energi terbarukan

Teknologi Mikrohidro
1.Tenaga Listrik dari Air

Sebuah skema hidro memerlukan dua hal yaitu debit air dan ketinggian jatuh (biasa disebut ‘Head’) untuk menghasilkan tenaga yang bermanfaat. Ini adalah sebuah sistem konversi tenaga, menyerap tenaga dari bentuk ketinggian dan aliran, dan menyalurkan tenaga dalam bentuk daya listrik atau daya gagang mekanik. Tidak ada sistem konversi daya yang dapat mengirim sebanyak yang diserap dikurangi sebagian daya hilang oleh sistem itu sendiri dalam bentuk gesekan, panas, suara dan sebagainya.

Gambar. Head adalah ketinggian vertikal dimana air jatuh.

Persamaan konversinya adalah:
Daya yang masuk = Daya yang keluar + Kehilangan (Loss)
atau
Daya yang keluar = Daya yang masuk × Efisiensi konversi

Persamaan di atas biasanya digunakan untuk menggambarkan perbedaan yang kecil. Daya yang masuk, atau total daya yang diserap oleh skema hidro, adalah daya kotor, Pgross. Daya yang manfaatnya dikirim adalah daya bersih, Pnet. Semua efisiensi dari skema gambar diatas disebut Eo.

Pnet = Pgross ×Eo kW

Daya kotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga dikalikan dengan sebuah faktor (g = 9.8), sehingga persamaan dasar dari pembangkit listrik adalah :

Pnet = g ×Hgross × Q ×Eo kW (g=9.8)

dimana head dalam meter, dan debit air dalam meter kubik per detik (second (s)). Dan Eo terbagi sebagai berikut.

Eo = Ekonstruksi sipil × Epenstock × Eturbin × Egenerator × Esistem kontrol × Ejaringan × Etrafo

Biasanya

Ekonstruksi sipil	: 1.0 - (panjang saluran × 0.002 ~ 0.005)/ Hgross
Epenstock	>: 0.90 ~ 0.95 (tergantung pada panjangnya)
Eturbin	: 0.70 ~ 0.85 (tergantung pada tipe turbin)
Egenerator	: 0.80 ~ 0.95 (tergantung pada kapasistas generator)
Esistem kontrol>	: 0.97
Ejaringan	: 0.90 ~ 0.98 (tergantung pada panjang jaringan)
Etrafo	: 0.98

Ekonstruksi sipil dan Epenstock adalah yang biasa diperhitungkan sebagai ‘Head Loss (Hloss)/kehilangan ketinggian’. Dalam kasus ini, persamaan diatas dirubah ke persamaan berikut.

Pnet= g ×(Hgross-Hloss) ×Q ×(Eo – Ekonstruksi sipil - Epenstock ) kW

Persamaan sederhana ini harus diingat: ini adalah inti dari semua disain pekerjaan pembangkit listrik. Ini penting untuk menggunakan unit-unit yang benar.

