KemenRistekDikti dan harapan kebangkitan riset sel surya

Pasca diumumkannya Kabinet Kerja oleh Presiden Joko Widodo, publik segera mengenal sosok Prof. Muhammad Nasir, yang menjabat sebagai Rektor Universitas Dipenogoro, Semarang sebagai Menteri Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi. Kementrian yang dibawahinya memang merupakan gabungan antara Dirjen Perguruan Tinggi yang dahulunya di bawah Kementrian Pendidikan Nasional dengan Kementrian Ristek. Mengingat perguruan tinggi memang sangat identik dengan riset atau penelitian, penggabungan dua lembaga ini sangat beralasan. Tulisan ini sengaja hanya menyoroti satu dari sekian banyak tantangan yang dihadapi oleh KemenRistekDikti di bawah arahan Prof. Nasir. Satu yang saya maksud itu ialah perihal fungsi Ristek dari kementirian baru ini dalam mengeskplorasi dan mengadaptasi teknologi sel surya untuk Indonesia.

Bukan newbie

Jangan kira bahwa Indonesia termasuk yang newbie alias anak baru dengan teknologi sel surya. Jauh sebelum gebyah uyah energi terbaharukan menjangkiti masyarakat saat ini, Indonesia sebenarnya sudah merasakan sentuhan manis dan menjanjikan dari teknologi sel surya.

Sebagaimana sifat alamiah sel surya yang mampu menyediakan listrik untuk perumahan nyaris di setiap titik di kepulauan Nusantara, pemakaian sel surya diprioritaskan untuk penerangan desa (rural electrification) pada tahun 1988 di desa Sukatani, daerah Sukabumi, Jawa Barat. Program yang dinamakan Solar Home System (SHS) ini merupakan sebuah program pertama di Negara berkembang.yang dibangun atas kerjasama Indonesia-R&S Eindhoven Belanda, yang mengintegrasikan 85 SHS (Solar Home System) di mana setiap atap rumah penduduk terpasang sebuah modul sel surya lengkap untuk penerangan rumah tangga maupun penerangan jalan dan pemanfaatan televisi desa. Dewasa ini, telah terpasang lebih dari 25.000 SHS di 190 desa di wilayah timur Indonesia. Program yang –awalnya- sangat visioner ini berusaha untuk memberi akses listrik ke pelosok daerah terutama daerah yang terisolir jaringan listrik konvensional, semisal di pedalaman, pelosok desa, pulau terpencil hingga desa di daerah pegunungan. (Baca artikel lain : Menangkap cahaya di pedesaan).

Sukatani SHSGambar 1. Desa Sukatani, Sukabumi. Pilot project sel surya di pedesaan di Indonesia. Perhatikan sel surya pada tiang lampu penerangan di latar belakang. (Foto : Klaus Preiser, Frunhofer ISE Freiburg, Jerman dalam Luque dan Hegedus, Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, 2001, Hal.760)

Dengan tujuan yang serupa, program SHS di desa Sukatani tersebut kemudian diikuti dengan pilot project lain di daerah Nusa Tenggara Barat, memanfaatkan karakteistik daerah sepanjang Bali hingga Timor yang merupakan daerah dengan intensitas cahaya matahari tertinggi di Indonesia. Jika membaca hasil laporan program tersebut, sebenarnya hasilnya sangat menggembirakan. Pemanfaatan sel surya dapat mengatasi kebutuhan daerah pedalaman akan aliran listrik yang tidak dapat dipenuhi oleh distribusi listrik dari PLN. (Baca artikel lain : Menanti program insentif pemerintah dalam memasyarakatkan sel surya)

Galau menentukan pilihan

Kesan pribadi saya dari interaksi dengan peneliti Indonesia di kementrian dan lembaga penelitian terkait, agaknya kita terlalu terpaku pada kekhawatiran atau mungkin kegalauan yang berlebihan dalam memutuskan jenis „sel surya yang sesuai untuk dikembangkan di Indonesia“. Kegalauan mencari-cari jenis sel surya yang “sesuai” tersebut justru berujung pada tidak ada satu pun konsensus atau keputusan soal arah pengembangan sel surya yang benar-benar termanifestasi dalam bentuk penelitian yang sistematis apalagi komersialisasi hasil-hasil penelitiannya. Singkatnya, pengembangan dan riset sel surya di Indonesia masih sekedar sebuah wacana yang berumur 30 tahun.

