Geothermal Cooling & AI: Peluang Baru Energi Indonesia

AI untuk Sektor Energi Indonesia: Transisi Berkelanjutan••By 3L3C

Hawaii membuktikan geothermal cooling bisa menekan beban AC dan biaya listrik. Indonesia bisa melangkah lebih jauh dengan potensi panas bumi dan AI untuk optimasi jaringan.

geothermal coolingAI energipanas bumi dangkaloptimasi jaringan listrikpendingin gedungtransisi energi indonesia
Share:

Tekanan Listrik Naik, Kebutuhan Pendingin Meledak

Di kota-kota besar Indonesia, beban listrik siang hari sekarang didominasi oleh AC. Di beberapa sistem distribusi, puncak beban bisa lebih dari 40% dipicu pendinginan gedung. Ini yang bikin jaringan gampang “nge-drop” saat siang terik, terutama di musim kemarau panjang.

Di saat yang sama, Indonesia duduk di atas salah satu potensi panas bumi terbesar di dunia. Ironisnya, panas bumi lebih sering dibahas sebagai pembangkit listrik, bukan sebagai sumber pendinginan yang justru bisa mengurangi beban listrik itu sendiri.

Laporan terbaru di Hawaii menunjukkan hal menarik: geothermal cooling (pendinginan berbasis panas bumi dangkal) bisa jadi solusi praktis untuk pulau tropis dengan beban pendingin tinggi. Kalau Hawaii bisa, Indonesia sebenarnya punya peluang lebih besar lagi. Kuncinya: integrasi desain teknis yang tepat, kebijakan pembiayaan yang cerdas, dan AI untuk optimasi operasi serta perencanaan jaringan.

Tulisan ini membedah pelajaran dari Hawaii, lalu menerjemahkannya ke konteks Indonesia dalam kerangka seri “AI untuk Sektor Energi Indonesia: Transisi Berkelanjutan”.

Apa yang Bisa Kita Pelajari dari Studi Geothermal Cooling di Hawaii

Inti temuan di Hawaii sederhana: pendinginan berbasis panas bumi dangkal (shallow geothermal) layak secara teknis dan ekonomis di area dengan batuan vulkanik permeabel dan aliran air tanah yang kuat. Kondisi ini sangat mirip dengan banyak wilayah di Indonesia, dari Jawa Barat sampai Nusa Tenggara.

Para peneliti dari University of Hawaii dan Lawrence Berkeley National Laboratory menganalisis potensi ground heat exchanger (GHE) di Pulau Oahu, dengan fokus pada gedung ber-beban pendingin tinggi seperti Stan Sheriff Center (arena olahraga kampus). Mereka memetakan:

  • Permeabilitas tanah dan batuan
  • Kedalaman dan aliran air tanah
  • Area yang dibatasi karena perlindungan air baku
  • Calon pengguna besar: sekolah, fasilitas militer, gedung publik

Hasilnya: banyak area pesisir Oahu sangat cocok untuk sistem pendinginan geothermal tertutup (closed-loop). Sistem ini memakai pipa tertanam di tanah dengan fluida yang bersirkulasi, memindahkan panas dari gedung ke tanah.

Kalimat praktisnya: di Hawaii, tanah dan air bawah tanah bekerja seperti "chiller raksasa" yang stabil, selama didesain dengan benar.

Ini relevan untuk Indonesia, terutama di pulau-pulau dengan sistem kelistrikan terpisah (Nusa Tenggara, Maluku, Papua) yang sulit mengandalkan pembangkit fosil mahal dan suplai BBM yang tidak stabil.

Cara Kerja Geothermal Cooling & Kenapa Cocok untuk Negara Tropis

Jawabannya: tanah punya suhu yang jauh lebih stabil dibanding udara, dan itu emas untuk sistem pendingin.

Dua tipe utama sistem GHE

  1. Open-loop

    • Air tanah dipompa dari sumur, melewati heat exchanger, lalu dikembalikan ke tanah.
    • Efektif bila air tanah cukup dingin dan aliran kuat.
    • Tantangan: izin lingkungan, kualitas air, potensi dampak ke air baku.

