Sumber Energi untuk Data Center Antara Pertumbuhan dan Keberlanjutan serta Peran Bioenergi

Pusat data adalah fasilitas fisik yang menampung sistem komputer dan infrastruktur terkait, seperti server dan penyimpanan, yang digunakan untuk menyimpan dan memproses data. Mereka ini membentuk fondasi kekuatan komputasi suatu negara, dan menjadi sebuah ketergantungan inti dalam membangun Kecerdasan Buatan (AI) berskala besar.Dan khusus pusat data AI ini lebih boros energi. Menurut Badan Energi Internasional (IEA), pusat data AI tipikal saat ini menggunakan energi sebanyak 100.000 rumah tangga, sementara pusat-pusat AI besar saat ini mengonsumsi sekitar 20 kali lipat jumlah tersebut ( 2 juta rumah tangga).

Daya komputasi yang dibutuhkan untuk mendukung pertumbuhan AI juga meningkat dua kali lipat kira-kira setiap 100 hari. Sebagai contoh Malaysia bahwa tidak mengherankan jika konsumsi energi pusat data di Malaysia diproyeksikan melonjak hingga lebih dari 5.000 MW pada tahun 2035, yaitu 40 persen dari kapasitas daya Semenanjung Malaysia saat ini, atau 11,1 persen dari kapasitas daya Malaysia yang diproyeksikan pada tahun 2035. Sedangkan di Indonesia. Sedangkan proyeksi konsumsi listrik data center di Indonesia melonjak signifikan, diprediksi mencapai 5.200 MW pada 2034 dan bahkan bisa mencapai 12.000 MW pada 2033.  Dan kapasitas saat ini tahun 2025 baru sekitar 274 MW dan dengan prediksi pertumbuhan 16,8% per tahun bisa mencapai target >2.000 MW di 2029. 

Setidaknya ada 2 pendorong utama pertumbuhan industri pusat data ini. Pertama, faktor sisi permintaan meliputi pertumbuhan cloud dan AI, bersama dengan meningkatnya permintaan global akan kapasitas penyimpanan dan pemrosesan data dalam tugas sehari-hari seperti jejaring sosial, e-commerce, dan penyimpanan data. Kedua, faktor sisi penawaran meliputi ketersediaan sumber daya seperti listrik dan air, konektivitas serat optik dan ketersediaan lahan. 

Pada perkembangan pertumbuhan industri pusat data, dengan tinggi atau borosnya konsumsi energi untuk pusat data telah berkontribusi pada kenaikan harga listrik bagi penduduk dan usaha kecil. Setiap negara harus mengambil pelajaran dari studi kasus ini saat berupaya mencapai keseimbangan antara pertumbuhan dan keberlanjutan. Sebagai contoh yakni di Georgia, AS, pasar pusat data dengan pertumbuhan tercepat di AS, Georgia Power melaporkan bahwa 80 persen dari proyeksi peningkatan permintaan energi sebesar 8.200 MW pada tahun 2030 terkait dengan rencana pusat data yang akan dibuka di negara bagian tersebut. Untuk mengatasi peningkatan permintaan listrik, tarif listrik dasar telah dinaikkan dan pembangunan pembangkit listril tenaga nuklir (PLTN) baru.

Georgia merupakan pasar yang menarik untuk pusat data, mengingat harga listrik yang relatif rendah, dengan tarif listrik industri sekitar 42 persen di bawah rata-rata nasional AS. Keringanan pajak yang besar juga dijanjikan, dengan setidaknya US$163 juta dihapuskan dalam pengumpulan pajak negara bagian dan pajak penjualan lokal setiap tahun sejak tahun 2022. Tetapi sejak tahun 2023, rata-rata pelanggan perumahan Georgia Power membayar US$43 lebih banyak per bulan menyusul kenaikan tarif dasar listrik. Untuk menanggapi tantangan ini, Rancangan Undang-Undang Senat diajukan untuk melindungi pelanggan perumahan dan komersial dari tagihan listrik yang lebih tinggi karena investasi besar-besaran perusahaan listrik untuk memenuhi kebutuhan energi kecerdasan buatan. 

Upaya untuk  mengatasi peningkatan permintaan energi bagi pusat data sekaligus mengurangi dampak lingkungannya perlu dilakukan. Pendekatan yang biasa dilakukan adalah  optimalisasi Efektivitas Penggunaan Daya (Power Use Effectiveness / PUE) dan metrik terkait, serta peralihan ke energi terbarukan.  Penggunaan energi terbarukan untuk pusat data masih belum banyak dilakukan ataupun kalau sudah dilakukan maka kapasitasnya masih kecil yakni kurang dari 5%. Jenis energi terbarukan juga masih memprioritaskan matahari, dan angin yang bersifat intermittent. 

Para pelaku industri juga menyatakan bahwa sifat intermiten energi surya (setidaknya tanpa sistem penyimpanan baterai yang dikembangkan dengan baik) tidak menjadikannya sumber energi yang ideal untuk pusat data, mengingat kebutuhan untuk menjaga agar pusat data tetap beroperasi 24 jam sehari, 7 hari seminggu. Dengan kapasitas pembangkitan surya yang terbatas, pusat data sering mengandalkan generator diesel cadangan. Meskipun diesel terbarukan (biodiesel dan green diesel) merupakan pilihan yang tersedia, saat ini belum ada peraturan yang mendorong transisi ini. 