Efisiensi sistem yang spesifik untuk sebuah skema yang berjalan pada disain aliran penuh. Biofuel Biofuel adalah bahan bakar dari sumber hayati (renewable energy). Biofuel, apabila diartikan untuk pengganti BBM, maka biofuel merupakan salah satu bentuk energi dari biomassa dalam bentuk cair, seperti biodiesel, bioethanol dan biooil. Biodiesel Biodiesel adalah bahan bakar motor diesel yang berupa ester alkil/alkil asam-asam lemak (biasanya ester metil) yang dibuat dari minyak nabati melalui proses trans atau esterifikasi. stilah biodiesel identik dengan bahan bakar murni. Campuran biodiesel (BXX) adalah biodiesel sebanyak XX`% yang telah dicampur dengan solar sejumlah 1-XX % Keuntungan Pemakaian Biodiesel Dihasilkan dari sumber daya energi terbarukan dan ketersediaan bahan bakunya terjamin Cetane number tinggi (bilangan yang menunjukkan ukuran baik tidaknya kualitas solar berdasar sifat kecepatan bakar dalam ruang bakar mesin) Viskositas tinggi sehingga mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik daripada solar sehingga memperpanjang umur pakai mesin Dapat diproduksi secara lokal Mempunyai kandungan sulfur yang rendah Menurunkan tingkat opasiti asap Menurunkan emisi gas buang Pencampuran biodiesel dengan petroleum diesel dapat meningkatkan biodegradibility petroleum diesel sampai 500 % Bahan Baku Biodiesel Minyak nabati sebagai sumber utama biodiesel dapat dipenuhi oleh berbagai macam jenis tumbuhan tergantung pada sumberdaya utama yang banyak terdapat di suatu tempat/negara. Indonesia mempunyai banyak sumber daya untuk bahan baku biodiesel. Bioetanol Seiringdengan menipisnya cadangan energi BBM, jagung menjadi alternatif yang penting sebagai bahan baku pembuatan ethanol (bahan pencampur BBM). Karenanya, kebutuhan terhadap komoditas ini pada masa mendatang diperkirakan mengalami peningkatan yang signifikan.Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia dari proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme Gasohol º campuran bioetanol kering/absolut terdena-turasi dan bensin pada kadar alkohol s/d sekitar 22 %-volume. Istilah bioetanol identik dengan bahan bakar murni. BEX º gasohol berkadar bioetanol X %-volume. Bahan Baku Nira bergula (sukrosa): nira tebu, nira nipah, nira sorgum manis, nira kelapa, nira aren, nira siwalan, sari-buah mete Bahan berpati: a.l. tepung-tepung sorgum biji (jagung cantel), sagu, singkong/gaplek, ubi jalar, ganyong, garut, umbi dahlia. Bahan berselulosa (Þ lignoselulosa):kayu, jerami, batang pisang, bagas, dll. Sekarang belum ekonomis, teknologi proses yang efektif diperkirakan akan komersial pada dekade ini ! Pemanfaatan Bioetanol Sebagai bahan bakar substitusi BBM pada motor berbahan bakar bensin; digunakan dalam bentuk neat 100% (B100) atau diblending dengan premium (EXX) Gasohol s/d E10 bisa digunakan langsung pada mobil bensin biasa (tanpa mengharuskan mesin dimodifikasi). Sumber Karbohidrat Hasil Panen Ton/ha/th Perolehan Alkohol Liter/ton Liter/ha/th Singkong 25 (236) 180 (155) 4500 (3658) Tetes 3,6 270 973 Sorgum Bici 6 333,4 2000 Ubi Jalar 62,5* 125 7812 Sagu 6,8$ 608 4133 Tebu 75 67 5025 Nipah 27 93 2500 Sorgum Manis 80** 75 6000 *) Panen 2 ½ kali/th; $ sagu kering; ** panen 2 kali/th. Sumber: Villanueva (1981); kecuali sagu, dari Colmes dan Newcombe (1980); sorgum manis, dari Raveendram; dan Deptan (2006) untuk singkong; tetes dan sorgum biji (tulisan baru) Teknologi Pengolahan Bioetanol Teknologi produksi bioethanol berikut ini diasumsikan menggunakan jagung sebagai bahan baku, tetapi tidak menutup kemungkinan digunakannya biomassa yang lain, terutama molase. Secara umum, produksi bioethanol ini mencakup 3 (tiga) rangkaian proses, yaitu: Persiapan Bahan baku, Fermentasi, dan Pemurnian. 1. Persiapan Bahan Baku Bahan baku untuk produksi biethanol bisa didapatkan dari berbagai tanaman, baik yang secara langsung menghasilkan gula sederhana semisal Tebu (sugarcane), gandum manis (sweet sorghum) atau yang menghasilkan tepung seperti jagung (corn), singkong (cassava) dan gandum (grain sorghum) disamping bahan lainnya. Persiapan bahan baku beragam bergantung pada bahan bakunya, tetapi secara umum terbagi menjadi beberapa proses, yaitu: Tebu dan Gandum manis harus digiling untuk mengektrak gula Tepung dan material selulosa harus dihancurkan untuk memecahkan susunan tepungnya agar bisa berinteraksi dengan air secara baik Pemasakan, Tepung dikonversi menjadi gula melalui proses pemecahan menjadi gula kompleks (liquefaction) dan sakarifikasi (Saccharification) dengan penambahan air, enzyme serta panas (enzim hidrolisis). Pemilihan jenis enzim sangat bergantung terhadap supplier untuk menentukan pengontrolan proses pemasakan. Tahap Liquefaction memerlukan penanganan sebagai berikut: Pencampuran dengan air secara merata hingga menjadi bubur Pengaturan pH agar sesuai dengan kondisi kerja enzim Penambahan enzim (alpha-amilase) dengan perbandingan yang tepat Pemanasan bubur hingga kisaran 80 sd 90 C, dimana tepung-tepung yang bebas akan mengalami gelatinasi (mengental seperti Jelly) seiring dengan kenaikan suhu, sampai suhu optimum enzim bekerja memecahkan struktur tepung secara kimiawi menjadi gula komplek (dextrin). Proses Liquefaction selesai ditandai dengan parameter dimana bubur yang diproses menjadi lebih cair seperti sup. Tahap sakarifikasi (pemecahan gula kompleks menjadi gula sederhana) melibatkan proses sebagai berikut: Pendinginan bubur sampai suhu optimum enzim sakarifikasi bekerja Pengaturan pH optimum enzim Penambahan enzim (glukoamilase) secara tepat Mempertahankan pH dan temperature pada rentang 50 sd 60 C sampai proses sakarifikasi selesai (dilakukan dengan pengetesan gula sederhana yang dihasilkan) 2. Fermentasi Pada tahap ini, tepung telah sampai pada titik telah berubah menjadi gula sederhana (glukosa dan