  2. Closed-loop

    • Pipa tertutup berisi fluida (biasanya air + aditif) ditanam di bawah tanah (vertikal atau horizontal).
    • Fluida menyerap panas dari gedung dan membuangnya ke tanah lewat konduksi.
    • Lebih aman dari sisi kualitas air, tapi sangat bergantung pada sifat termal tanah dan aliran air bawah tanah untuk menghilangkan panas jangka panjang.

Di wilayah tropis seperti Hawaii dan Indonesia, kebutuhan pendinginan jauh lebih besar daripada kebutuhan pemanasan. Artinya, sistem akan menambah panas ke tanah secara terus menerus. Tanpa aliran air tanah yang cukup untuk “menyapu” panas tersebut, suhu sekitar pipa akan naik dan performa sistem turun.

Studi di Hawaii menunjukkan:

  • Tanpa aliran air tanah, sistem bekerja baik di tahun pertama, lalu performa turun karena penumpukan panas.
  • Dengan aliran air tanah yang realistis, sistem bisa beroperasi baik setidaknya selama 10 tahun tanpa degradasi performa signifikan.

Ini poin penting untuk Indonesia: geologi vulkanik + akuifer produktif di banyak kawasan (misalnya kaki gunung api di Jawa, Sumatra, Bali, NTB, NTT) sangat potensial untuk model yang sama.

Menghubungkan Pelajaran Hawaii ke Indonesia

Konteks Hawaii dan Indonesia punya banyak kemiripan kunci:

  • Sama-sama negara/pulau tropis dengan dominasi beban pendingin.
  • Sama-sama punya aktivitas vulkanik dan akuifer permeabel.
  • Sama-sama menghadapi biaya listrik tinggi di pulau-pulau dengan sistem terisolasi.

Perbedaannya, Indonesia justru punya skala dan potensi yang jauh lebih besar:

  • Cadangan panas bumi Indonesia diperkirakan lebih dari 23 GW potensi listrik, sementara hanya sebagian kecil yang sudah termanfaatkan.
  • Di luar pembangkit, geothermal low temperature (20–40 °C di bawah permukaan) hampir belum tersentuh untuk sektor bangunan.

Sektor yang cocok jadi “Hawaii versi Indonesia”

Bila meniru pendekatan pemetaan Oahu, kandidat kuat di Indonesia antara lain:

  • Kampus besar: UI, ITB, UGM, ITS, kampus negeri lain dengan gedung besar dan lahan luas.
  • Rumah sakit rujukan dan RS pendidikan dengan operasi 24/7.
  • Bandara dan pelabuhan di wilayah vulkanik (contoh: Lombok, Manado, Kupang).
  • Kawasan industri dan kawasan ekonomi khusus di daerah dengan batuan vulkanik.

Pendekatannya mirip Hawaii:

  1. Susun peta favorabilitas geothermal cooling dengan data geologi, permeabilitas tanah, kedalaman air tanah, dan zona lindung air baku.
  2. Overlay dengan peta konsentrasi beban pendingin (kawasan komersial, kampus, bandara, RS, data center).
  3. Pilih beberapa lokasi percontohan untuk studi teknis dan ekonomi mendalam.

Kalau dilakukan serius, Indonesia bisa mengurangi konsumsi listrik untuk pendinginan di gedung-gedung besar hingga 30–50% dibanding sistem AC konvensional, tergantung desain dan kondisi lokal.

Di Mana AI Berperan? Dari Desain Sampai Operasi Harian

Banyak orang mengira AI hanya soal prediksi harga atau chatbot. Di konteks geothermal cooling dan jaringan listrik, AI justru bisa jadi “otak” yang membuat investasi mahal ini benar-benar efisien.

1. AI untuk desain & pemetaan awal

Sebelum satu meter pun pipa ditanam, kita butuh jawaban: lokasi mana yang paling layak? Seberapa dalam harus mengebor? Berapa banyak borehole yang optimal?

