Tantangan Penyimpanan di Negara Adidaya Tenaga Surya
Ketika Presiden Xi Jinping mengumumkan pada Desember 2020 bahwa China akan memasang kapasitas tenaga angin dan surya sebesar 1.200 gigawatt pada 2030, target itu tampak ambisius. Namun, China mencapai tonggak tersebut pada Juli 2024, enam tahun lebih cepat dari jadwal. Hingga akhir 2025, kapasitas gabungan tenaga angin dan surya telah melonjak melampaui 1.840 gigawatt, atau 47,3% dari kapasitas listrik nasional. Ekspansi ini belum menunjukkan tanda-tanda melambat. Hanya dalam periode Januari hingga Mei 2025, China menambah 198 gigawatt tenaga surya dan 46 gigawatt tenaga angin. Khusus pada Mei, negara itu memasang kapasitas tenaga surya sebesar 93 gigawatt dan tenaga angin sebesar 26 gigawatt. Analis energi Lauri Myllyvirta mencatat bahwa tambahan tersebut dapat menghasilkan listrik sebanyak yang digunakan Polandia, Swedia, atau Uni Emirat Arab, bergantung pada kondisinya.
Daftar Isi
Pertumbuhan pesat ini memunculkan masalah yang tak terduga. Energi terbarukan tersedia saat matahari bersinar dan angin bertiup, belum tentu ketika masyarakat membutuhkan listrik. Pada 2025, negara-negara di seluruh dunia melaporkan tingkat pembatasan produksi energi atau pembuangan energi berlebih yang mencapai rekor, saat jaringan listrik tak mampu menyerap kelebihan daya. Brasil membuang 20% produksi tenaga suryanya, sementara Jerman, Prancis, dan Belanda memangkas produksi energi terbarukan secara kolektif sebesar 3,9 terawatt-jam. Kini, tantangan utama China adalah menyimpan energi agar tersedia saat dibutuhkan, bukan sekadar terus menambah produksinya.
Sektor penyimpanan baterai tumbuh 75% pada 2025 dibandingkan 2024, tetapi bahkan ekspansi pesat ini belum mampu memenuhi skala yang diperlukan. Baterai kimia sangat baik untuk pengaturan frekuensi jangka pendek, tetapi menghadapi masalah degradasi dan kendala rantai pasok jika dikembangkan untuk penyimpanan selama berjam-jam. Solusinya terletak pada teknologi lama yang diterapkan dalam skala baru: pembangkit listrik tenaga air pompa. Fasilitas ini berfungsi seperti baterai raksasa, dengan masa operasional 70 hingga 100 tahun, biaya pemeliharaan lebih rendah dibandingkan alternatif berbasis bahan kimia, serta tidak membutuhkan mineral tanah jarang.
Cara Kerja Penyimpanan Pompa: Gravitasi sebagai Baterai
Mekanisme pembangkit listrik tenaga air pompa bertumpu pada prinsip fisika dasar. Air seberat ribuan ton ditampung di ketinggian dalam waduk atas, menyimpan energi sebagai energi potensial gravitasi. Saat dilepaskan, air mengalir deras melalui turbin yang terhubung ke generator, mengubah energi potensial itu kembali menjadi listrik. Berbeda dengan bendungan pembangkit listrik tenaga air konvensional yang mengandalkan aliran sungai, sistem penyimpanan pompa menggunakan kembali air yang sama berulang kali. Dengan demikian, sistem tertutup ini dapat beroperasi tanpa bergantung pada curah hujan musiman.
Ketika permintaan rendah atau produksi energi terbarukan tinggi, pembangkit ini menggunakan kelebihan listrik untuk memompa air dari waduk bawah ke waduk atas. Saat permintaan mencapai puncak, air mengalir kembali melalui turbin untuk menghasilkan listrik sesuai kebutuhan. Sistem penyimpanan sederhana berbasis gravitasi ini saat ini menyediakan lebih dari 90% seluruh penyimpanan energi jangka panjang di dunia.
Pembangkit modern semakin banyak menggunakan generator motor berkecepatan variabel, sehingga operator dapat menyesuaikan konsumsi daya saat pemompaan alih-alih menjalankannya dengan laju tetap. Fleksibilitas ini memungkinkan layanan stabilisasi jaringan listrik yang lebih baik. Teknologi ini unggul dalam menyerap surplus listrik dalam jumlah besar dan menyalurkannya selama berjam-jam atau bahkan berhari-hari, sehingga ideal untuk menyeimbangkan produksi tenaga angin dan surya yang bersifat intermiten. Baterai lithium-ion mendominasi pasar penyimpanan jangka pendek, tetapi tetap mahal untuk dikembangkan dalam skala besar demi menyuplai listrik selama berjam-jam dan mengalami degradasi jika sering digunakan.