sebagian fruktosa) dimana proses selanjutnya melibatkan penambahan enzim yang diletakkan pada ragi (yeast) agar dapat bekerja pada suhu optimum. Proses fermentasi ini akan menghasilkan etanol dan CO2. Bubur kemudian dialirkan kedalam tangki fermentasi dan didinginkan pada suhu optimum kisaran 27 sd 32 C, dan membutuhkan ketelitian agar tidak terkontaminasi oleh mikroba lainnya. Karena itu keseluruhan rangkaian proses dari liquefaction, sakarifikasi dan fermentasi haruslah dilakukan pada kondisi bebas kontaminan. Selanjutnya ragi akan menghasilkan ethanol sampai kandungan etanol dalam tangki mencapai 8 sd 12 % (biasa disebut dengan cairan beer), dan selanjutnya ragi tersebut akan menjadi tidak aktif, karena kelebihan etanol akan berakibat racun bagi ragi. Dan tahap selanjutnya yang dilakukan adalah destilasi, namun sebelum destilasi perlu dilakukan pemisahan padatan-cairan, untuk menghindari terjadinya clogging selama proses distilasi. 3. Pemurnian / Distilasi Distilasi dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah air dan etanol). Titik didih etanol murni adalah 78 C sedangkan air adalah 100 C (Kondisi standar). Dengan memanaskan larutan pada suhu rentang 78 - 100 C akan mengakibatkan sebagian besar etanol menguap, dan melalui unit kondensasi akan bisa dihasilkan etanol dengan konsentrasi 95 % volume. Prosentase Penggunaan Energy Prosentase perkiraan penggunaan energi panas/steam dan listrik diuraikan dalam tabel berikut ini: Prosentase Penggunaan Energi Identifikasi Proses Steam Listrik Penerimaan bahan baku, penyimpanan, dan penggilingan 0 % 6.1 % Pemasakan (liquefaction) dan Sakarifikasi 30.5 % 2.6 % Produksi Enzim Amilase 0.7 % 20.4 % Fermentasi 0.2 % 4 % Distilasi 58.5 % 1.6 % Etanol Dehidrasi (jika ada) 6.4 % 27.1 % Penyimpanan Produk 0 % 0.7 % Utilitas 2.7 % 27 %> Bangunan 1 %> 0.5 % TOTAL 100 % 100 % Sumber: A Guide to Commercial-Scale Ethanol Production and Financing, Solar Energy Research Institute (SERI), 1617 Cole Boulevard, Golden, CO 80401 Peralatan Proses Adapun rangkaian peralatan proses adalah sebagai berikut: Peralatan penggilingan Pemasak, termasuk support, pengaduk dan motor, steam line dan insulasi External Heat Exchanger Pemisah padatan - cairan (Solid Liquid Separators) Tangki Penampung Bubur Unit Fermentasi (Fermentor) dengan pengaduk serta motor Unit Distilasi, termasuk pompa, heat exchanger dan alat kontrol Boiler, termasuk system feed water dan softener Tangki Penyimpan sisa, termasuk fitting Energi Panas Bumi Indonesia Jawa Barat memiliki potensi sumber daya alarn panas bumi yang luar biasa besar dan merupakan yang terbesar di Indonesia. Potensi panas bumi di Jawa Barat mencapai 5411 MW atau 20% dari total potensi yang dimiliki Indonesia. Sebagian potensi panas bumi tersebut bahkan telah dimanfaatkan untuk pembangkit listrik seperti: PI-TP Kamojang di dekat Garut, memiliki unit 1, 2, 3 dengan kapasitas total 140 MW. Potensi yang masih dapat dikembangkan sekitar 60 MW. PLTP Darajat, 60 km sebelah tenggara Bandung dengan kapasitas 55 MW PLTP Gunung Safak di Sukabumi, terdiri dari unit 1, 2, 3, 4, 5, 6 dengan kapasitas total 330 M1K PI-TP Wayang Windu di Pangalengan dengan kapasitas 110 MW. Pemanfaatan energi panas bumi memang tidak mudah. Energi panas bumi yang umumnya berada di kedalaman 1.000-2.000 meter di bawah permukaan tanah sulit ditebak keberadaan dan "karakternya". Investasi untuk menggali energi panas bumi tidak sedikit karena tergolong berteknologi dan berisiko tinggi. Investasi untuk kapasitas di bawah satu MW, berkisar US$ 3.000-5.000 per kilowatt (kW). Sementara untuk kapasitas di atas satu MW, diperlukan investasi US$ 1.500-2.500 per kW. Tantangan selanjutnya adalah akibat sifat panas yang "site specific" kondisi geologis setempat. Karakter produksi dan kualitas produksi akan berbeda dari satu area ke area yang lain. Penurunan produksi yang cepat, sebagai contoh, merupakan karakter produksi yang harus ditanggung oleh pengusaha atau pengembang, ditambah kualitas produksi yang kurang baik, dapat menimbulkan banyak masalah di pembangkit. Misainya, kandungan gas yang tinggi mengakibatkan investasi lebih besar di hilir atau pembangkitnya. Dalam pembangkitan listrik, harga jual per kWh yang ditetapkan PLN dinilai terialu murah sehingga tak sebanding dengan biaya eksplorasi dan pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). Dalam hat ini, PLN tidak bisa disalahkan karena tarif dasar listrik yang ditetapkan pemerintah masih di bawah harga komersial, yaitu tuluh sen dollar AS per kWh. Di sisi lain, adanya potensi panas bumi di suatu daerah biasanya di pegunungan dan terpencil-sering tak bisa dimanfaatkan karena kebutuhan listrik di daerah itu sedikit sehingga belum ekonomis untuk mengeksplorasi dan memanfaatkan energi panas bumi tersebut. TEKNOLOGI ENERGI SURYA FOTOVOLTAIK Teknologi dan Kemampuan Nasional Pemanfaatan energi surya khususnya dalam bentuk SHS (s olar home systems ) sudah mencapai tahap semi komersial. Komponen utama suatu SESF adalah: Sel fotovoltaik yang mengubah penyinaran matahari menjadi listrik, masih impor, namun untuk laminating menjadi modul surya sudah dkuasai; Balance of system (BOS) yang meliputi controller, inverter , kerangka modul, peralatan listrik, seperti kabel, stop kontak, dan lain-lain, teknologinya sudah dapat dikuasai; Unit penyimpan energi (baterai) sudah dapat dibuat di dalam negeri; Peralatan penunjang lain seperti: inverter untuk pompa, sistem terpusat, sistem hibrid, dan lain-lain masih diimpor. Kandungan lokal modul fotovoltaik termasuk pengerjaan enkapsulasi dan framing sekitar 25%, sedangkan sel fotovoltaik masih harus diimpor. Balance of System (BOS) masih bervariasi tergantung sistem desainnya. Kandungan lokal dari BOS diperkirakan telah mencapai diatas 