AI bisa membantu di sini dengan:

  • Menggabungkan data geologi, hidrologi, dan penggunaan lahan ke dalam model spasial: citra satelit, data DEM, peta geologi, sumur bor eksisting.
  • Melatih model untuk memprediksi zona dengan aliran air tanah tinggi dan konduktivitas termal baik.
  • Menghasilkan peta favorabilitas geothermal cooling otomatis untuk satu provinsi atau satu pulau.

Hawaii memakai pendekatan GIS multi-layer manual. Indonesia bisa melompat lebih jauh dengan model AI geospasial untuk mempercepat pemetaan ribuan km².

2. Prediksi beban pendingin dan manajemen permintaan

Geothermal cooling paling efektif bila sistem tahu kapan beban tinggi akan datang dan bagaimana mengatur operasi agar tidak membebani jaringan di jam puncak.

AI bisa:

  • Memprediksi beban pendingin harian dan musiman berdasarkan cuaca, pola hunian, dan data historis.
  • Mengatur operasi pompa, chiller cadangan, dan sistem pendukung lain agar puncak beban listrik bergeser ke jam yang lebih “ringan”.
  • Mengintegrasikan dengan sistem manajemen energi gedung (BEMS) yang juga mengontrol pencahayaan, ventilasi, dan penggunaan alat lain.

Dalam konteks sistem kelistrikan pulau, ini langsung mendukung optimasi jaringan listrik dan mengurangi kebutuhan PLTD mahal.

3. Optimasi operasi borefield & kesehatan sistem

Sistem GHE bekerja di bawah tanah. Sulit dipantau secara langsung. Di sinilah AI berguna:

  • Menganalisis data suhu masuk–keluar fluida dan konsumsi energi pompa untuk mendeteksi indikasi penumpukan panas dini.
  • Mengidentifikasi pola operasi yang menyebabkan degradasi performa, lalu menyarankan penyesuaian (misalnya rotasi penggunaan antar-borehole).
  • Memprediksi kebutuhan perawatan pompa dan komponen mekanik (predictive maintenance) sebelum terjadi kerusakan.

Hasil akhirnya: COP (coefficient of performance) sistem tetap tinggi selama bertahun-tahun dan biaya operasional turun.

Tantangan Nyata & Cara Menghadapinya di Indonesia

Geothermal cooling bukan obat mujarab. Ada beberapa tantangan yang harus dihadapi secara jujur.

1. Biaya awal tinggi

Pengeboran borehole, studi geologi, dan instalasi sistem undergound jelas tidak murah. Tapi studi seperti di Hawaii menunjukkan bahwa:

  • Penurunan konsumsi listrik pendingin selama masa hidup sistem bisa menutup investasi awal.
  • Skema pembiayaan jangka panjang (misalnya 15–20 tahun) membuat arus kas tahunan jauh lebih ringan.
  • Bila digabung dengan tarif listrik industri/komersial yang terus naik, payback period bisa cukup menarik.

Untuk Indonesia, ini cocok dijadikan skema green financing atau proyek ESCO (Energy Service Company) yang dibayar dari penghematan energi.

2. Regulasi air tanah & perlindungan lingkungan

Studi Hawaii menegaskan bahwa area dengan air baku dan zona lindung tidak boleh dijadikan lokasi open-loop. Indonesia juga harus tegas di sini:

  • Open-loop hanya diizinkan di area yang bukan zona lindung air minum dan dengan studi hidrogeologi yang matang.
  • Closed-loop diprioritaskan di area sensitif, dengan desain yang meminimalkan risiko kebocoran fluida.
  • Proses AMDAL perlu menyesuaikan dengan karakteristik sistem panas bumi dangkal yang berbeda dari panas bumi listrik.

3. Penerimaan sosial & budaya

Di Hawaii, aspek budaya dan pandangan masyarakat tentang tanah dan air sangat diperhatikan. Indonesia juga punya kearifan lokal dan nilai spiritual terkait gunung dan sumber air.

