lebih Berkelanjutan?

Apakah ada cara untuk mengatasi tantangan yang dihadapi manufaktur baterai kendaraan listrik? Meningkatkan keselamatan dan keberlanjutan rantai pasokan sangat penting bagi keberhasilan kendaraan listrik dalam jangka panjang, yang juga penting dalam mengurangi emisi karbon. Beberapa solusi yang mungkin dapat mengubah rantai pasokan untuk menjadikan produksi baterai kendaraan listrik lebih baik bagi manusia dan planet ini.

Memaksimalkan Nilai Daur Ulang

Daur ulang dapat mengatasi berbagai tantangan dalam rantai pasokan baterai, termasuk kekurangan bahan mentah dan praktik penambangan yang mahal dan tidak etis. Baterai bekas yang sudah habis masih memiliki nilai berupa bahan mentah di dalamnya. Pabrik daur ulang dapat mengekstraksi bahan mentah yang dapat digunakan dari baterai lama dan menjualnya kembali ke produsen untuk digunakan pada baterai baru.

Proses ini mengurangi ketergantungan pada penambangan bahan mentah, mengurangi limbah, dan menciptakan ribuan lapangan kerja. Ini memaksimalkan nilai setiap ons litium dan kobalt selama beberapa masa pakai produk. Selain itu, daur ulang adalah cara terbaik untuk memulihkan produksi baterai di Amerika Utara, sehingga memungkinkan produsen mobil memastikan mereka memiliki rantai pasokan yang bersih dan aman.

Banyak perusahaan yang sudah bekerja keras mengembangkan proses daur ulang baterai yang efisien. Misalnya, pada tahun 2017, salah satu pendiri Tesla mendaur ulang baterai lithium-ion. Mereka dengan cepat mengembangkan infrastruktur untuk mendukung pasar baterai daur ulang. Pada tahun 2022, mereka mengumumkan pembangunan pabrik daur ulang senilai $3,5 miliar di Carolina Selatan, yang akan mempekerjakan sedikitnya 1.500 orang.

Beralih ke Bahan Baterai yang Berbeda

Menghilangkan kobalt dari baterai kendaraan listrik dapat membantu menciptakan rantai pasokan baterai yang bersih. Kobalt dan litium memainkan peran inti dalam kimia baterai, namun ada kemungkinan untuk menggantikan elemen yang berbeda. Para ilmuwan dan insinyur berfokus pada penemuan katoda baterai jenis baru, bagian baterai yang biasanya mengandung kobalt.

Misalnya, pada tahun 2021, para peneliti di Amerika mengembangkan katoda baterai bebas kobalt yang lebih aman dan tahan lama. Katoda berbasis nikel baru ini menggunakan perlakuan logam inovatif untuk meningkatkan toleransi panas, stabilitas, dan kapasitas energi.

Perkembangan seperti ini merupakan langkah menarik ke arah yang benar. Semakin banyak produsen terkemuka yang berkomitmen untuk beralih dari baterai berbasis kobalt, termasuk Tesla, Samsung, dan Panasonic. Hal ini akan memicu peningkatan permintaan dan investasi pada teknologi baterai kendaraan listrik alternatif, sehingga membantu upaya penelitian dan pengembangan.

Meskipun penelitian lebih lanjut masih diperlukan, inovasi awal pada baterai bebas kobalt menunjukkan potensi yang luar biasa. Selama dekade berikutnya, kita dapat melihat munculnya rantai pasokan baterai kendaraan listrik baru, bebas dari tantangan etika yang dihadapi rantai pasokan kobalt.

Praktik Pertambangan Berkelanjutan

Mengadopsi material baterai baru hanya efektif jika para pemimpin industri dan badan pemerintahan menegakkan pertambangan berkelanjutan. Peraturan yang efektif dapat secara signifikan mengurangi masalah lingkungan dan keselamatan dalam rantai pasokan baterai kendaraan listrik.

Sejumlah negara produsen mencapai kemajuan dalam bidang ini. Misalnya, pada tahun 2023, pemerintah Amerika mulai mempertimbangkan kebijakan pelarangan produk yang bahannya berasal dari pekerja anak di Kongo. Tindakan ini dan tindakan serupa lainnya dapat memaksa produsen mobil dan pemasok untuk berhenti berinvestasi pada operasi penambangan yang tidak etis.

Transparansi rantai pasokan juga penting. Konsumen dan produsen seringkali kekurangan informasi tentang bagaimana pemasok memperoleh bahan mentah. Akibatnya, sulit untuk mengidentifikasi hubungan yang tidak etis atau tidak berkelanjutan dalam rantai pasokan. Meningkatkan transparansi akan memungkinkan konsumen mengambil keputusan yang lebih tepat mengenai kendaraan listrik yang mereka beli dan membantu pejabat pemerintah menegakkan peraturan etika dan lingkungan.

Mengubah Rantai Pasokan Baterai EV

Kendaraan listrik adalah bagian penting dalam memerangi perubahan iklim dan mengurangi emisi. Sayangnya, rantai pasokan baterai penuh dengan permasalahan lingkungan dan kemanusiaan. Produsen baterai, pembuat mobil, dan pemimpin industri perlu menerapkan perubahan luas untuk mengatasi masalah ini dan menjaga rantai pasokan di masa depan. Mengadopsi bahan baterai baru, meningkatkan daur ulang, dan meningkatkan transparansi dapat membantu membangun rantai pasokan baterai kendaraan listrik yang lebih bersih dan aman.

Menjadi pekerjaan rumah bagi semua pihak baik dari kalangan akademisi, manufaktur, pemodal maupun pemegang kebijakan bahkan termasuk pemerhati lingkungan untuk meningkatkan kerjasama demi perbaikan produk baterai yang terjangkau dan ramah lingkungan tanpa mengabaikan aturan HAM.

Dari berbagai sumber.

Penulis

Dr. -Ing. Salman, ST., MSc.

Dosen Teknik Mesin Universitas Mataram