Ketika musim semi tiba, perintah aneh datang ke pertanian tenaga surya di berbagai negara: “Hentikan pembangkitan listrik.” Pemerintah mendorong pemasangan panel surya, tapi sekarang meminta petani membuang listrik yang dihasilkan. Namanya solar curtailment — pembatasan output. Di Korea Selatan saja, curtailment terjadi 77 kali pada 2022 dan melonjak tajam setelahnya. Setiap tahun, listrik senilai puluhan juta dolar menguap begitu saja.
Kenapa tidak disimpan saja? Masalahnya, ESS berbasis lithium-ion mengalami lebih dari 30 kebakaran antara 2017-2019 di Korea Selatan. Masyarakat mendengar kata “ESS” langsung menolak. Premi asuransi melambung, kelayakan bisnis anjlok.
Mari kita rangkum masalahnya: listrik berlebih terbuang sia-sia, baterai penyimpan rawan terbakar, petani terbebani biaya pemanas setiap musim dingin, dan pupuk hampir seluruhnya diimpor. Empat masalah berjalan sendiri-sendiri.
Tapi bagaimana jika satu baterai bisa menyelesaikan keempat masalah itu sekaligus?
Jawaban dari Edison, 120 Tahun Lalu
Pada 1901, Thomas Edison mematenkan sebuah baterai. Baterai besi-nikel. Katoda nikel, anoda besi, elektrolitnya larutan kalium hidroksida. Berbasis air.
Bandingkan langsung dengan lithium-ion — perbedaannya sangat mencolok.
| Besi-Nikel | Lithium-Ion | |
|---|---|---|
| Risiko kebakaran | Nol. Elektrolit air, thermal runaway mustahil | Elektrolit organik, thermal runaway mungkin |
| Umur pakai | 30-50 tahun. Elektroda tidak terkorosi | 10-15 tahun. Penggantian wajib |
| Overcharge | Justru bagus. Menghasilkan hidrogen | Risiko ledakan |
| Over-discharge | Tahan | Kerusakan sel |
| BMS | Tidak perlu. Self-regulating | Wajib. Rusak = selesai |
| Total biaya 30 tahun | 0 kali ganti | 2-3 kali ganti |
Kekurangannya? Berat dan densitas energinya rendah. Tidak cocok untuk kendaraan listrik. Tapi untuk ESS stasioner skala besar? Berat bukan masalah, dan lahan di pedesaan berlimpah. Kekurangan itu hilang.
Pada Februari 2026, tim peneliti UCLA mengumumkan bahwa baterai besi-nikel buatan mereka dengan teknik nanocluster mencapai pengisian dalam hitungan detik dan 12.000 siklus (lebih dari 30 tahun). “Cukup campur bahan yang umum dan panaskan,” kata para peneliti. Teknologi berusia 120 tahun ini terus berevolusi.
Ketika Baterai Menjadi Pabrik Hidrogen
Di sinilah ceritanya berubah total.
Ada teknologi bernama Battolyser, dikembangkan oleh TU Delft di Belanda. Setelah baterai besi-nikel terisi penuh 100%, jika listrik terus dialirkan, air di dalam baterai terurai menjadi hidrogen (H₂) dan oksigen (O₂). Baterai berubah menjadi electrolyzer. Instalasi skala industri pertama selesai di Belanda pada 2023.
Siklus operasinya seperti ini:
Siang — Kelebihan listrik tenaga surya mengisi baterai. Malam — Baterai discharge, listrik dijual ke grid. (Fungsi ESS) Setelah penuh — Kelebihan listrik tambahan memecah air menjadi hidrogen dan oksigen. (Fungsi electrolysis)
ESS lithium-ion hanya bisa menyimpan listrik. Battolyser menyimpan listrik DAN memproduksi hidrogen dalam satu mesin.
Dari Hidrogen ke Pupuk
Begitu hidrogen tersedia, langkah berikutnya terbuka.
Kombinasikan hidrogen (H₂) dengan nitrogen (N₂) dari udara, dan Anda mendapatkan amonia (NH₃). Sekitar 80% produksi amonia dunia digunakan untuk membuat pupuk — bahan fundamental pertanian. Urea, amonium nitrat, amonium sulfat — semuanya berasal dari amonia.
Banyak negara mengimpor hampir seluruh bahan baku pupuknya. Krisis urea global 2021 membuktikan betapa rapuhnya rantai pasok ini.