75%. Sasaran Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia Sasaran pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia adalah sebagai berikut: Semakin berperannya pemanfaatan energi surya fotovoltaik dalam penyediaan energi di daerah perdesaan, sehingga pada tahun 2020 kapasitas terpasangnya menjadi 25 MW. Semakin berperannya pemanfaatan energi surya di daerah perkotaan. Semakin murahnya harga energi dari solar photovoltaic , sehingga tercapai tahap komersial. Terlaksananya produksi peralatan SESF dan peralatan pendukungnya di dalam negeri yang mempunyai kualitas tinggi dan berdaya saing tinggi. Strategi Pengembangan Fotovoltaik di Indonesia Strategi pengembangan energi surya fotovoltaik di Indonesia adalah sebagai berikut: Mendorong pemanfaatan SESF secara terpadu, yaitu untuk keperluan penerangan (konsumtif) dan kegiatan produktif.Mengembangan SESF melalui dua pola, yaitu pola tersebar dan terpusat yang disesuaikan dengan kondisi lapangan. Pola tersebar diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk menyebar dengan jarak yang cukup jauh, sedangkan pola terpusat diterapkan apabila letak rumah-rumah penduduk terpusat. Mengembangkan pemanfaatan SESF di perdesaan dan perkotaan. Mendorong komersialisasi SESF dengan memaksimalkan keterlibatan swasta. Mengembangkan industri SESF dalam negeri yang berorientasi ekspor. Mendorong terciptanya sistem dan pola pendanaan yang efisien dengan melibatkan dunia perbankan Energi Biomassa Biomassa sangat beragam jenisnya yang pada dasarnya merupakan hasil produksi dari makhluk hidup. Biomassa dapat berasal dari tanaman perkebunan atau pertanian, hutan, peternakan atau bahkan sampah. Biomassa (bahan organik) dapat digunakan untuk menyediakan panas, membuat bahan bakar, dan membangkitkan listrik, hat ini disebut bioenergi. Bioenergi berada pada level kedua setelah tenaga air dalam produksi energi primer terbarukan di Amerika Serikat. Untuk kepentingan khusus, pemanfaatan biomassa menjadi solusi yang sangat menjanjikan untuk permasalahan sampah di kota-kota besar. Pemanfaatan sampah sebagai biomassa menjadi tenaga listrik meiaitji proses pembakaran langsung (direct cornbustion) atau metalui proses pembuatan gas metana (gasifikasi) dapat menjadi solusi, walaupun proyek ini lebih mahal dibandingkan proyek pembangkit listrik lain untuk kapasitas yang setara. Pemanfaatan energi biomassa dapat dilakukan dengan berbagai cara. Dewasa ini teknologi pemanfaatan energi biomassa yang telah dikembangkan terdiri dari : 1. Pembakaran langsung (direct combustion) dalam bentuk pemanfaatan panas. Pemanfaatan panas biomassa telah dikenal sejak dulu seperti pemanfaatan kayu bakar. Pemanfaatan yang cukup besar umumnya untuk menghasilkan uap pada pembangkitan listrik atau proses manufaktur. Dalam sistem pembangkit, kerja turbin biasanya memanfaatakan ekspansi uap bertekanan dan bertemperatur tinggi untuk menggerakkan generator. Di industri kayu dan kertas, serpihan kayu terkadang langsung dimasukkan ke boiler untuk menghasilkan uap untuk proses manufaktur atau menghangatkan ruangan. Beberapa sistem pembangkit berbahan bakar batubara menggunakan biomassa sebagai sumber energi tambahan dalam boiler efisiensi tinggi untuk mengurangi emisi. 2. Konversi menjadi bahan bakar cair. Dua bahan bakar bio yang paling umum adalah ethanol dan biodiesel. Ethanol merupakan alkohol yang dibuat dengan fermentasi biomassa dengan kandungan hidrokarbon yang tinggi seperti jagung metaldi proses yang sama untuk membuat bir. Ethanol paling sering digunakan sebagai aditif bahan bakar untuk mengurangi emisi CO dan asap lainnya dari kendaraan. Biodiesel merupakan ester yang dibuat menggunakan minyak tanaman, lemak binatang, ganggang, atau bahkan minyak goreng bekas. Biodiesel dapat digunakan sebagai aditif diesel untuk mengurangi emisi kendaraan atau dalam bentuk murninya sebagai bahan bakar kendaraan 3. Pemanfaatan Gas Biomassa Pemanfaatan gas biomassa skala kecil yang banyak diaplikasikan oleh masyarakat adalah pemanfaatan gas metana hasil fermentasil yang langsung dibakar untuk dimanfaatkan panasnya. Pada skala yang lebih maju pemanfaatan gas biomassa dilakukan melalui sistem gasifikasi menggunakan temperatur tinggi untuk mengubah biomassa menjadi gas (campuran dari hidrogen, CO dan metana). Salah satu contoh pemanfaatan tersebut adalah penggunaan sekam padi pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) komersial pertama yang menggunakan. bahan bakar sekam padi berada di penggilingan padi rnifik PT (Persero) Pertani di Desa Haurgeulis, Keeamatan Haurgaulis, Kabupaten Indramayu. PLTD berkekuatan 1 x 100 kilowatt (kw) tersebut dibangun PT Indonesia Power dan PT Pertani. Prinsip keda PLTD berbahan bakar sekam padi itu adalah mencampurkan gas hasil gasifikasi sekam padi pada temperatur tinggi dengan bahan bakar minyak (BBM) di dalam ruang bakar motor diesel yang menggerakkan turbin untuk menghasii'kan tenaga listrik. Pencampuran BBM dengan gas sekam padi dapat menghemat pemakaian BBIVi hingga 80 persen dari jumlah pemakaian semula, sehingga biaya operasional untuk membangkitkan listrik dengan daya yang sama dapat berkurang jauh. Sebagai gambaran, jika PLTD berkapasitas 100 kW dioperasikan penuh dengan menggunakan BBM, dibutuhkan 0,3 liter BBM per kWh (kilowatt hour). Sementara jika ditambahkan gas sekam padi, hanya dibutuhkan 0,06 liter per kWh ditambah sekam padi sebanyak 1,5 kg per kWh. Sistem penanganan material biomassa, merupakan bagian yang cukup besar dalam modal investasi dan biaya operasi dalam fasilitas konversi energi bio. Kebutuhannya tergantung pada tipe biomassa yang akan diolah dalam teknologi konversi seperti hainya kebutuhan gudang cadangan makanan, diantaranya penyimpanan biomassa, penanganan, pengangkutan, pengurangan ukuran, pembersihan, pengeringan serta peralatan.

