Setiap harinya, ada ratusan perjalanan kereta api dengan mengangkut puluhan ribu penumpang melintasi jaringan rel terutama di Pulau Jawa. Gerbong-gerbong itu ditarik oleh lokomotif diesel dengan gelegar deru mesin yang khas mengungguli suara apapun yang ada di sekitarnya, lengkap dengan kepulan asap membumbung dari ruang bakar mesin lokomotif.
Pekatnya asap yang dihasilkan juga menunjukkan zaman yang bergerak, dari mulai era kereta uap masa kolonial berciri gumpalan kolom asap tebal hingga kereta api diesel di era 1950-an sampai kini dengan ciri kepulan asap hitam yang muncul terutama saat tarikan beban awal.
Sementara itu, suhu bumi terus menunjukkan peningkatan dampak dari pemanasan global. Per dekade kenaikannya berkisar 0,2 sampai 0,3 derajat celcius, dan kenaikan satu derajat saja sudah mampu mengubah segalanya menjadi bencana besar bagi umat manusia. Kekhawatiran itu telah menjadi perhatian besar selama satu dekade terakhir. Jejak emisi mesin berbahan bakar fosil adalah penyumbang besar dari memanasnya planet ini.
Di sinilah kereta api diesel mulai dilirik untuk diarahkan bergerak ke arah yang lebih hijau. Memang bila dibandingkan dengan transportasi berbasis energi fosil lainnya, kereta api diesel masih menyumbang emisi karbon yang rendah. Data resmi Kereta Api Indonesia (KAI) menyebut emisi perjalanan kereta berada sekitar 15–40 gram CO₂/penumpang-km. Bandingkan dengan emisi kendaraan pribadi yang mencatat sekitar 120–250 gram CO₂/penumpang-km, tentunya sangat jauh.
Lalu bagaimana sebenarnya wajah kereta api sebagai transportasi publik di negara-negara maju? Upaya dekarbonisasi transportasi perkeretaapian umumnya tidak dilakukan dengan mempertahankan mesin diesel sebagai teknologi utama, melainkan melalui kombinasi elektrifikasi jaringan, penggunaan kereta berbasis baterai, teknologi hidrogen, serta sistem hibrida sebagai solusi pada jalur yang belum atau sulit dielektrifikasi.
Di Eropa, sekitar 58% jaringan rel telah terelektrifikasi dan sekitar 80% lalu lintas kereta berlangsung pada jaringan listrik. Sementara pada jalur yang tidak memiliki elektrifikasi, kereta diesel masih digunakan. Kondisinya berbeda dengan di Indonesia. Sebagian besar jaringan rel kereta api masih belum dialiri listrik. Di titik inilah persoalan besar bertemu peluang yang tak kalah kolosal.
Gagasan besar itu berangkat dari bagaimana membuat kereta tetap efisien dan rendah emisi di jalur non-elektrifikasi, tanpa juga terus-menerus bergantung pada teknologi impor untuk mewujudkannya. Jawaban yang tengah dirintis sejak 2022 adalah proyek inovasi propulsi hybrid kereta diesel yang berisi kombinasi baterai, fuel cell, dan komponen sistem kendali energi lainnya yang dirancang, dikembangkan, hingga diuji oleh enam perguruan tinggi Indonesia bersama PT INKA (Persero).
Ini bukan proyek riset biasa. Melibatkan enam kampus top nasional seperti Universitas Indonesia (UI), Universitas Gadjah Mada (UGM), Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Universitas Sebelas Maret (UNS), Universitas Brawijaya (UB), dan Universitas Muhammadiyah Yogyakarta (UMY). Masing-masing mulanya menjalankan riset mandiri yang berkaitan dengan inovasi berbagai komponen kereta selama empat tahun terakhir. Mereka juga tidak saling berkoordinasi atau berkaitan secara resmi, tetapi disatukan oleh sumber pendanaan dan program yang sama, yaitu Riset Inovatif Produktif Lembaga Pengelola Dana Pendidikan (RISPRO LPDP).