Kondisi geografis China memberikan keuntungan alami. Riset menunjukkan 79% potensi penyimpanan pompa di negara itu berada di wilayah barat laut dan barat daya, tempat medan pegunungan menciptakan perbedaan ketinggian alami yang ideal untuk pembangunan waduk. Namun, para insinyur juga mulai menerapkan solusi inovatif di wilayah yang lebih datar, membuktikan bahwa dengan rekayasa yang cukup kreatif, teknologi ini dapat disesuaikan dengan beragam bentang alam.
Proyek Pemecah Rekor Mengubah Lanskap
China bukan sekadar membangun pembangkit penyimpanan pompa; negara itu sedang membangun fasilitas terbesar dan paling ambisius yang pernah dirancang. Pembangkit Listrik Penyimpanan Pompa Fengning di Provinsi Hebei, yang rampung pada Agustus 2024, menjadi fasilitas terbesar di dunia. Dikelola oleh State Grid Corporation of China, Fengning memiliki 12 unit turbin pompa reversibel, masing-masing berkapasitas 300 megawatt, dengan total kapasitas terpasang 3,6 gigawatt. Proyek yang mulai dibangun pada Juni 2013 ini melampaui pemegang rekor sebelumnya, Pembangkit Bath County di Amerika Serikat, dan kini menjadi penopang utama stabilitas jaringan listrik China utara. Pada tahap kedua, fasilitas ini menggunakan generator berkecepatan variabel canggih dengan kapasitas 330 MVA dalam mode generator dan 345 MVA dalam mode pompa, sehingga dapat menyesuaikan diri secara presisi dengan fluktuasi frekuensi jaringan.
Fengning memegang rekor kapasitas, sementara Pembangkit Listrik Penyimpanan Pompa Zhenjiang (Jurong) di Provinsi Jiangsu memiliki bendungan tertinggi di antara fasilitas sejenis. Mulai beroperasi pada Oktober 2025, fasilitas ini memiliki bendungan waduk atas setinggi 182,3 meter, kira-kira setara gedung 60 lantai dan lebih tinggi daripada Patung Liberty. Pencapaian rekayasa ini sangat menantang karena sebagian besar wilayah Provinsi Jiangsu berupa dataran. Para insinyur menggunakan material hasil penggalian dari lokasi itu sendiri untuk membangun badan bendungan, menciptakan perbedaan ketinggian buatan di Lembah Lunshan, tempat alam tidak menyediakan kondisi tersebut.
Pembangkit Jurong menempatkan mesin-mesinnya di gua bawah tanah sedalam 800 meter, yang menampung enam unit reversibel berkapasitas masing-masing 225 megawatt, dengan total kapasitas 1,35 gigawatt. Waduk atasnya menampung 17,07 juta meter kubik air. Saat pemompaan, sistem ini mengonsumsi sekitar 1,8 miliar kilowatt-jam per tahun dan menghasilkan 1,35 miliar kilowatt-jam saat mengalirkan air. Menurut Wang Chenhui, direktur Departemen Pengembangan State Grid Zhenjiang Power Supply Company, pembangkit ini menyediakan kapasitas pengaturan energi dua arah sekitar 2,7 juta kilowatt, sehingga mengurangi tekanan pada jaringan listrik selama periode permintaan puncak di kawasan industri Delta Sungai Yangtze. Proyeksi resmi menunjukkan bahwa fasilitas ini akan menghindari konsumsi sekitar 140.000 ton batu bara per tahun sekaligus mengurangi emisi karbon dioksida sekitar 349.000 ton per tahun, serta memasok listrik untuk sekitar 360.000 rumah tangga.
Setelah beroperasi penuh, fasilitas ini akan menyediakan kapasitas pengaturan energi dua arah sekitar 2,7 juta kilowatt, sehingga mengurangi tekanan pada jaringan listrik selama periode permintaan puncak.