Apa Itu Energii...???apa itu Konversiiii????

Mari Kenali Energi

“Dunia sedang mengalami krisis energi..”
“Harga minyak bumi naik hingga $135/barrel..”
“Indonsia sudah keluar dari OPEC dan sekarang menjadi negara net-importir minyak..”

Anda ikutan heboh isu krisis energi? Tergelitik untuk beropini tentang krisis energi dan hubungan vertikal dan horizontalnya? Boleh, itu jelas sah-sah saja. Butuh segala komponen masyarakat awam dan intelektual untuk mencari solusi ultimat masalah ini. Dan tidak ada salahnya bila Anda kenali energi lebih dalam. Berikut ini ialah sebuah artikel singkat bagi Anda semua yang ingin lebih mengenal asal-usul energi, proses konversinya, dan penggunaannya. Singkat, jelas, dan semoga dapat bermanfaat!

Apa itu energi?

Definisi tentang energi dapat menjadi sangat lebar. Di mata para insinyur, energi bisa bertautan dengan istilah minyak bumi, listrik, panas bumi, gas alam, dan sebagainya. Di mata masyarakat, energi bisa berarti bensin, diesel (solar), pertamax, minyak tanah, baterai, dan bahkan makanan. Tapi secara umum, energi itu ialah sesuatu yang menghasilkan kerja.

Konversi?

Apakah yang dimaksud dengan konversi? Konversi artinya perubahan bentuk. Jadi, kalau mau ditilik-tilik energi yang kita gunakan dalam kehidupan kita (katakanlah makanan atau listrik dari PLN), merupakan hasil konversi energi dari suatu bentuk sebelumnya. Berbagai peralatan proses dan teknologi bertugas mengkonversi energi tersebut menjadi sebuah bentuk energi siap-guna dan mudah-pakai (dalam konteks artikel ini, konsumen akhirnya ialah manusia). Contoh bentuk energi siap-guna dan mudah-pakai ialah energi listrik, makanan, BBM, LPG, minyak tanah, dan beberapa contoh lainnya. Contoh bentuk energi tidak siap-guna dan tidak mudah-pakai ialah minyak bumi mentah, gas alam, sinar matahari, air laut, batubara tambang, dan masih banyak lagi.

Yang lagi krisis yang mana? Kalo energi terbarukan itu apa sih?