Akumulasi total pendanaan LPDP kepada enam kelompok riset di perguruan tinggi tersebut mencapai lebih dari Rp18,5 miliar. LPDP kemudian bertindak menggabungkan berbagai riset terkait inovasi kereta itu ke dalam proyek konsorsium dengan PT Industri Nasional Kereta Api (INKA) sebagai mitra sekaligus yang mengorkestrasi terciptanya output besar berupa propulsi kereta hybrid.
PT INKA adalah mitra industri yang sangat tepat untuk bisa mengkonversi hasil penelitian ini menjadi wujud nyata propulsi kereta hybrid. Triaji Widi Atmojo selaku General Manager Engineering Development Center PT INKA menjelaskan bahwa teknologi propulsi hybrid menjadi salah satu alternatif transportasi hijau untuk kereta yang beroperasi di jalur non-elektrifikasi.
“Peran INKA saat ini adalah bagaimana memastikan masing-masing riset dari enam perguruan tinggi ini bisa bersinergi, bisa berfungsi secara satu sistem,” kata Triaji Widi Atmojo selaku General Manager Engineering Development Center PT INKA saat ditemui di ruang kerjanya.
LPDP kemudian bertindak menggabungkan berbagai riset terkait inovasi kereta itu ke dalam proyek konsorsium dengan PT Industri Nasional Kereta Api (INKA) sebagai mitra sekaligus yang mengorkestrasi terciptanya output besar berupa propulsi kereta hybrid.
Pada pertengahan Agustus 2026 kemarin, Program Riset dan Integrasi Sistem Propulsi Hybrid PT INKA ini memasuki babak akhir program pendanaan dan dilangsungkan monitoring dan evaluasi dengan memanggil para ketua riset dari masing-masing perguruan tinggi termasuk dari perwakilan tuan rumah PT INKA sendiri.
Hadir pula dua reviewer senior yaitu Prof. Dr. Ir. Tumiran, M.Eng. seorang akademisi dan pakar bidang energi, khususnya kebijakan dan sistem energi sekaligus Guru Besar Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada (UGM). Kedua adalah Dr. Ir. Agus Puji Prasetyono, M.Eng. yang menjabat sebagai Chairman Global Institute for Nuclear Energy and Sustainable Technology (GINEST) di Institut Teknologi PLN (ITPLN).
Enam Kampus, Satu Arsitektur
Setiap perguruan tinggi memegang satu keping dari arsitektur propulsi hybrid itu. UNS mengembangkan modul dan pack baterai lithium ferro phosphate 20 kWh berikut sistem manajemennya (BMS). ITS menggarap fuel cell berbasis hydrogen, UGM merancang static inverter berbasis SiC, UB mengerjakan PWM rectifier dan DC-DC converter untuk sistem traksi, UMY membangun battery charger, sementara UI menyumbang komponen Hydraulic/Hardware Control Unit (HCU) yang menjadi otak pengendali sekaligus VVVF inverter.
Dr. Sutarsis, S.T., M.Sc. selaku Kepala Departemen Teknik Material dan Metalurgi ITS sekaligus Ketua Tim Periset Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) saat diwawancarai mengatakan bahwa teknologi fuel cell berbasis hidrogen adalah mesin konversi yang ramah lingkungan yang mengkonversi energi hidrogen menjadi listrik.
Dari sisi pengujian stand alone, Sutarsis mengaku timnya sudah berhasil menjalankan dengan sempurna. Kini proses selanjutnya adalah pengujian integrasi dari hasil masing-masing periset lainnya. Komunikasi antarperalatan yang dikembangkan enam perguruan tinggi telah berjalan. Sistem juga sudah mampu melakukan power sharing antara tiga sumber energi.
“Karena targetnya adalah ada tiga sumber energi, ada diesel, kemudian baterai dan fuel cell. Tentu karena hybrid ketiga power source ini harus mampu untuk melakukan power sharing, dan itu sudah kami lakukan.” ujar pria yang menempuh PhD di National Central University di Taiwan ini.
