Categories
Articles

Berat, salah satu kendala mobil listrik

Baterai besar dan penopangnya berarti kendaraan listrik berbobot lebih daripada kendaraan bensin.

Salah satu kendala yang masih harus dihadapi mobil listrik adalah berat kendaraan, menurut Majalah Nature dalam edisi Oktober 2021. Melistrikkan kendaraan ternyata menjadikan berat mobil bertambah. Bensin atau solar yang sarat energi dan dapat terbakar digantikan dengan baterai yang berat. Dan sisa dari kendaraan pasti menjadi lebih berat untuk menyediakan penopang struktur yang diperlukan. Mobil listrik yang lebih kecil lebih berat daripada mobil bensin yang setara (lihat gambar “HEAVIER ELECTRIC FLEET”).

Sumber: B. Shaffer, M. Auffhammer, C. Samaras, Nature, 12 Oct 2021.

Dalam gambar di atas berat mobil dinyatakan sebagai “kerb weight“. Ini adalah berat mobil ketika kosong, atau dengan kata lain, tanpa sopir, penumpang atau barang. Akan tetapi, kerb weight termasuk bahan bakar dan peralatan standar mobil. Ini berbeda dengan berat kotor yang termasuk juga berat sopir, semua penumpang dan barang, selain bahan bakar.

Apakah penambahan berat kendaraan ini masalah? Pertama dan terdepan adalah keamanan. Menurut sebuah studi, peluang penumpang meninggal dunia dalam tabrakan dengan mobil lain meningkat 12% untuk setiap selisih berat kendaraan yang bertabrakan 500 kg.1 Risiko tambahan ini tidak berlaku jika semuanya mengendarai mobil yang beratnya sama. Tetapi sampai ini terjadi, jumlah kecelakaan mungkin akan meningkat jika mobil listrik yang berat bercampur dengan mobil bensin atau solar yang lebih ringan. Pejalan kaki mungkin juga berisiko.

Mobil yang lebih berat juga menghasilkan polusi partikulat lebih banyak dari gesekan ban. Mobil listrik membutuhkan lebih banyak bahan dan energi untuk membuat dan menjalankannya, yang menambah emisi dan pemakaian energi.

Seberapa besar masalah kelebihan berat ini? Perbandingan kasar antara biaya mortalitas dan keuntungan iklim menunjukkan bahwa masalah ini signifikan. Dalam sistem energi yang beroperasi pada sebagian besar negara saat ini, biaya hidup ekstra hilang dari penambahan 700 kg ketika truk diubah menjadi bertenaga listrik setara dengan keuntungan iklim pencegahan emisi gas rumah kaca. Dua faktor utama yang paling berperan dalam perhitngan ini, yaitu: berat baterai dan penopang maupun kebersihan jaringan listrik untuk pengisian.

Dengan berlalunya waktu, jaringan listrik yang lebih bersih akan memperkuat kasus mobil listrik. Beberapa negara dengan banyak sumber listrik bersih, seperti Norwegia, sudah sampai pada titik dimana melistrikkan truk mempunyai keuntungan iklim yang lebih banyak daripada biaya keamanan. Yang lain, termasuk Amerika Serikat, harus tetap pada jalan sistem listrik bersih nol (lihat “Cost-Benefit Calculus”). Namun, tanpa memperhitungkan isu berat ini, keuntungan bagi masyarakat beralih ke mobil listrik akan lebih kecil daripada yang didapat dalam beberapa dekade ke depan.

Sumber: B. Shaffer, M. Auffhammer, C. Samaras, Nature, 12 Oct 2021.

Menyusutkan baterai

Harga baterai sekarang telah turun 90% daripada harga sepuluh tahun yang lalu. Dan kerapatan energinya sudah lebih daripada tiga kali3 sejak baterai lihtium-ion diperkenalkan pada tahun 1991. Namun, sebagian besar capaian dalam teknologi baterai telah menuju pada penambahan jarak tempuh mobil listrik dalam satu kali pengisian dan untuk meningkatkan daya mobil. Selama dekade ini, sebagai contoh, Nissan telah melepas ke pasar versi jelajah jauh dari mobil listrik Leaf flagship-nya, dengan tiga kali jarah jelajah (364 km) dan dua kali daya (214 hp). Tetapi beratnya juga ikut naik 14%, menjadi 1.749 kg.

Jarak jelajah adalah penting untuk mengadopsi secara luas mobil listrik. Sebagian besar konsumen membeli mobil berdasarkan jarak jelajahnya karena mereka takut kehilangan daya atau tidak mampu mengisi ulang baterai pada perjalanan jauh. Namun, sebagian besar mobil dipakai hanya pada jarak dekat – ke toko atau ke sekolah. Di Amerika Serikat, sebagai contoh, rata-rata, pengemudi berjalam 56 km/hari, jauh lebih dekat daripada jarak jelajah maksimum mobil listrik.

Mengembangkan untuk mencapai tambahan 100 km atau sekitar itu setiap tahun akan membuat mobil listrik lebih praktis bagi orang yang membutuhkan perjalanan jauh secara teratur, untuk bekerja misalnya. Infrastruktur pengisian cepat sedang disebarkan secara luas. Menghasilkan baterai ringan akan mendapatkan penghargaan dengan segera. Cara untuk meperingan baterai meliputi pemakaian bahan yang lebih rapat energi, dan membuang bahan yang lebih berat.

Memperingan rangka

Kira-kira sepertiga dari berat kendaraan adalah baja konvensional, turun dari 44% pada tahun 1995. Struktur kendaraan dapat dibuat lebih kuat dan lebih ringan dengan menggunakan bentuk maju dari baja, lebih banyak aluminium dan magnesium, dan polimer yang diperkuat dengan serat karbon. Setiap bahan membawa harga dan tantangan teknisnya sendiri-sendiri maupun dampak emisi dari rantai produksi dan pasok. Peneliti perlu menaksir keuntungan-kerugian ini untuk mencari penyelesaian yang aman, bersih dan dengan harga terjangkau.

Mengganti baja dengan aluminium mengurangi berat kendaraan dan meningkatkan efisiensi energi. Tetapi produksi aluminium dapat mempunyai hampir lima kali emisi karbon daripada baja.4

Pustaka

  1. Anderson, M. L. & Auffhammer, M. Rev. Econ. Stud. 81, 535–571 (2014). Artikel
  2. B. Shaffer, M. Auffhammer, C. Samaras, Nature 598, 254-256 (2021). Artikel
  3. Ziegler, M. S. & Trancik, J. E. Energy Environ. Sci. 14, 1635–1651 (2021). Artikel
  4. Wolfram, P., Tu, Q., Heeren, N., Pauliuk, S. & Hertwich, E. G. J. Ind. Ecol. 25, 494–510 (2020). Artikel

(Heru Setyawan)

By Elkimkor

We belongs to the Dept. of Chemical Engineering, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. We aim to advance chemical engineering education through research on processing natural resources by addressing issues on energy, biomedical, and environmental.

2 replies on “Berat, salah satu kendala mobil listrik”

Bapak apa sedang ada riset terkait kendaraan listrik ini? Jika ada dan mungkin bisa ada yang dikolaborasikan dengan instansi saya boleh pak kebetulan sedang ada call for proposal untuk riset mengenai kendaraan listrik

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s