Solusi yang sehat:

  • Melibatkan komunitas lokal sejak tahap pemetaan awal.
  • Menjelaskan bahwa geothermal cooling bukan pembangkit listrik panas bumi dalam yang berpotensi menimbulkan kekhawatiran seperti gempa terinduksi, melainkan sistem dangkal yang relatif jinak.
  • Mengaitkan proyek dengan manfaat langsung: kenyamanan termal, tagihan listrik turun, dan keandalan listrik lebih baik.

AI bisa bantu di sini melalui simulasi visual dan dashboard interaktif yang memperlihatkan dampak energi dan lingkungan secara mudah dipahami masyarakat.

Langkah Praktis: Dari Ide ke Proyek Percontohan di Indonesia

Untuk pembaca yang berada di utilitas listrik, kementerian, kampus, atau pengelola gedung besar, berikut pendekatan yang menurut saya masuk akal:

  1. Identifikasi 3–5 lokasi percontohan

    • Pilih di wilayah vulkanik dengan beban pendingin besar: kampus besar, RS, bandara, data center.
    • Pastikan ada ruang lahan untuk borefield.

  2. Bangun konsorsium teknis & pendanaan

    • Utility lokal, pengelola gedung, pengembang teknologi, kampus teknik/geologi, dan lembaga pembiayaan hijau.
    • Sertakan tim AI/data dari awal, bukan belakangan.

  3. Lakukan studi kelayakan terpadu

    • Pemetaan geologi + pemodelan hidrogeologi.
    • Simulasi teknis GHE (open/closed loop).
    • Model ekonomi dengan opsi pembiayaan jangka panjang.
    • Skenario optimasi dengan AI untuk prediksi beban dan operasi.

  4. Implementasi + sistem kontrol berbasis AI

    • Integrasikan sensor suhu, aliran, dan konsumsi energi ke sistem manajemen energi.
    • Gunakan model AI untuk mengatur operasi harian dan meminimalkan beban puncak jaringan.

  5. Dokumentasikan dan replikasi

    • Publikasikan hasil penghematan energi, dampak ke jaringan, dan respon pengguna.
    • Skala ke kampus lain, RS lain, dan kawasan industri.

Bila 3–5 proyek ini berhasil, geothermal cooling bisa masuk ke RUPTL, RUEN, dan standar desain gedung hijau sebagai opsi utama di daerah vulkanik.

Menyatukan AI & Geothermal dalam Transisi Energi Indonesia

Geothermal selama ini di Indonesia terlalu dipersempit jadi soal pembangkit listrik. Padahal, pendinginan berbasis panas bumi dangkal bisa mengubah cara kita merancang gedung, mengelola beban puncak, dan menata jaringan listrik pulau-pulau kecil.

Hawaii sudah menunjukkan bahwa dengan pemetaan geologi yang rapi dan model ekonomi yang realistis, geothermal cooling itu bukan konsep futuristik, tapi proyek yang bisa didesain dan dihitung angkanya sekarang. Indonesia punya lebih banyak gunung api, lebih banyak kampus besar, lebih banyak kota pesisir panas. Kesempatannya jauh lebih besar.

Peran AI di sini jelas:

  • Membuat pemetaan dan desain lebih cepat dan akurat.
  • Mengoptimasi operasi sistem pendingin agar sinkron dengan optimasi jaringan listrik dan prediksi permintaan energi.
  • Memberi transparansi data ke pengambil kebijakan dan masyarakat.

Kalau Anda sedang merancang strategi dekarbonisasi perusahaan, R&D universitas, atau roadmap utilitas, geothermal cooling + AI layak masuk tiga besar prioritas eksplorasi. Bukan hanya untuk mengejar target emisi, tapi juga untuk membuat jaringan listrik Indonesia lebih dingin bebannya, lebih stabil operasinya, dan lebih murah biaya jangka panjangnya.

🇮🇩 Geothermal Cooling & AI: Peluang Baru Energi Indonesia - Indonesia | 3L3C