Krisis energi yang sedang dihadapi dunia ialah krisis bahan bakar fosil (minyak bumi, gas alam, dan batubara). Kenapa dibilang krisis? Karena harganya melambung sedemikian tingginya dan dikarenakan berbagai faktor yang tidak akan dibahas dalam artikel ini. Hehehe.. Nah, berhubung selama ini dunia sangat bergantung kepada bahan bakar fosil, dan karena energi yang kita gunakan sehari-hari tentunya adalah energi hasil konversi, maka segala sesuatunya menjadi saling berhubungan dan amat sangat terkait. Itu sebabnya mengapa tukang nasi goreng di pinggir jalan bisa cemberut gara-gara harga minyak bumi dunia naik. Hehehe..

Energi terbarukan merupakan istilah yang digunakan untuk mengkategorikan energi berdasarkan rentang waktu pengadaan-kembalinya. Tanaman, sinar matahari, dan air dikategorikan sebagai sumber energi terbarukan karena bahan-bahan tersebut terus-menerus ada atau dapat kembali ada dalam waktu yang singkat. Minyak bumi, gas alam, dan batubara dikategorikan sebagai energi tidak terbarukan karena pengadaan-kembalinya memakan waktu ratusan ribu hingga jutaan tahun. (Pembahasan tentang ketidakjelasan batas waktu pengadaan-kembali antara energi terbarukan dan energi tidak terbarukan tidak dibahas dalam artikel ini. Silakan ungkapkan argumen Anda di bagian komentar apabila Anda ingin berpendapat mengenai hal ini.)

Karena cadangan bahan bakar fosil dunia yang terus menurun dan diperkirakan hanya cukup untuk beberapa puluh tahun (untuk minyak bumi) dan beberapa ratus tahun (untuk batubara), dunia mulai mengerahkan para penelitinya untuk menemukan jalan yang efektif dan efisien untuk memanfaatkan sumber-sumber energi terbarukan dengan harapan bahwa energi di bumi dapat terus tersedia hingga kiamat dunia. Salah satu solusi yang cukup ultimat (menurut saya) tapi kontroversial (menurut beberapa orang) ialah biofuel, termasuk biodiesel dan bioetanol. (Pembahasan tentang praktek politisasi energi dan kepentingan antar negara mengenai perubahan arah energi dunia tidak dibahas dalam artikel ini. Silakan ungkapkan argumen Anda di bagian komentar apabila Anda ingin berpendapat mengenai hal ini.)

Sumber-sumber Energi Tidak Terbarukan

Minyak bumi
Minyak bumi berwarna hitam kecoklatan, agak kental, dan merupakan hasil penguraian hewan-hewan zaman purba yang terperangkap di lapisan bumi. Minyak bumi dimanfaatkan melalui proses distilasi/fraksionasi. Apa itu distilasi/fraksionasi? Sederhananya, distilasi ialah proses pemisahan suatu zat menjadi komponen-komponen penyusunnya. Apa saja komponen penyusun minyak bumi? Bensin, diesel, avtur, minyak tanah (kerosin), dan sebagainya.

Bensin dan diesel digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Diesel juga dapat digunakan untuk pembangkitan listrik. Minyak tanah dapat dimanfaatkan untuk kompor rumah tangga. Oh ya, dengan sedikit proses tambahan (di kilang minyak), minyak tanah dapat diubah menjadi avtur, bahan bakar pesawat yang harganya berkali-kali lipat dibanding minyak tanah. (Hehehe..). Minyak bumi juga mengandung komponen-komponen ringan yang berada dalam bentuk gas. Gas-gas tersebut diproses menjadi LPG yang salah satu kegunaannya ialah untuk masak indomie goreng kita tiap pagi.

Gas Alam
Gas alam ialah temannya minyak bumi, tentunya tidak berwarna, dan juga merupakan hasil penguraian hewan-hewan zaman purba. Gas alam dimanfaatkan dengan cara dibakar. Energi yang dihasilkan dapat digunakan untuk memutar turbin gas yang terhubung dengan generator listrik. Gas alam biasanya dimanfaatkan untuk pembangkitan listrik dan juga sebagai bahan mentah industri-industri kimia. Untuk keperluan ekspor-impor antar negara, gas alam umumnya diubah bentuknya menjadi cairan (likuefaksi) dan kita kenal dengan istilah LNG. Kenapa harus diubah menjadi cairan? Karena transportasi dan distribusi cairan jauh lebih mudah dibandingkan dengan transportasi dan distribusi gas (walaupun membutuhkan biaya tambahan yang tidak sedikit).

Oh ya, apa yang dimaksud dengan dibakar? “Dibakar” artinya direaksikan dengan oksigen.

Batubara
Batubara juga merupakan bahan bakar fosil, terbentuk sebagai hasil penguraian materi organik dari tumbuh-tumbuhan dan terperangkap dalam lapisan bumi. Umumnya batubara dimanfaatkan dengan cara dibakar. Selain dibakar, batubara juga dapat dimanfaatkan melalui gasifikasi (diubah bentuknya menjadi gas) dan likuefaksi (diubah bentuknya menjadi cairan). Menarik kan? Hehehe..

