Pabrik baterai baru Panasonic senilai US$4 miliar di De Soto, Kansas, dirancang untuk menjadi model keberlanjutan – ini adalah pabrik yang seluruhnya menggunakan listrik tanpa memerlukan cerobong asap. Ketika selesai, proyek ini akan mencakup lahan seluas 48 lapangan sepak bola, mempekerjakan 4.000 orang dan memproduksi baterai canggih yang cukup untuk memasok setengah juta mobil listrik per tahun.
Tapi ada kendalanya, dan ini masalah yang besar.
Meskipun sebagian besar pabrik akan menggunakan tenaga angin dan surya, energi terbarukan hanya menyuplai 34% listrik perusahaan lokal Evergy pada tahun 2023.
Di sebagian besar wilayah Amerika, bahan bakar fosil masih memainkan peran penting dalam memenuhi kebutuhan listrik. Faktanya, Evergy telah meminta izin untuk memperpanjang umur pembangkit listrik tenaga batu bara lama untuk memenuhi permintaan yang terus meningkat, termasuk dari pabrik baterai.
Bersama mahasiswa saya di Wellesley College, saya telah melacak lonjakan investasi di bidang manufaktur energi ramah lingkungan dan bagaimana proyek-proyek tersebut – termasuk manufaktur baterai, panel surya, dan turbin angin serta rantai pasokannya – diterapkan pada jaringan listrik negara.
Pabrik baterai di Kansas menyoroti tantangan ke depan ketika Amerika meningkatkan produksi teknologi energi ramah lingkungan dan mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Hal ini juga menggambarkan potensi industri ini untuk mempercepat transisi ke energi terbarukan secara nasional.
Booming manufaktur teknologi ramah lingkungan
Mari kita mulai dengan kabar baik.
Di sektor baterai saja, perusahaan telah mengumumkan rencana untuk membangun 44 pabrik besar yang berpotensi memproduksi sel baterai dalam jumlah yang cukup untuk memasok lebih dari 10 juta kendaraan listrik per tahun pada tahun 2030.
Ini adalah skala komitmen yang diperlukan jika Amerika ingin mengatasi perubahan iklim dan memenuhi standar emisi otomotif baru yang diumumkan pada bulan Maret 2024.
Tantangannya: Pabrik-pabrik baterai ini, dan kendaraan listrik yang mereka produksi, akan membutuhkan banyak listrik.
Memproduksi sel baterai yang cukup untuk menyimpan 1 kilowatt-jam (kWh) listrik – cukup untuk jangkauan 2 hingga 4 mil dalam sebuah EV – membutuhkan sekitar 30 kWh energi manufaktur, menurut sebuah studi baru-baru ini.
Dengan menggabungkan perkiraan tersebut dan penelusuran kami, kami memproyeksikan bahwa pada tahun 2030, produksi baterai di AS akan membutuhkan sekitar 30 miliar kWh listrik per tahun, dengan asumsi pabrik-pabrik tersebut menggunakan listrik, seperti yang ada di Kansas. Itu setara dengan sekitar 2% dari seluruh listrik industri AS yang digunakan pada tahun 2022.
Potensi matahari yang sangat besar dari sabuk baterai
Sejumlah besar pabrik ini direncanakan berlokasi di wilayah Amerika Selatan yang dijuluki “sabuk baterai”. Potensi energi surya tinggi di sebagian besar wilayah ini, namun jaringan listrik hanya sedikit memanfaatkannya.
Pelacakan kami menemukan bahwa tiga perempat kapasitas produksi baterai berlokasi di negara-negara dengan pembangkit listrik terbarukan yang lebih rendah dari rata-rata saat ini. Dan di hampir semua wilayah tersebut, peningkatan permintaan akan mendorong emisi marginal yang lebih tinggi, karena energi tambahan tersebut hampir selalu berasal dari bahan bakar fosil.
Namun, kami juga telah melacak perusahaan baterai mana yang berkomitmen untuk mendukung operasi manufaktur mereka dengan listrik terbarukan, dan data tersebut menunjukkan masa depan yang lebih bersih.
Berdasarkan perhitungan kami, setengah dari baterai tersebut akan diproduksi di pabrik-pabrik yang telah berkomitmen untuk memenuhi setidaknya 50% kebutuhan listriknya dari energi terbarukan pada tahun 2030. Bahkan lebih baik lagi, komitmen ini terkonsentrasi di wilayah Amerika Serikat yang investasinya masih tertinggal.
Beberapa perusahaan sudah mengambil tindakan. Tesla sedang membangun panel surya terbesar di dunia di atap pabriknya di Texas. LG telah berkomitmen untuk menggunakan 100% tenaga surya dan pembangkit listrik tenaga air terbarukan untuk pabrik katoda barunya di Tennessee. Dan Panasonic mengambil langkah-langkah untuk mencapai emisi nol bersih di seluruh pabriknya, termasuk pabrik baru di Kansas, pada tahun 2030.
Komitmen perusahaan yang lebih besar dapat membantu memperkuat permintaan untuk penggunaan tenaga angin dan surya di kawasan industri baterai yang sedang berkembang.
Artinya bagi permintaan listrik AS
Memproduksi semua baterai ini dan mengisi daya semua kendaraan listrik ini akan menambah lebih banyak permintaan pada jaringan listrik. Tapi itu bukan argumen yang menentang EV. Apa pun yang terhubung ke jaringan listrik, baik itu kendaraan listrik atau pabrik yang memproduksi baterainya, menjadi lebih bersih seiring dengan semakin banyaknya sumber energi terbarukan yang tersedia.
Transisi ini sudah terjadi. Meskipun gas alam mendominasi pembangkit listrik, pada tahun 2023 energi terbarukan memasok listrik lebih banyak dibandingkan batu bara untuk pertama kalinya dalam sejarah AS. Pemerintah memperkirakan bahwa pada tahun 2024, 96% kapasitas pembangkit listrik baru yang ditambahkan ke jaringan listrik akan bebas bahan bakar fosil, termasuk baterai. Tren ini semakin cepat berkat insentif penerapan energi ramah lingkungan yang tercantum dalam Undang-Undang Pengurangan Inflasi tahun 2022.
Melihat ke depan
Pelajaran penting di sini adalah bahwa tantangan di Kansas bukanlah pabrik baterai – melainkan jaringan listrik yang semakin kuno.
Seiring dengan semakin cepatnya investasi di masa depan energi bersih, Amerika perlu merekayasa ulang sebagian besar jaringan listriknya agar dapat menggunakan lebih banyak energi terbarukan dan, secara bersamaan, melistriki segala hal mulai dari mobil, pabrik, hingga rumah.
Artinya, berinvestasi dalam modernisasi, perluasan, dan dekarbonisasi jaringan listrik sama pentingnya dengan membangun pabrik baru atau beralih ke mobil listrik.
Investasi dalam manufaktur energi ramah lingkungan akan memainkan peran penting dalam memungkinkan transisi tersebut: Beberapa baterai canggih baru akan digunakan di jaringan listrik, menyediakan penyimpanan energi cadangan pada saat pembangkitan energi terbarukan melambat atau permintaan listrik sangat tinggi.
Pada bulan Januari, Hawaii mengganti pembangkit listrik tenaga batu bara terakhirnya dengan sistem baterai yang canggih. Tidak akan lama lagi hal ini akan mulai terjadi di Tennessee, Texas, dan Kansas juga.