Senin, 15 September 2008

konsep dasar energi dan konversi

Belakangan ini kerap diulas dan menjadi headline dimedia massa baik cetak maupun elektronik tentang konversi energi. Headline berita itu adalah konversi energi dari minyak tanah menjadi gas LPG 3kg. Ini dipicu karena beberapa rentetan kelangkaan minyak tanah di berbagai daerah baik di kota besar apalagi di desa. Harga minyak tanah menjadi melambung karena berbagai hal seperti masalah distribusi, penimbunan, panik dan sebab-sebab lainnya. Tentu dengan pengalihan penggunaan minyak tanah menjadi gas LPG diharapkan ketergantungan terhadap minyak tanah semakin berkurang.

Editorial ElectronicLab.com tidak bermaksud untuk mengulas kelangkaan ini tetapi lebih menyoroti tentang konversi energi itu sendiri. Menurut hemat kami, sebenarnya istilah konversi energi dalam hal ini juga tidak sepenuh tepat. Mestinya yang benar adalah konversi saja tanpa embel-embel energi, yang maksudnya adalah peralihan pemakaian bahan bakar.

Pengertian konversi energi adalah perubahan bentuk energi dari yang satu menjadi bentuk energi lain. Textbook buku fisika tentang hukum konservasi energi mengatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan (dibuat) ataupun di musnahkan akan tetapi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk lainnya.

Ingat revolusi industri yang dimulai dari penemuan mesin uap oleh James Watt, ini adalah contoh konversi energi dari energi batubara menjadi energi gerak mesin uap. Pada kehidupan sehari-hari misalnya energi lisrtik diubah menjadi energi cahaya lampu atau panasnya heater, dinginnya AC (air conditioner) atau menjadi energi gerak motor listrik dan lain sebagainya. Pada masa sekarang memang peranan energi listrik ini cukup luas dan lebih mudah meng-konversi energi listrik ini menjadi bentuk energi lain. Energi listrik sendiri adalah produk konversi energi dari energi lain seperti energi kinetik air terjun, energi uap/panas bumi, energi minyak diesel, energi batubara dan lain sebagainya.

Tinggal sekarang adalah bagaimana kita bisa mendapatkan energi listrik yang murah, bersih, aman dan yang penting dapat terbarukan. Minyak, batubara termasuk energi yang tidak terbarukan karena sumber energi ini terbatas dan suatu saat akan habis. Energi matahari misalnya dikonversi dengan solar cell, disimpan kedalam batere penyimpan dan inverter DC/AC disebut energi terbarukan karena sumbernya melimpah dan selalu tersedia. Walaupun suatu saat akan redup juga dan saat itu dunia kiamat, tetapi ketika itu anda tidak perlu listrik lagi bukan ?.

Energi nuklir masih menjadi momok karena efek radiative dan resikonya masih ditakuti jika sampai terjadi sesuatu. Usaha-usaha untuk mendapatkan energi yang ramah lingkungan masihlah terus dilakukan, misalnya penelitian tentang pemanfaatan hidrogen atau dikenal dengan fuel cell yang sumbernya adalah air. Hidrogen di campur dengan Oksigen menghasilkan energi yang dapat menggerakkan motor listrik dan hasil buangannya adalah air. Masalahnya hidrogen tidak tersedia di alam bebas, untuk memisahkannya dari air diperlukan energi.

Manusia mendapatkan masalah baru di awal abad 21 ini, yaitu krisis energi. Kebutuhan energi selalu meningkat, sedangkan ketersediaan energi selalu berkurang atau ongkos produksinya bertambah mahal. Sebenarnya hanya ada sedikit jenis sumber energi primer yang tersedia di bumi:
Energi surya, berupa radiasi yang berasal dari matahari.
Energi panas bumi, yaitu energi yang berasal dari perbedaan temperatur antara inti bumi dan permukaan bumi.
Bahan bakar fosil, yaitu peninggalan dari hewan dan tumbuhan purbakala yang mengendap di perut bumi, termasuk di antaranya adalah batu bara, minyak bumi dan gas alam.
Bahan bakar nuklir seperti Uranium dan Plutonium.
Pasang surut air laut yang disebabkan oleh efek gaya gravitasi matahari dan bulan terhadap bumi.
Sebagian energi surya sendiri diserap secara alamiah menjadi misalnya
energi hidro, energi angin, energi ombak dan energi kimiawi yang tersimpan pada tanaman. Terkadang lebih praktis dan ekonomis bagi manusia untuk memanfaatkan energi-energi sekunder ini ketimbang memanfaatkan energi surya secara langsung.
Di antara energi-energi primer tersebut, hanya energi surya (beserta hasil konversi alaminya), panas bumi, dan pasang surut air laut yang merupakan
energi terbaharui, atau dengan kata lain energi-energi tersebut tidak akan pernah habis dalam jangka waktu kehidupan umat manusia. Sedangkan bahan bakar fosil dan nuklir suatu saat nanti akan habis.
Masalah paling serius adalah masalah
pemanasan global yang diakibatkan oleh penggunaan bahan bakar fosil. Masalah yang terakhir merupakan yang dibicarakan pada UNFCCC 2007 di Nusa Dua, Bali. Di masa yang akan datang, penggunaan jenis bahan bakar ini akan ditekan seminimal mungkin. Semakin sedikit penggunaan bahan bakar fosil, maka semakin ramah terhadap lingkungan.
Bicara soal energi tentunya kita juga perlu mengetahui hukum-hukum alam tentang energi. Yang paling penting adalah
hukum kekekalan energi dan hukum pertama termodinamika: energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Implikasi lain dari hukum ini adalah: efisiensi konversi energi dari satu bentuk ke bentuk lain tidak akan pernah melebihi 100%.
Dengan demikian setiap klaim apapun tentang ide dan penemuan energi serta hal-hal lain yang berhubungan dengan energi perlu kita cermati bersama, paling tidak sesuai dengan hukum kekekalan energi yang seharusnya tidak terlalu sulit untuk dimengerti ini. Selain itu kita juga perlu menelusuri apa sumber energi primer dari ide atau penemuan tersebut.