Pembakaran batubara yang paling mudah kita imajinasikan ialah tukang sate pinggir jalan (walaupun sebenarnya umumnya tukang sate menggunakan briket kayu dan bukan batubara). Ya tapi intinya seperti itu: blok-blok hitam membara yang menghasilkan panas. Oleh tukang sate, panas itu digunakan untuk memanggang daging, sedangkan oleh industri, panas yang dihasilkan dimanfaatkan untuk membangkitkan steam (uap air). Steam kemudian digunakan untuk memutar turbin uap yang dihubungkan dengan generator listrik.

Bagaimana dengan gasifikasi? Batubara dapat digasifikasi dan menghasilkan gas hidrogen dan karbonmonoksida. Gas inilah yang kemudian dibakar untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Jadi, yang dibakar ialah gas hasil konversi batubara dan bukan batubaranya langsung.

Kalau likuefaksi batubara? Untuk likuefaksi, batubara dapat diproses sedemikian rupa sehingga hasil akhirnya ialah cairan yang dapat kita gunakan untuk kendaraan bermotor kita. Afrika Selatan berhasil mempraktekkan teknologi ini (dengan terpaksa) karena dulu mereka mengalami embargo PBB berkenaan dengan politik apartheid-nya.

sustaineable energi

Sustainable Energy: Sebuah Paradigma

A. FALSAFAH SUSTAINABLE ENERGY

Energi memainkan peran yang vital dalam pengembangan ekonomi dan sosial. Identifikasi dan analisis isu energi, dan pengembangan opsi kebijakan energi dapat dilakukan dengan memanfaatkan pemodelan energi nasional sebagai salah satu instrumen pendukung. Konsep dasar pemodelan energi mulai dari energi primer, konversi dan transportasi energi dan konsumsi energi final; keterkaitan energi dengan lingkungan dan ekonomi; dan analisis dampak opsi kebijakan energi, perlu untuk ditelusuri detail demi detail nya. Pemahaman tentang pemodelan energi dan analisis kebijakan merupakan salah satu kontribusi yang penting bagi keberlangsungan konsep sustainable energy. Meningkatnya harga energi dan meningkatnya kepedulian masyarakat tentang dampak lingkungan dari penggunaan energi serta liberisasi sektor industri energi mengakibatkan semakin pentingnya pemahaman manajemen energi dan konservasi energi dalam rangka mengantisipasi perkembangan teknologi yang pesat dan sumber energi yang semakin terbatas. Aspek manajemen energi untuk industri serta audit energi baik di tingkat manajemen maupun teknis untuk berbagai jenis peralatan industri adalah sentral dari ketercapaian berbagai pelaksanaan atas perumusan konsep sustainable energy. Dengan penerapan manajemen energi yang baik diharapkan dapat menghemat energi sekaligus meminimisasi dampak lingkungan yang pada akhirnya menghemat biaya. Pasokan energi yang handal dan berkelanjutan merupakan kondisi yang vital untuk mendukung aktifitas manusia saat ini dan masa yang akan datang. Seperti diketahui, aktifitas manusia di satu sisi telah membawa dampak kerusakan di muka bumi dan menipisnya cadangan energi fosil. Oleh sebab itu, pengetahuan dalam mengatur pemanfaatan energi secara lebih cerdas dan beretika melalui penghematan sumber energi fosil dan meningkatkan penggunaan energi terbarukan serta penggunaan energi yang lebih efektif, merupakan suatu investasi yang tak ternilai dalam mendukung upaya pengembangan sumber energi yang berkelanjutan. Oleh karena itu, penting untuk kita dalam memahami sistem energi saat ini dan potensi yang akan datang yang mencakup aspek produksi, konversi dan penggunaan energi, serta keterkaitannya dengan aspek ekonomi, sosial dan lingkungan, khususnya dalam rangka memenuhi kebutuhan energi regional dan global dengan cara yang lebih berkelanjutan. Selain itu, saat ini banyak gedung komersial yang ada tidak efisien penggunaan energinya, maka terdapat beberapa peluang untuk memperbaiki bangunan tersebut dengan desain sistem energi yang lebih efisien dan peralatan yang baru. Dengan demikian, penguasaan akan metode perbaikan efisiensi energi gedung menggunakan data utilitas, membuka kesadaran pemilik gedung komersial akan pentingnya efisiensi dan kenyamanan, sehingga diharapkan mampu menjabarkan tentang cara audit energi dalam rangka meningkatkan efisiensi energi dan mereduksi biaya energi, serta analisis biaya peningkatan efisiensi energi.

Hasil penelitian menyebutkan bahwa gas bumi merupakan sumber energi bersih dan vital saat ini dan masa mendatang, oleh sebab itu sangatlah penting bagi anda yang berkecimpung dalam industri energi/instansi yang terkait bidang gas bumi/peneliti/pendidik/profesi lain memahami keterkatitan rantai nilai gas bumi. Pengetahuan akan gas bumi ini mencakup state of the art teknologi gas dan keekonomian serta kebijakan gas bumi yang akan sangat bermanfaat dalam mendukung sustainable energy.