Selain fasilitas penyimpanan mandiri, China juga merintis instalasi hibrida yang menggabungkan pembangkit listrik tenaga air konvensional dengan penyimpanan pompa. Proyek Lianghekou di Sichuan Barat, yang dibangun pada ketinggian 9.842 kaki di Dataran Tinggi Tibet, merupakan sistem hibrida terbesar di dunia. Fasilitas ini menggabungkan pembangkit listrik tenaga air konvensional berkapasitas 3.000 megawatt dengan tambahan penyimpanan pompa berkapasitas 1.200 megawatt, membentuk kompleks gabungan berkapasitas 4,2 gigawatt. Proyek ini terintegrasi dengan Pembangkit Listrik Tenaga Air Yagen Tingkat 1 yang berfungsi sebagai waduk bawah, membentuk baterai air raksasa. Penggalian untuk rumah pembangkit bawah tanah yang terletak 1.640 kaki di bawah permukaan gunung telah rampung, sementara pengecoran beton untuk waduk bawah sedang berlangsung.
Di Provinsi Anhui, fasilitas penyimpanan pompa Jixi telah beroperasi sejak 2021 sebagai "bank daya super" untuk China timur. Dengan kapasitas 1,8 juta kilowatt, pembangkit ini telah menanggapi 106 permintaan darurat dari jaringan listrik dengan tingkat keberhasilan penyalaan 100%. Hingga 2024, fasilitas ini telah menghasilkan 2,479 miliar kilowatt-jam listrik, sekaligus mengurangi konsumsi batu bara tahunan sekitar 216.000 ton dan memangkas emisi karbon dioksida sebanyak 475.000 ton. Pada 2024, fasilitas ini mencatat nilai produksi sebesar 1,684 miliar yuan, berkontribusi signifikan terhadap pembangunan ekonomi setempat sekaligus mempertahankan statusnya sebagai proyek percontohan nasional untuk konservasi air dan tanah.
Inovasi Geografis: Dari Pegunungan hingga Pesisir
Pembangunan penyimpanan pompa secara tradisional berfokus pada wilayah pegunungan, tempat lembah alami menyediakan lokasi yang siap digunakan sebagai waduk atas dan bawah. Di China, wilayah barat laut dan barat daya mencakup 79% dari total potensi penyimpanan energi nasional, dengan Provinsi Qinghai saja menyumbang 32% dari total tersebut. Wilayah-wilayah ini memiliki perbedaan ketinggian yang curam, yang diperlukan untuk menghasilkan listrik secara efisien. Riset yang menggunakan Sistem Informasi Geografis dan Model Elevasi Digital telah mengidentifikasi 532 waduk besar yang sudah ada dan dapat mendukung penambahan waduk atas, dengan potensi teoretis sebesar 9.671 gigawatt-jam. Potensi yang dapat direalisasikan, yakni 8.717 gigawatt-jam, kira-kira 1,74 kali kapasitas penyimpanan pompa yang saat ini direncanakan dan telah dicadangkan di negara itu.
Namun, pusat permintaan energi China berada di provinsi-provinsi pesisir timur, yang medannya datar sehingga selama ini menyulitkan pembangunan fasilitas penyimpanan. Keberhasilan proyek Jurong di Jiangsu menunjukkan bahwa penyimpanan pompa skala besar dapat berfungsi bahkan di wilayah dengan topografi yang menantang. Dengan menciptakan perbedaan ketinggian buatan dan menggunakan rumah pembangkit bawah tanah, para insinyur kini dapat membangun infrastruktur penyimpanan di dekat pusat-pusat beban utama, alih-alih menyalurkan listrik dari pegunungan terpencil dalam jarak jauh.
Untuk masa depan, para peneliti tengah menjajaki penyimpanan energi pompa air laut di sepanjang garis pantai China yang luas. Pendekatan ini menggunakan laut sebagai waduk bawah, sehingga tidak membutuhkan air tawar dan tidak bersaing dengan kebutuhan air untuk pertanian atau perkotaan. Sebuah studi terbaru mengidentifikasi sekitar 20.000 lokasi potensial di pesisir dengan kapasitas penyimpanan gabungan 4.379 gigawatt-jam. Dari jumlah tersebut, 87 lokasi memiliki biaya konstruksi yang mendekati sistem air tawar konvensional, yakni sekitar 949 euro per kilowatt, khususnya jika memanfaatkan cekungan alami di pesisir yang meminimalkan kebutuhan penggalian. Teknologi ini berpotensi penting untuk mengintegrasikan ladang angin lepas pantai di provinsi-provinsi pesisir, sekaligus menawarkan kerangka kerja yang dapat diperluas untuk pengembangan penyimpanan dan energi terbarukan secara terpadu.