Penguasaan Teknologi itu Mahal, Tapi Efek Domino Masif
Sejak awal, RISPRO LPDP memang dirancang agar pendanaan penelitian mampu mendorong hasil riset hingga menjadi produk yang dapat dihilirkan. Dan menguasai teknologi tidak pernah sesederhana membeli sebuah produk yang sudah jadi. Ada pengetahuan yang harus dibangun, komponen yang harus dirancang, prototipe yang harus diuji, kegagalan yang harus diperbaiki, hingga sistem yang akhirnya harus mampu bekerja secara utuh.
Tidak terkecuali pada riset propulsi hybrid yang akan membawa pada babak baru dalam perjalanan perkeretaapian nasional kita. Nilai riset ini mencapai belasan miliar dan dipastikan tidak ada yang benar-benar sia-sia hingga tiba pada tahap akhir selesai pendanaan.
“Penguasaan teknologi itu kan kalau kita asli teori dikembangkan menjadi suatu produk, produk itu dipakai, itulah kita bilang teknologinya sudah dikuasai,” ujar Tumiran setelah mereview penelitian ini.
Hasil riset propulsi kereta hybrid ini dinyatakan berhasil. Tumiran menjelaskan riset ini telah mencapai penguasaan teknologi dalam batas tertentu. Prototipe fungsional telah dihasilkan, sementara pekerjaan berikutnya adalah memastikan seluruh komponen dapat bekerja secara terpadu dan andal dalam kondisi operasional.
Posisi teknologi riset ini telah berada pada Tingkat Kesiapan Teknologi (TKT) 7, artinya sudah melewati tahap laboratorium, tetapi masih membutuhkan penyelesaian integrasi dan perjalanan lebih lanjut menuju komersialisasi. Menurut Agus teknologi masih harus dibawa menuju TKT 9 untuk siap digunakan sekaligus diproduksi massal. Bersamaan dengan itu, perlu sekaligus dipikirkan innovation readiness mulai dari model bisnis, pasar, keunggulan teknologi, hingga manufacturing readiness.
Agus menjelaskan bahwa jika tujuan hanya membeli kereta hybrid dari luar negeri, secara ekonomi proses itu mungkin lebih sederhana dan murah. Tetapi negara akan kehilangan kesempatan membangun pengetahuan, SDM, HKI, dan kemampuan teknologi di dalam negeri. Dalam proyek ini, manfaat yang dicari mencakup ilmu pengetahuan, ekonomi dan sosial.
Agus mengingatkan bahwa membandingkan biaya riset dengan harga membeli kereta hybrid utuh mungkin sangat jauh berbeda. Namun tingginya biaya riset itu sebenarnya membawa pada banyak aspek penting, mulai dari manfaat ilmu pengetahuan, ekonomi, dan sosial yang ikut tercipta dari proses membangun teknologi sendiri.
Setidaknya ada tiga manfaat yang perlu dilihat sekaligus, yaitu ilmu pengetahuan, ekonomi, dan sosial. Penelitian seperti ini telah melahirkan lulusan mahasiswa yang terlibat, meningkatkan kapasitas sumber daya manusia, menghasilkan jurnal, paten, desain industri, dan berbagai kekayaan intelektual. Berikutnya, ketika teknologi mulai diproduksi di dalam negeri, muncul kebutuhan terhadap industri pendukung dan rantai pasok baru.
Belum lagi peluang pembukaan lapangan kerja untuk memenuhi seluruh komponen dalam propulsi kereta. Ekosistem tersebut dapat menciptakan kebutuhan tenaga kerja dalam jumlah besar. Ddari insyinyur, tenaga intelektual, hingga pekerja yang mengisi proses manufakturnya.
“Saya perkirakan sekitar lima ribu tenaga kerja untuk satu item... untuk tenaga intelektualnya, kalau untuk pekerjaannya mungkin lebih dari 10–20 ribu.” kisar Agus optimis.