Selain energi gas bumi, energi panas bumi (Geothermal Energy) merupakan sumber energi yang bersifat terbarukan (renewable energy). Energi panas bumi menjadi pilihan utama sumber energi yang ramah lingkungan (green energy) serta memiliki cadangan yang sangat besar di Indonesia (sekitar 20.000 MWe). Pemahaman tentang energi panas bumi sangatlah penting dalam industri energi, instansi yang terkait bidang energi, baik sebagai peneliti, pendidik, maupun pemerintah daerah atau profesi lain yang memiliki keterkaitan dalam pemahaman energi. Selain itu, hal penting lainnya antara lain mencakup teknologi eksplorasi, teknologi direct use, eksploitasi jangka panjang dan keekonomian serta kebijakan yang akan sangat bermanfaat dalam mendukung sustainable energy.

HAMBATAN:

Krisis listrik di Jawa-Bali hingga kini belum kunjung usai. Solusi klasik terhadap masalah ini adalah dengan membangun pembangkit-pembangkit listrik baru. Padahal disamping itu, sesungguhnya pembangunan interkoneksi Sumatera-Jawa juga merupakan sebuah solusi yang strategis. Sayangnya solusi ini cenderung tidak menjadi prioritas. Alasan utamanya apalagi kalau bukan karena mahalnya biaya investasi.

2. Pengembangan dan Penggunaan Energi Alternatif

Bahan bakar nabati (BBN), dalam bentuk bioetanol dan biodisel, menjadi secercah harapan baru bagi pemerintah untuk meningkatkan devisa, menciptakan lapangan kerja baru serta membantu mengurangi angka kemiskinan. Pemanfaatan BBN juga diharapkan mengurangi pencemaran udara serta menciptakan kemandirian energi dengan mengurangi ketergantungan terhadap impor minyak bumi.

Akhir tahun 2006 yang lalu MIT dengan sponsor dari Departemen Energi AS merilis laporan mengenai EGS (enhanced geothermal system) yang diberi judul The Future of Geothermal Energy. Laporan yang disusun oleh berbagai ahli di bidang teknologi energi, ekonomi dan lingkungan tersebut menyimpulkan bahwa dengan memanfaatkan EGS, energi panas bumi akan mampu menyumbang 10% kebutuhan listrik di AS pada tahun 2050. Jumlah ini setara dengan pembangkit listrik beban dasar dengan kapasitas 100 GWe. Bahkan laporan tersebut juga menyebutkan, dengan pengembangan teknologi lebih lanjut, jumlah energi yang secara ekonomis dapat dimanfaatkan bisa meningkat hingga 10 kali lipat dari yang ada saat ini. Dengan demikian, menurut laporan tersebut, EGS bisa menjadi sumber energi pilihan yang berkelanjutan hingga berabad-abad.

Energi tidal atau energi pasang surut barangkali kurang begitu dikenal dibandingkan dengan energi samudera yang lain seperti energi ombak (wave energy). Jika dibandingkan dengan energi angin dan surya, energi tidal memiliki sejumlah keunggulan antara lain: memiliki aliran energi yang lebih pasti/mudah diprediksi, lebih hemat ruang dan tidak membutuhkan teknologi konversi yang rumit. Kelemahan energi ini diantaranya adalah membutuhkan alat konversi yang handal yang mampu bertahan dengan kondisi lingkungan laut yang keras yang disebabkan antara lain oleh tingginya tingkat korosi dan kuatnya arus laut.

Perkembangan energi nuklir hingga tiga dekade mendatang akan sangat dipengaruhi oleh ketersediaan uranium alam serta besar kecilnya pertumbuhan kapasitas reaktor-reaktor baru di dunia. Dengan teknologi once-through fuel cycle yang digunakaan reaktor-reaktor nuklir yang ada saat ini, bahan bakar yang berupa uranium hanya dimanfaatkan sekali pakai. Konsumsi uranium yang besar tanpa disertai dengan penemuan deposit-deposit uranium baru akan berakibat pada kelangkaan suplai. Pertanyaan utama saat ini adalah kapan kelangkaan suplai tersebut akan terjadi dan apa pengaruhnya terhadap masa depan energi nuklir. Perkembangan energi nuklir hingga tiga dekade mendatang akan sangat dipengaruhi oleh ketersediaan uranium alam serta besar kecilnya pertumbuhan kapasitas reaktor-reaktor baru di dunia. Dengan teknologi once-through fuel cycle yang digunakaan reaktor-reaktor nuklir yang ada saat ini, bahan bakar yang berupa uranium hanya dimanfaatkan sekali pakai. Konsumsi uranium yang besar tanpa disertai dengan penemuan deposit-deposit uranium baru akan berakibat pada kelangkaan suplai. Pertanyaan utama saat ini adalah kapan kelangkaan suplai tersebut akan terjadi dan apa pengaruhnya terhadap masa depan energi nuklir.

Negara yang memiliki kandungan sumber daya energi yang besar, identik dengan kemakmuran. Logikanya sederhana, kekayaan alam tersebut akan menggerakkan pertumbuhan ekonomi. Oleh karenanya, penting bagi kita menjaga kesinambungan ketersediaan energi untuk bekal masa depan bangsa dan anak cucu kita.