Hitung output dari satu sistem ini — ada enam:
- Listrik — Dijual ke grid pada malam hari
- Hidrogen — Bahan baku sintesis amonia, fuel cell
- Oksigen — Oksigen terlarut untuk akuakultur, keperluan medis dan industri
- Amonia — Bahan baku pupuk, bahan bakar kapal, larutan urea
- Pupuk — Pasokan langsung ke pertanian
- Panas — Panas buangan baterai (60°C) untuk pemanasan smart farm
ESS lithium-ion hanya bisa melakukan nomor 1.
“Listrik dari panel surya saya membuat pupuk saya sendiri dan memanaskan rumah kaca saya.” Siklus swasembada yang sempurna.
Musim Berganti, Peran Berubah
Musim Semi & Gugur — Produksi listrik melimpah. Musim curtailment. ESS beroperasi maksimal, dan listrik yang masih tersisa seluruhnya dikonversi menjadi amonia dan disimpan di tangki besar. Target: curtailment 0%.
Musim Panas — Puncak kebutuhan pendinginan. Discharge ESS memaksimalkan pendapatan penjualan listrik. Namun pada pukul 13.00-15.00, ketika pembangkitan surya mencapai puncak, harga pasar listrik justru paling rendah. Struktur arbitrase sempurna: listrik termurah menghasilkan bahan kimia termahal (amonia).
Musim Dingin — Sinar matahari kurang. Amonia yang ditimbun sejak musim semi digunakan sebagai bahan bakar atau di-reform untuk fuel cell. Panas buangan baterai dan boiler hidrogen memanaskan smart farm 24 jam.
Listrik yang terbuang di musim semi menjadi pemanas di musim dingin. Transfer energi lintas musim.
Hitung-hitungan Biaya
Total Biaya 30 Tahun
Lithium-ion harus diganti total setiap 10 tahun. Dalam 30 tahun berarti tiga kali. Ditambah sistem pemantauan kebakaran, premi asuransi, dan perawatan BMS yang terus berjalan.
Besi-nikel hanya perlu mengganti elektrolit sekali. Nol penggantian unit. Tidak perlu peralatan pemadam. Tidak perlu BMS. Biaya instalasi awal memang 1,2-1,5 kali lebih tinggi, tapi total biaya 30 tahun berbalik menguntungkan.
Ekonomi Pertanian
| Sebelum | Sesudah | |
|---|---|---|
| Biaya pemanas tahunan | Tinggi (bahan bakar fosil) | Turun 70-80% |
| Biaya pupuk tahunan | Bergantung impor | Produksi sendiri, hemat hingga 50% |
| Larutan urea | Harga pasar + ketidakpastian pasokan | Produksi lokal mandiri |
Estimasi penghematan per pertanian: signifikan, dengan payback period yang masuk akal.
Mengapa Sekarang?
Teknologinya sudah terverifikasi. Edison membuktikannya pada 1901, TU Delft mendemonstrasikannya dalam skala industri pada 2023, dan UCLA meningkatkan performanya pada 2026. Yang tersisa adalah scale-up.
Strategi scale-up optimal bukan membangun pabrik raksasa dari awal. Melainkan menumpuk modul Battolyser berukuran kontainer seperti balok Lego. Permintaan naik? Tambah modul. Gagal? Kerugian terbatas pada satu modul saja.
Peta Jalan 3 Fase
Fase 1 (1-2 tahun): Demonstrasi — Instalasi Battolyser ESS skala 1-10 MWh. Sertifikasi melalui regulatory sandbox. Penjualan hidrogen langsung + pemanasan.
Fase 2 (3-5 tahun): Perluasan — Skala GWh. Pengenalan pabrik sintesis amonia modular. Konsorsium produksi lokal.
Fase 3 (5-10 tahun): Nasional & Ekspor — Paket terintegrasi surya + ESS + amonia + smart farm untuk ekspor.
Tidak Ada Argumen untuk Menolak
Yang unik dari pendekatan ini: tidak ada alasan untuk menentangnya.
Petani tenaga surya terbebas dari curtailment. Petani rumah kaca menghemat biaya pemanas. Warga sekitar ESS tidak perlu khawatir kebakaran. Kelompok lingkungan menyambut produksi pupuk tanpa karbon. Sisi keamanan pangan mendapat kemandirian pupuk. Generasi muda mendapatkan lapangan kerja berkualitas.
Baterai yang dibuat Edison 120 tahun lalu. Air, besi, dan nikel. Tidak terbakar, bertahan 30 tahun, dan menghasilkan hidrogen saat di-overcharge. Hidrogen itu menjadi pupuk. Panasnya menghangatkan rumah kaca. Listrik yang terbuang di musim semi menjadi kehangatan di musim dingin.
Teknologinya sudah ada. Yang dibutuhkan hanyalah keputusan untuk memulai.