Tumiran turut melihat masing-masing komponen yang dikembangkan dalam konsorsium, mulai dari converter, baterai, fuel cell, hingga sistem kontrol memiliki peluang untuk dikembangkan lebih jauh dan dimanfaatkan pada aplikasi lain. Artinya, satu investasi riset dapat melahirkan kemampuan teknologi yang melampaui kebutuhan awalnya.
Agus juga turut mewanti-wanti agar riset ini mampu melewati Lembah Kematian Darwin, istilah untuk menyebut tahap ketika banyak hasil penelitian gagal berlanjut menjadi produk nyata.
“Dari data, 100 penelitian hanya sekitar tiga sampai lima yang bisa berhasil lompat dari lembah kematian Darwin,” kata mantan anggota Dewan Energi Nasional (DEN) ini.
Peran INKA akhirnya menjadi krusial. Setelah para peneliti menyinkronkan dan memastikan fungsi masing-masing komponen bekerja dengan baik, hasil tersebut dapat diteruskan kepada INKA untuk dikembangkan menjadi prototipe manufaktur. Dengan demikian, penelitian tidak berhenti sebagai kumpulan teknologi dari enam laboratorium, tetapi terus bergerak menuju satu sistem yang dapat dikembangkan industri dan tercapai tujuan investasi luaran riset.
Ujung Produksi di PT INKA
“Ini memang harus ada suatu tahap lanjut” ujar Tumiran.
Setelah prototipe fungsional tercapai, para peneliti perlu menyelesaikan integrasi dan memastikan teknologi dapat diteruskan kepada INKA untuk pengembangan prototipe manufaktur.
Sebagai industri manufaktur kereta nasional, INKA membawa perspektif yang berbeda dari perguruan tinggi. Jika perguruan tinggi mengembangkan deep knowledge dan teknologi, INKA harus memikirkan bagaimana seluruh teknologi tersebut menjadi satu produk yang memenuhi kebutuhan operasional.
Selain menyediakan test bed dan kereta uji, pihak PT INKA menetapkan skenario operasi dan kriteria kelulusan, mengoordinasikan pengujian bersama, hingga menandatangani berita acara hasil uji bersama setiap tim kampus.
Triaji menyebut sebagai bentuk nyata dari triple helix di mana perguruan tinggi membawa pengetahuan dan kemampuan penelitian, LPDP menyediakan dukungan pendanaan yang memungkinkan riset kompleks dan berjangka panjang dilakukan. Sementara INKA membawa kebutuhan serta perspektif industri agar teknologi yang dikembangkan sejak awal memiliki arah menuju produk nyata.
“Jelas manfaat yang diharapkan ini bukan cuma terwujudnya produk kereta dengan teknologi propulsi hybrid, tetapi turut meningkatnya kemandirian dan kapabilitas kita di industri nasional. Penguasaan teknologi ini juga diharapkan dapat menjadi fondasi bagi PT INKA untuk membangun industrial capability dalam pengembangannya. Sebagai integrasi pengujian hingga nantinya untuk maintenance sistem propulsi hybrid.” papar Triaji.
Selama tiga tahun program berjalan, INKA merasakan betul dukungan pendanaan LPDP melalui riset penting dan detail yang memungkinkan untuk dilakukan sekaligus mampu melibatkan pihaknya.
“Riset-riset yang kompleks tadi yang saya sampaikan, riset-riset yang jangka panjang dan membutuhkan biaya besar, ini kami tidak mungkin bisa melakukan sendiri. Jadi perlu dukungan dari LPDP dalam hal ini,” ungkap Triaji lagi.
Semoga dari riset yang telah berlangsung dan luaran berupa propulsi kereta hybrid ini benar-benar mampu hingga melaju menjadi rangkaian kereta yang bergeliat di jaringan rel tanah air. Sekaligus menjadi tonggak pemenuhan produksi nasional dari ekosistem kereta api hybrid secara keseluruhan.