Energi
Secara umum terjadinya peningkatan kebutuhan energi mempunyai keterkaitan erat dengan kian berkembang kegiatan ekonomi dan kian bertambah jumlah penduduk. Di Indonesia, dengan jumlah penduduk mengalami peningkatan dari tahun ke tahun dan pertumbuhan ekonomi terus berlangsung yang ditunjukkan oleh kian bertambah output serta beragam aktivitas ekonomi yang dilakukan oleh masyarakat, maka peningkatan kebutuhan energi adalah suatu hal yang tak bisa dihindari. Berdasarkan pemaparan Ditjen Listrik dan Pemanfaatan Energi dalam diskusi di Pusat Penelitian Ekonomi-LIPI pada tahun 2004, dinyatakan bahwa pada tahun 1970, konsumsi energi primer hanya sebesar 50 juta SBM (Setara Barel Minyak). Tiga puluh satu tahun kemudian, tepatnya tahun 2001 konsumsi energi primer telah menjadi 715 juta SBM atau mengalami pertumbuhan yang luar biasa yaitu sebesar 1330% atau pertumbuhan rata-rata periode 1970-2001 sebesar 42.9%/tahun.
Di tengah cadangan energi yang kian menipis, khususnya Bahan Bakar Minyak (BBM), maka jelas keadaan ini sangat mengkhawatirkan. Dalam situasi seperti ini, maka memahami pola konsumsi energi yang dilakukan oleh masyarakat adalah suatu keharusan dan menjadi hal penting bagi pemerintah sebagai regulator dan pengendali kebijakan dalam perekonomian khususnya dalam membuat kebijakan dan aturan-aturan di bidang energi. Selain itu, juga bagi masyarakat sebagai konsumen untuk turut serta dalam upaya menghemat dan mendiversifikasi pemakaian energi. Konsumsi BBM, Batu Bara dan Gas Bumi BBM masih merupakan energi utama yang dikonsumsi oleh masyarakat. Persentase konsumsinya terhadap total pemakaian energi final merupakan yang terbesar dan terus mengalami peningkatan. Pada tahun 1990 konsumsi BBM sebesar 169.168 ribu SBM, angka ini adalah 40.2 % dari total konsumsi energi final. Sepuluh tahun kemudian, pada tahun 2000, konsumsinya meningkat menjadi 304.142 ribu SBM, dimana proporsi konsumsinya pun turut meningkat menjadi 47.4 %. Proporsi pemakaian BBM yang tinggi terkait dengan keterlambatan upaya diversifikasi ke energi non minyak akibat harga BBM yang relatif murah karena masih mendapat subsidi dari pemerintah [6]. Kebijakan pemberian subsidi BBM ini dimulai sejak tahun anggaran 1977/1978 dengan maksud untuk menjaga stabilitas perekonomian nasional melalui penciptaan stabilitas harga BBM sebagai komoditas yang strategis. Namun dalam perjalanannya subsidi BBM ini ternyata menimbulkan masalah tersendiri. Masyarakat cenderung boros menggunakan BBM dan ada indikasi bahwa alokasi subsidi BBM lebih banyak dinikmati oleh kelompok masyarakat berpenghasilan tinggi yang seharusnya tidak perlu mendapatkan subsidi.
Dilihat dari sisi pemakai BBM, sektor transportasi merupakan pemakai BBM terbesar dengan proporsi setiap tahun selalu mengalami kenaikan. Kemudian di susul oleh sektor rumah tangga, sektor industri dan pembangkit listrik. Sedangkan, jika dilihat ketersediaannya, selama ini kebutuhan BBM dipasok oleh Pertamina dan impor. Beberapa jenis energi BBM yang sebagian penyediaannya melalui impor adalah avtur, minyak tanah, minyak solar, minyak diesel, dan minyak bakar.

Material untuk Energi dan Konversi Energi
Konsep material untuk bidang energi ( materials for energy and energy conversion ) ini ialah pemanfaatan semikonduktor, paduam logam inorganik, maupun matrial organik (semisal polimer) untuk mengkonversi, membangkitkan dan menyimpan energi. Energi yang pada umumnya berbentuk energi terbaharukan/ non fossil, dikonversi dari beberapa sumber; sinar matahari dengan bantuan sel surya dan hidrogen dengan bantuan sel bakar, menjadi energi listrik maupun mekanik (gerak).
Semikonduktor dipergunakan karena ia merupakan jenis material yang mampu bertugas mengkonversi sumber energi tersebut secara langsung. Sebagai contoh, semikonduktor yang dipakai di dalam sel surya mampu mengubah sinar matahari menjadi listrik. Material inorganik biasa dipakai pada sel bakar untuk mereaksikan hidrogen dan oksigen untuk membangkitkan listrik. Paduan logam semisal Lithium dipadu dengan material lain mampu menjadi penyimpan energi seperti kita temui pada baterei Li-ion yang ringan serta tahan lama. Material organik semisal polimer juga menjadi salah satu material utama untuk aplikasi sel surya, sel bakar maupun baterei di masa depan.


Tidak ada komentar: