Large-Scale Multi-Period Location-Allocation Problem untuk Desain Jaringan Distributed Recycling Center Baterai Bekas Kendaraan Listrik di Indonesia

Bangkit Tsani Annur Saputra, Ir. Yun Prihantina Mulyani, S.T., M.Sc., Ph. D, IPM., ASEAN Eng.

2025 | Skripsi | TEKNIK INDUSTRI

Pesatnya adopsi kendaraan listrik di Indonesia, yang menargetkan 15 juta unit pada 2030, membuka peluang sekaligus tantangan lingkungan terkait pengelolaan baterai bekas. Jika tidak dikelola dengan baik, baterai bekas dapat mencemari air dan tanah, tetapi dengan daur ulang yang efektif dapat mengurangi limbah, impor material baterai, dan memanfaatkan cadangan nikel terbesar di dunia. Namun, tantangan geografis kepulauan dan keterlambatan pengembangan ekosistem daur ulang menuntut perencanaan fasilitas daur ulang yang optimal. Penelitian ini mengusulkan Distributed Recycling Center Network (DRCN), jaringan daur ulang yang memisahkan proses fisik (pengolahan baterai menjadi black mass) dan kimia dengan mengintegrasikan 786 Collection Center (CC), 111 lokasi potensial Distributed Recycling Center (DRC), serta satu Main Recycling Center (MRC) berteknologi hydrometallurgy. DRCN dimodelkan dengan Mixed Integer Linear Programming (MILP) untuk periode 2024-2040 yang mempertimbangkan biaya, kapasitas, dan ketidakpastian volume baterai bekas.

Penelitian ini mengusulkan tiga skenario pasokan baterai bekas: Skenario 1 dengan ketersediaan rendah, serta Skenario 2 dan 3 dengan ketersediaan tinggi. Skenario 2 mengasumsikan pasokan baterai bekas konstan setiap tahun, sedangkan Skenario 3 mengasumsikan pertumbuhan bertahap (staging) seiring waktu. Analisis DRCN dilakukan dengan dua pendekatan: intra-island (baterai hanya diangkut dalam pulau yang sama) dan inter-island (transportasi lintas pulau). Total enam skenario dibandingkan untuk mengevaluasi implementasi DRCN di Indonesia berdasarkan profitabilitas dan penyerapan baterai bekas dengan mempertimbangkan tantangan geografis dan potensi pertumbuhan adopsi kendaraan listrik.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa operasi DRC dimulai di Jawa pada 2034, kecuali pada Skenario Inter-Island 1 yang tertunda hingga 2035, dengan jumlah unit DRC pada 2040 bervariasi antara 9–19 unit bergantung skenario pasokan baterai: Jawa (5–9 unit), Sumatera (1–4 unit), Kalimantan (1–2 unit), serta Papua dan Maluku (1 unit). Skenario inter-island menghasilkan akumulasi baterai bekas lebih tinggi pada periode puncak dibandingkan intra-island yang dipengaruhi oleh pola distribusi lintas pulau sehingga menyebabkan konsentrasi sumber daya di wilayah tertentu. Namun, secara keseluruhan penyerapan bahan baku skenario inter-island lebih tinggi yakni mencapai 100%  dibandingkan intra-island yang berkisar pada 98–100%. Skenario inter-island juga lebih unggul dalam profitabilitas (~3,5% lebih tinggi) karena efisiensi unit DRC dan penyerapan bahan baku yang lebih efisien. Meskipun intra-island menawarkan keunggulan safety selama proses logistik karena operasi terlokalisasi, skenario inter-island direkomendasikan sebagai strategi optimal untuk Indonesia berdasarkan penyerapan bahan baku dan efisiensi ekonomi yang lebih tinggi dengan syarat pengelolaan logistik pengiriman baterai bekas dilakukan sesuai standar operasional.

The rapid adoption of electric vehicles in Indonesia, targeting 15 million units by 2030, presents both opportunities and environmental challenges related to the management of used batteries. Improper handling of used batteries can contaminate water and soil, but effective recycling can reduce waste, battery material imports, and leverage Indonesia's vast nickel reserves. However, the archipelagic geography and delayed development of a recycling ecosystem demand optimal planning for recycling facilities. This study proposes a Distributed Recycling Center Network (DRCN), separating physical (battery processing into black mass) and chemical processes, integrating 786 Collection Centers (CC), 111 potential Distributed Recycling Centers (DRC), and one Main Recycling Center (MRC) using hydrometallurgy technology. The DRCN is modeled using Mixed Integer Linear Programming (MILP) for the 2024–2040 period, considering costs, capacity, and uncertainty in used battery volume.

Three used battery supply scenarios are proposed: Scenario 1 with low availability, and Scenarios 2 and 3 with high availability. Scenario 2 assumes constant annual growth, while Scenario 3 assumes gradual growth over time. DRCN analysis employs two approaches: intra-island (batteries transported only within the same island) and inter-island (cross-island transportation). Six scenarios are compared to evaluate DRCN implementation in Indonesia based on profitability and used battery absorption, considering geographic challenges and electric vehicle adoption growth.

Results show DRC operations begin in Java in 2034, except for Inter-Island Scenario 1, delayed until 2035, with DRC units by 2040 ranging from 9–19 depending on the battery supply scenario: Java (5–9 units), Sumatra (1–4 units), Kalimantan (1–2 units), and Papua and Maluku (1 unit). Inter-island scenarios yield higher used battery accumulation during peak periods compared to intra-island, driven by cross-island distribution patterns, leading to resource concentration in certain regions. Overall, inter-island scenarios achieve 100% raw material absorption compared to 98–100% for intra-island scenarios. Inter-island scenarios also outperform in profitability (~3.5% higher) due to DRC unit efficiency and more effective raw material absorption. Although the intra-island scenario offers safety advantages in logistics due to localized operations, the inter-island scenario is recommended as the optimal strategy for Indonesia, given its higher raw material absorption and economic efficiency, provided that battery waste transportation is managed according to strict operational standards.

Kata Kunci : large-scale, multi-period analysis, location allocation, Mixed Integer Linear Programming (MILP), electric vehicles, black mass, Distributed Recycling Center (DRC), used batteries