Laju Konstruksi dan Pengendalian Mutu
Kecepatan pembangunan China jauh melampaui para pesaing global. Pada Mei 2023, negara itu mengoperasikan kapasitas penyimpanan pompa sebesar 50 gigawatt, setara 30% dari total kapasitas dunia. Pada Agustus 2025, kapasitas terpasang mencapai 62,365 gigawatt, melampaui target Rencana Lima Tahun ke-14 lebih cepat dari jadwal. Saat ini, terdapat 89 gigawatt kapasitas yang sedang dibangun, sementara pengembang mengajukan persetujuan untuk tambahan 276 gigawatt. China menargetkan kapasitas 400 gigawatt pada 2035, angka yang akan menjadikan pembangkit listrik tenaga air pompa sebagai fondasi sistem penyimpanan jangka panjang nasional.
Percepatan ini mengandalkan teknik rekayasa canggih dan metode konstruksi industrial. Pada proyek Pingjiang di Provinsi Hunan, para insinyur menggunakan mesin bor terowongan berdiameter variabel bernama Tianyue untuk menggali terowongan miring sepanjang 1.338 meter dengan sudut 50 derajat. Mesin yang pertama kali digunakan ini menyesuaikan diameter penggalian dari 6,5 meter menjadi 8 meter saat bergerak menanjak, dengan sistem interlock hidraulis tiga penjepit untuk mencegah selip. Mesin tersebut memiliki panjang 87 meter dan berat 900 ton. Sistem tiga penjepitnya membentuk apa yang disebut produsennya, CRCHI, sebagai "matriks segitiga antiselip", sehingga mesin dapat mencengkeram dinding terowongan dan bergerak menanjak dengan aman. Penjepit tengah dan belakang bergantian setiap 1,5 meter untuk menjaga daya dorong balik secara berkelanjutan. Inovasi semacam ini memungkinkan proyek berjalan dengan jadwal yang dipercepat, dengan beberapa unit mulai beroperasi hanya 18 bulan setelah pemasangan dimulai.
Namun, laju yang cepat juga menyingkap tantangan pengendalian mutu. Pada akhir 2025, proyek penyimpanan pompa Yongan di Provinsi Fujian, fasilitas unggulan senilai 7,5 miliar yuan (US$1,06 miliar), terseret skandal setelah muncul laporan mengenai "cacat mutu serius" dalam pembangunan waduk bawah. Administrasi Energi Nasional meluncurkan penyelidikan atas dugaan penggunaan material di bawah standar dan praktik kerja yang ceroboh di lokasi tersebut. Proyek ini merupakan prioritas dalam rencana lima tahun nasional untuk periode 2021 hingga 2025. Power Construction Corporation of China, perusahaan induk para kontraktor, membentuk kelompok investigasi khusus dan berjanji menangani masalah tersebut sesuai hukum dan peraturan. Insiden ini menyoroti ketegangan antara kecepatan pembangunan dan ketelitian rekayasa saat China berlomba membangun infrastruktur penyimpanannya.
Persaingan Global dalam Penyimpanan Jangka Panjang
Pembangunan di China merupakan bagian dari kebangkitan kembali pengembangan penyimpanan pompa di seluruh dunia. Asosiasi Tenaga Air Internasional melaporkan bahwa para pengembang di seluruh dunia tengah menggarap kapasitas penyimpanan pompa baru sebesar 570 gigawatt, dengan China mencakup sekitar 40% dari proyek-proyek tersebut. Eddie Rich, kepala eksekutif IHA, menegaskan bahwa rekor pembatasan produksi energi terbarukan merupakan tanda peringatan bahwa kapasitas pembangkitan harus diimbangi dengan infrastruktur penyimpanan.
Tingkat pembatasan produksi yang mencapai rekor pada 2025 merupakan tanda peringatan yang jelas. Dunia sedang membangun kapasitas pembangkitan energi bersih dengan pesat, tetapi kini pembangunan itu harus diimbangi dengan infrastruktur yang diperlukan untuk memanfaatkan atau menyimpan energi tersebut.
Rich menambahkan, "Jika kita serius dengan keamanan energi, kedaulatan energi, dan ketahanan, penyimpanan pompa harus diperlakukan sebagai tulang punggung, bukan sekadar pelengkap."
Negara-negara lain bergerak lebih lambat akibat kendala regulasi dan perizinan. Di Eropa, proyek Riedl berkapasitas 300 megawatt di Jerman memperoleh persetujuan setelah lebih dari satu dekade perencanaan, sementara fasilitas Limberg III di Austria mulai beroperasi pada September 2025 setelah empat tahun pembangunan bawah tanah yang intensif. Amerika Serikat memiliki lebih dari 90 proyek dalam tahap pengembangan, termasuk fasilitas Goldendale berkapasitas 1.200 megawatt di Negara Bagian Washington. Namun, proses perizinan yang diatur oleh undang-undang dari 1980-an berarti sebagian besar proyek tidak akan beroperasi setidaknya selama satu dekade.