Kegalauan kita memilih jenis sel surya yang wajib dikembangkan sebenarnya tidak perlu terjadi mengingat kita pernah menjadi pelopor dalam pemanfaatan sel surya untuk rural electrification. Persentuhan para peneliti Indonesia dengan sel surya jenis silikon sebenarnya sudah merupakan modal berharga dilihat dari aspek pengalaman mengoperasikan, merawat hingga menganalisa hasil dan performa sel surya terpasang. Dari titik ini, mustinya sel surya silikon harusnya sudah dikembangkan di tanah air yang meliputi, pembuatan wafer silikon, pembuatan sel dan asembli modul surya hingga analsis kulitas produknya. Bahkan tidak berlebihan jika kita harusnya sudah memiliki beberapa pabrik sel surya silikon mengingat pengalaman 30 tahun berinteraksi dengan sel surya.

Sebenarnya masih kurang jelas apa makna „sel surya yang sesuai“ di sini.

Ada banyak jenis sel surya dan kita dapat memahami seluruh jenisnya dengan memperhatikan Gambar 2 peta jalan efisiensi sel surya dari masa ke masa seperti yang diperbaharui per tahun oleh National Renewable Energy Laboratory (NREL) dari Departemen Energi AS. Versi lebih jelasnya dapat diunduh di NREL. (Baca artikel lain tentang ulasan Efisiensi sel surya dari masa ke masa).

https://i0.wp.com/www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg

Gambar 2 . Efisiensi sel surya dari masa ke masa. Pengeompokkan jenis sel surya didasarkan pada jenis material yang digunakan, semisal Silikon, GaAs, dan lapis tipis (thin films) seperti CIGS (CuInGaSe2), CdTe, DSSC, sel surya organik, Cu2ZnSnSSe4 (CZTSSe)  dan perovskite. (Sumber : NREL.)

Mengingat Indonesia tidak memiliki problem dengan akses mendapatkan cahaya matahari sepanjang tahun, dapat dikatakan bahwa semua jenis sel surya yang tengah dikembangkan di dunia penelitian seperti yang ada pada Gambar 1 di atas pasti memeliki potensi bekerja dengan baik di Indonesia. Dan jika mempertimbangkan proses pembuatan sel surya, semua jenis sel surya memiliki plus-minus masing-masing mulai dari segi biaya pembuatan, harga material hingga proses karakterisasi dan pengukuran sel. Sehingga sangat sukar mengukur kata „sesuai“ dari pertimbangan di atas karena pada prinsipnya, teknologi itu bersifat universal yang tentu saja dapat dikembangkan siapa pun juga tanpa perlu memusingkan faktor geografis.

Kemudian kita terjebak pada kata sel surya „murah“ untuk mengartikan kata sel surya yang sesuai untuk dikembangkan di Indonesia. Memang dengan segala keterbatasan kita dalam soal dana penelitian, istilah berupa teknologi yang „murah“ terasa sangat provokatif. Semisal murah dalam pembuatan, murah bahan materialnya dan sebagainya.

Namun sayangnya, tidak ada sel surya yang benar-benar „murah“ wa bil khusus dari perspektif proses produksi maupun penelitian. Level teknologi yang dipakai dalam membuat sel surya silikon misalnya, sama dengan level teknologi untuk membuat microchip sebuah komputer alias sama-sama rumit dan membutuhkan investasi yang serius. Sejatinya, ukuran “murah” dari sel surya ialah sel surya yang mampu menyentuh harga psikologis USD 1/Watt, harga di mana sel surya mampu berkompetisi dengan listrik yang dihasilkan dari sumber pembangkit kistrik lain yang sudah lebih dulu ada yan lebih murah saat ini semisal PLT Air, PLT Batu Bara, PLT Gas dan PLT Nuklir. Harga sel surya saat ini masih pada kisaran  USD 1,5 – 2/ Watt. Harga ini ialah harga yang berlaku universal untuk segala jenis sel surya. Artinya, apapun jenis dan teknologi sel surya yang dibidik untuk digeluti, semua memiliki tantangan yang sama, yakni bagaimana dapat menyentuh harga di bawah USD 1/Watt. Untuk itu, para peneliti tengah disibukkan dengan eksplorasi mencari alternatif lain dari aspek-aspek yang melambungkan harga sel surya semisal pencarian proses alternatif, penggantian material dengan material lain, pengurangan jumlah material pada sel surya, membuat sel surya dengan performa yang lebih baik, dan lain sebagainya.