Biomasa sebagai sumber energi atau bioenergi bagi pusat data tersebut masih sangat minim. Biomasa tersebut bisa digunakan langsung pada pembangkit listrik biomasa(PLTBm) dimana tipe CFB sangat umum digunakan ataupun dengan cara cofiring pada pembangkit listrik (PLTU) batubara. Selain itu juga bisa memanfaatkan biomasa sebagai sumber energi dan juga produksi biochar yakni dengan teknologi pirolisis, seperti perusahaan di AS ini. Syngas dari pirolisis tersebut sebagai sumber energi yang bersifat carbon neutral dan biochar sebagai produk utama untuk carbon sequestration / CCS sehingga operasionalnya carbon negative.  

Dari Karbon Netral ke Karbon Negatif : Pengembangan Baterai, Wood Pellet, Carbon Capture and Storage (CCS) dan Biochar

Riset untuk pengembangan baterai kapasitas besar terus dilakukan sehingga listrik yang dihasilkan dari pembangkit listrik energi terbarukan seperti berasal angin dan matahari bisa disimpan dan digunakan kapan saja. Pembangkit listrik yang berasal dari angin dan matahari bersifat intermittent yakni sewaktu-waktu angin bisa tidak berhembus atau terjadi awan tebal ataupun pada malam hari sehingga tidak ada sinar matahari dan listrik tidak bisa diproduksi. Kondisi inilah perlu digunakan baterai berkapasitas besar yang bisa menyimpan listrik tersebut. Pengembangan baterai tersebut diprediksi selain membutuhkan biaya besar juga memakan waktu yang lama. Diprediksi butuh waktu beberapa dekade ke depan untuk terwujudnya baterai tersebut.

Pasokan listrik saat ini yang mayoritas masih menggunakan bahan bakar fossil khususnya batubara yang terbukti tidak ramah lingkungan (karbon positif) perlu terus dikurangi dan ditambah porsi energi terbarukan berupa wood pellet (karbon netral) dengan cara cofiring. Porsi atau rasio cofiring bisa terus ditingkatkan bahkan bisa 100% menggunakan wood pellet (fulfiring). Apabila pembangkit listrik batubara tersebut bisa berubah 100% menjadi pembangkit listrik biomasa atau berbahan bakar wood pellet maka pembangkit listrik tersebut menjadi ramah lingkungan atau karbon netral. Dan pada masanya ketika sumber energi terbarukan melimpah dan produk energi listriknya bisa disimpan dalam baterai berkapasitas besar tersebut maka bisa saja pembangkit-pembangkit listrik dengan teknologi pembakaran tersebut bisa ditutup atau dihentikan. 

Penggunaan wood pellet tersebut bisa dikatakan sebagai solusi antara (intermediate) sebelum ke era baterai tersebut. Produksi wood pellet berkapasitas besar idealnya akan menggunakan kebun energi sebagai pemasok atau sumber bahan bakunya. Tanaman rotasi cepat dan trubusan dari kelompok legum seperti kaliandra dan gliricidae adalah pilihan tepat bagi kebun energi tersebut. Kebun energi sendiri bisa sebagai carbon sink atau menyerap CO2 dari atmosfer. Dengan pengelolaan yang baik sehingga volume biomasa atau kayu yang dipanen lebih kecil atau maksimal sama dengan tingkat pertumbuhan tanaman maka fungsi kebun energi sebagai carbon sink terus terjaga. Penggunaan wood pellet sebagai bahan bakar karbon netral sedangkan pengelolaan kebun energi sebagai carbon sink atau karbon negatif sehingga memberikan keuntungan lingkungan optimal. 

Penggunaan 100% bahan bakar biomasa pada pembangkit listrik bersifat karbon netral, sama seperti penggunaan energi terbarukan dari angin, air dan matahari. Tetapi penggunaan energi biomasa khususnya wood pellet tidak intermittent dan selalu tersedia ketika dibutuhkan. Penggunaan baterai akan menjadi solusi atas masalah intermittent tersebut. Pembangkit listrik 100% berbahan bakar biomasa tersebut bisa menjadi karbon negatif ketika menggunakan perangkat CCS (carbon capture and storage). Dan ini sangat bagus karena bisa mengembalikan CO2 yang diemisikan ke atmosfer kembali ke perut bumi (karbon negatif). Dan ketika pembangkit listrik batubara dipasang perangkat CCS maka akan  menjadi karbon netral. Tetapi perangkat CCS tersebut juga masih sangat mahal dan operasionalnya juga tidak murah. 

Dan ketika era baterai telah tiba sehingga pembangkitan listrik dengan teknologi pembakaran ditutup atau dihentikan, maka kayu-kayu dari kebun-kebun energi yang telah dibuat akan digunakan sebagai bahan baku biochar. Bisa saja kayu-kayu dari kebun-kebun energi tersebut tetap dibuat wood pellet untuk menghemat biaya transportasi dan memudahkan handling untuk kemudian dibawa ke fasilitas-fasilitas pirolisis untuk produksi biochar. Biochar yang digunakan pada bidang pertanian memiliki manfaat ganda yakni memperbaiki kualitas tanah dan sebagai carbon sink. Penggunaan biochar bersama pupuk akan membuat pupuk lepas lambat (slow release fertilizer) sehingga meningkatkan NUE (nutrient use effiency) bagi tanaman sehingga menghemat biaya pupuk dan mengurangi pencemaran lingkungan. Biochar mampu bertahan atau tidak terdekomposisi selama ratusan tahun atau permanen di tanah. Semakin banyak biochar digunakan akan semakin banyak memberikan keuntungan atau manfaat bagi kesuburan tanah dan iklim. Biochar sebagai carbon sink atau carbon sequestration juga merupakan karbon negatif.  Kebun energi dengan pengelolaan yang baik akan menjadi carbon sink dan biocharnya juga carbon sink berupa carbon sequestration, tentu ini memberikan manfaat iklim yang paling optimal.