Inggris berencana membangun penyimpanan pompa berkapasitas 10 gigawatt pada pertengahan 2030-an, termasuk proyek Earba berkapasitas 1.800 megawatt di Dataran Tinggi Skotlandia. Proyek-proyek ini bertujuan menyerap surplus tenaga angin dan menggantikan pembangkit gas yang mahal untuk memenuhi permintaan puncak. Di Timur Tengah, Dubai Electricity and Water Authority telah memulai uji operasi di fasilitas Hatta berkapasitas 250 megawatt, pembangkit pertama semacam ini di kawasan Teluk. Dengan bendungan atas yang menampung 5,3 juta meter kubik air dan rumah pembangkit 60 meter di bawah tanah, fasilitas ini mendukung Strategi Emisi Karbon Nol Bersih Dubai 2050.
India mengembangkan proyek-proyek berskala besar untuk melengkapi armada tenaga surya dan anginnya yang berkembang pesat. Proyek Gandikota berkapasitas 1.800 megawatt di Andhra Pradesh akan menggunakan turbin pompa reversibel yang dipasok Andritz, sementara kompleks Pinnapuram milik Greenko menggabungkan tenaga surya 1.000 megawatt, tenaga angin 550 megawatt, dan penyimpanan pompa loop tertutup 1.200 megawatt, menjadikannya fasilitas pertama di India yang menggabungkan energi terbarukan dan penyimpanan di satu lokasi. Daftar proyek Australia mencakup Snowy 2.0, yang akan menambah kapasitas 2.000 megawatt melalui penggalian terowongan ant waduk, serta proyek Kidston di Queensland, yang mengubah bekas tambang emas menjadi fasilitas penyimpanan berkapasitas 250 megawatt.
Pablo Valverde, Wakil CEO Asosiasi Tenaga Air Internasional, menyampaikan kekagumannya atas kemajuan China.
Sangat menginspirasi melihat bagaimana sumber energi terbarukan yang pertama terus mencetak rekor baru, mendukung teknologi baru, dan menghasilkan solusi baru. Industri tenaga air terus berinovasi, dan kami menantikan kesempatan membawa delegasi internasional ke China untuk mempelajari lebih lanjut perkembangan terbaru di sana.
Poin-Poin Utama
- China melampaui target tenaga angin dan surya 2030 enam tahun lebih awal, dengan kapasitas mencapai 1.840 gigawatt pada akhir 2025. Hal ini menciptakan kebutuhan mendesak akan penyimpanan energi untuk mengatasi pasokan intermiten dan pembatasan produksi.
- Pembangkit listrik tenaga air pompa menggunakan kelebihan listrik untuk memompa air ke tempat yang lebih tinggi agar dapat dialirkan kembali melalui turbin saat dibutuhkan. Teknologi ini menyediakan lebih dari 90% penyimpanan energi jangka panjang global, dengan masa operasional 70 hingga 100 tahun.
- Pembangkit Fengning berkapasitas 3,6 gigawatt di Provinsi Hebei merupakan fasilitas penyimpanan pompa terbesar di dunia, sementara pembangkit Jurong di Jiangsu memiliki bendungan tertinggi, yakni 182,3 meter. Keduanya membuktikan teknologi ini dapat berfungsi bahkan di daerah datar.
- China mengoperasikan kapasitas penyimpanan pompa sebesar 62 gigawatt, dengan 89 gigawatt sedang dibangun. Negara itu menargetkan kapasitas 400 gigawatt pada 2035 untuk mendukung integrasi energi terbarukan.
- Para insinyur menyesuaikan teknologi ini untuk berbagai kondisi geografis, termasuk sistem eksperimental yang menggunakan air laut dan cekungan pesisir, serta pembangkit hibrida yang menggabungkan tenaga air konvensional dengan penyimpanan.
- Kekhawatiran terkait pengendalian mutu muncul di sejumlah proyek, termasuk fasilitas Yongan di Fujian, tempat penyelidikan menyoroti dugaan cacat konstruksi. Hal ini menunjukkan risiko dari pembangunan yang berlangsung cepat.
- Para pengembang di seluruh dunia tengah menggarap kapasitas penyimpanan pompa baru sebesar 570 gigawatt. China membangun lebih cepat daripada negara-negara Barat berkat proses perizinan yang lebih ringkas, sementara negara lain menghadapi proses persetujuan yang dapat berlangsung selama satu dekade.