Atau mungkin sel surya yang sesuai itu ialah sel yang diproses memanfaatkan sumber daya mineral Indonesia. Tapi rasanya tidak pas juga berhubung tidak ada sel surya yang tersusun dari mineral yang hanya ada di lokasi geografis tertentu. Hampir semua material penyusun sel surya terdistribusi di kulit bumi. Mungkin pengecualian ada pada Indium (In) yang sebagian besar ditambang dan dimurnikan di China. Namun dikarenakan In secara alamiah terdapat sebagai bawaan pada bijih seng (Zn), mestinya In terdapat pula di pertambangan Zn di Indonesia semisal di Sulawesi. Silikon pun tidak eksklusif hanya ada di Indonesia saja. Pasir silika atau SiO2 sebagai sumber utama Si untuk sel surya dan semikonduktor mudah didapat di kulit bumi mengingat Si merupakan salah satu unsur terbanyak di bumi setelah oksigen. Sekali lagi, menisbatkan istilah “sesuai” tidak dapat ditujukan kepada keunikan mineral yang dipunyai Indonesia. (Baca artikel lain tentang pengolahan silikon untuk sel surya).

Dari beberapa argumen yang saya tulis di atas, dapat ditekankan bahwa semua sel surya cocok untuk masyarakat di pelosok Nusantara sehingga sesuai untuk menjadi topik penelitian untuk kemaslahatan rakyat Indonesia. Namun faktanya berkata lain; 30 tahun interaksi dengan sel surya namun masih galau menentukan jenis sel surya apa yang harus dikembangkan di Indonesia merupakan sebuah kemunduran. Hanya tInggal pilih satu atau beberapa jenis untuk dikembangkan, konsisten meneliti dan kita lihat hasilnya kemudian.

Saatnya bekerja (lebih) nyata

Sejauh ini, beberapa jenis sel surya sudah sempat diteliti di Indonesia, di antaranya lapis tipis amorphous silikon (ITB) dan crystalline silikon (LIPI), dye-sensitized solar cell (DSSC) (BPPT). Belum termasuk segala jenis simulasi, karakterisasi atau analisa performa dari sel surya yang tersebar di pelbagai lembaga penelitian dan universitas. Dalam skala yang lebih kecil, sempat saya temui publikasi-publikasi ilmiah yang mengkaji jenis lain dari sel surya, semacam CuInSe2 (UGM), perovskite (ITB) atau sel surya organic/polimer (ITB). Dan riset-riset tersebut di atas ada yang sudah berlangsung lebih dari 10 tahunan. Ditambah lagi dengan para peneliti atau mahasiswa doktoral Indonesia yang tengah menggeluti sel surya di luar negeri, seperti di Fraunhofer Institute of Solar Energy Jerman (sel surya organik), University of Melbourne Australia (silikon), IBM Thomas J. Watson Amerika (Cu2ZnSnSSe4), KIST Korea (Cu2ZnSnS4) atau Osaka University (Cu2ZnSnS4) Jepang yang kesemuanya menunjukkan bahwa peneliti dan civitas academia Indonesia aktif terus memberi banyak kontribusi untuk dunia penelitian sel surya.

Lantas jika ada hal yang menjadi penghambat mengapa riset (dan pemanfaatan) sel surya di Indonesia jalan ditempat, bisa jadi ada pada ketiadaan momen untuk membangun arus besar penelitian sel surya yang lebih terarah dengan target yang ambisius namun cukup realistis untuk dicapai. Momen tersebut sebenarnya dapat dibangun secara sistematis melalui pencanangan sebuah program penelitian skala nasional untuk riset sel surya meniru keberhasilan program-program serupa yang terbukti berhasil di negara-negara Jepang, EU dan saat ini AS.

Misalnya, NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) Jepang pada tahun 1974-an mencanangkan program “Sunshine Project” yang memanggil sebanyak mungkin proposal-proposal penelitian terbaik untuk kemudian diberi pendanaan guna membangun riset sel surya. Semua pihak yang berpotensi mewujudkan  Sun Shine Project diundang untuk mewujudkan ambisi ini, mulai dari universitas sebagai gudangnya ilmu-ilmu dasar, lembaga penelitian untuk pembuatan prototip, hingga industri untuk kajian potensi komersialisasi sel surya. Kesuksesan “Sunshine Project” dilanjutkan dengan “New Shunsine Project” sejak 1993 dengan aktor utama Kementrian Perdagangan Internasional dan Industri (MITI). Targetnya sangat ambisius; mewujudkan kultur riset dan pengembangan di bidang sel surya dan merealisasikan 4.6 GW sel surya terpasang di tahun 2010. Tanpa perlu dituliskan secara lebih detail fakta dan angka keberhasilan program ini, kenyataan saat ini bahwa Jepang yang merupakan salah satu pemimpin riset dan industri sel surya cukup merangkum kesukesan program yang di bangun sejak era 70-an.

Bagaimana dengan negara-negara di Eropa? Melihat karakteristik komunitas Eropa yang terpecah menjadi negara yang kecil-kecil, maka riset kolaborasi antar negara anggota EU menjadi pilihan satu-satunya untuk mengarahkan sumber daya intelektual mereka, termasuk dalam riset sel surya. Tercatat banyak sekali program khusus untuk bidang sel surya di bawah Komisi Eropa, Solar ERA Net khusus untuk teknologi yang berkaitan dengan tenaga matahari, M-ERA NET khusus untuk material sel surya, atau yang lebih besar lagi ialah program riset di bawah payung besar dengan support dana sebesar EUR 50 Milyar, yakni 7th Framework Programme for Research and Technological Development yang disingkat FP7. Sejak 2014, FP7 ini disambung dengan program EU yang baru berupa Horizon 2020 dengan misi yang kurang lebih sama. Semua program ini bertujuan untuk mendorong riset termasuk riset sel surya secara sistematik yang melibatkan tidak hanya pihak universitas, namun juga lembaga riset hingga industri. Program-progam ini berusaha mewujudkan Eropa yang lebih bersih di tahun 2020; (i) pengurangan emisi CO2 sebesar 20 % dari level CO2 tahun 1990, (ii) penggunaan energi terbaharukan hingga 20 % dari total pemakaian energi dan (iii) peningkatan efisiensi pemakaian energi sebesar 20 % yang terkenal dengan „20-20-20 Targets“.

Di belahan bumi lain, AS sebenarnya relatif lebih “lambat panas” dibandingkan negara lain yang memimpin bidang sel surya semisal Jerman dan Jepang. Baru sekitar dua tahun ini AS mendorong sumber daya nya untuk menyukseskan program “Sun Shot” yang cukup ambisius mengejar ketertinggalan mereka di bidang ini. Istilah Sun Shot sendiri menjiplak program Moon Shot yang berambisi “mengirimkan manusia ke bulan dan membawanya pulang kembali dengan selamat”. Program Moon Shot sendiri berjalan dengan sangat sukses dan menjadi sejarah. Sun Shot ini memiliki target ambisius lainnya : membawa harga sel surya lebih rendah dari USD 1 / Watt, dengan pelbagai cara. Inspirasi dari Moon Shot ini lah yang dicoba ditularkan ke kalangan riset dan industri sel surya dan ke depannya, kita tinggal menunggu saja hasil-hasil heboh dari mereka.

Terlihat di sini bahwa seluruh program pengembangan sel surya di banyak negara selalu melewati sebuah program khusus, sistematis, terencana, disertai dengan dana penelitian yang memadai dan juga yang tidak kalah pentng; “ambisius”. Dan kesamaan dari seluruh program riset di atas didukung penuh atau dimulai oleh pemerintah melalui lembaga atau kementrian yang bersinggungan, entah dengan kementrian energi, pendidikan, sains atau teknologi.

Pembuatan program riset bidang sel surya tersebut jauh lebih mulia ketimbang berlama-lama dan mengulang-ulang mengadakan seminar, pertemuan, rapat koordinasi antarinstansi, berkali-kali kunjungan kerja ke luar negeri, talk show atau aneka acara seremonial klise lain yang bertemakan “peran sel surya dalam pembangunan” dsb. Dengan mencontoh negara yang sukses dalam sel surya, maka yang perlu dilakukan hanya membuat program „call for proposal“ untuk penelitian sel surya berjangka waktu 7 – 10 tahun, lengkap dengan support dana penelitiannya. Call for proposal yang dituangkan dalam sebuah program nasional -terserah kita namakan apa- dibuka tidak hanya untuk instansi penelitian-akademik, namun juga untuk industri kecil-menengah, perusahaan start-up dan industri besar melalui pola kolaborasi riset. Biarkan masing-masing kelompok riset menentukan topik dan jenis sel surya yang hendak dikembangkan sesuai dengan minat dan kemampuan masing-masing. Dalam 7 atau 10 tahun, pasti akan ada hasil yang positif. Yakin.

Dipandang dari perspektif riset, maka KemenRistekDikti memiliki peran yang sangat besar dalam merealisasikan program tersebut. Membuat sebuah momen untuk mengembangkan sel surya plus mengarahkan sumber daya perguruan tinggi untuk menyumbangkan tenaga secara jauh lebih riil. Ini akan lebih baik jika ditunjang dengan mengarahkan beasiswa lebih fokus ke pengembangan riset di dalam negeri dengan menawarkan beasiswa S3 di bidang ini. Insan penelitian di Indonesia akan hidup dan bergairah mendapatkan dua program sekaligus meski terpisah; program penelitian skala nasional dari MenRistekDikti dan program beasiswa dari –misal LPDP- yang merekrut generasi dengan otak brilian untuk pengembangan ilmu di dalam negeri.(Baca artikel lain : Mempertimbangkan pemberian beasiswa ke luar negeri).

Hal ini akan menjadi jauh lebih efektif jika dibandingkan dengan apa yang terjadi saat ini. Tiap lembaga penelitian atau universitas cenderung menggarap penelitian sel surya berbekal sumber dana masing-masing. Sebagai contoh, dana hibah penelitian dari sumbangan alumni universitas ybs, dana riset mandiri dari pengelolaan keuangan universitas atau hibah bersaing Dikti dan sebagainya. Penelitian yang dilakukan mengandalkan program hibah seperti itu tidak dapat memberi jaminan terhadap keberlangsungan sebuah riset, bersifat lokal insidental dan sendiri-sendiri, jauh dari kata mencapai kemanfaatan secara nasional. Dan sifatnya pun terksan sporadis tanpa arah yang jelas, selain hanya ingin menigkatkan kuantitas aktifitas penelitian di institusi masing-masing agar penelitian tidak stagnan.

Dengan digabungnya Dikti dengan Ristek, kita banyak berharap agar lembaga baru ini melahirkan sebuah momen program gerakan besar untuk menggarap penelitian (dan pemanfaatan) sel surya yang lebih nyata.

Selamat bekerja untuk Menteri dan Kementrian baru.

1 Comment

Filed under Blog, Opini

One response to “KemenRistekDikti dan harapan kebangkitan riset sel surya

  1. Amuddin

    Selamat kepada Bpk Menteri Pendidikan Tinggi dan Ristek yg perduli terhadap energi surya sebagai energi terbarukan yang akan eksis untuk kemakmuran masyarakat kedepan, kami sangat mendukung dan kami siap untuk melakukan penelitian dan pengembangan, trimss..

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 )

Twitter picture

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

Facebook photo

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

Google+ photo

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

Connecting to %s