Your SlideShare is downloading. ×
0
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Sde tm1-070312
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Sde tm1-070312

800

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
800
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
10
Actions
Shares
0
Downloads
17
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. SUMBER DAYA ENERGIKuliah I :(Perkembangan pemakaian energi)
  • 2. Buku Ajar1. ENERGI,Sumberdaya, inovasi, tenaga listrik danpotensi ekonomiAbdul Kadir, Penerbit UI, Edisi ketiga/ Revisi,2010
  • 3. • Awal sejarah peradaban, menggunakan otot manusia & binatang sertabiomass (kayu)• Periode berikutnya mulai memanfatkan sumber daya alam lainnya, kincirangin, kincir air• Awal abad 13 mulai ditemukan sumber energi batubara• Awal abad 18 ditemukan mesin uap yang menggunakan batubara sebagaisumber energi (awal dari revolusi industri)• Awal abad 19 ditemukan minyak bumi yang mulai menggeser penggunaanbatubara terutama di transportasi dengan ditemukannya motorpembakaran• Akhir abad 19 hingga awal abad 20, energi batubara, air, minyak bumi, gasalam mulai digunakan untuk pembangkitan tenaga listrik• Awal abad 20 bentuk energi lain (panas bumi) mulai digunakan untukpembangkitan tenaga listrik selain juga untuk pemanasan• Pertengan abad 20, energi nuklir mulai diperkenalkan untuk pembangkitantenaga listrik, selain untuk keperluan yang lain• Pertengahan abad 21 mulai ditemukan energi hidrogen untukpembangkitan tenaga listrikEvolusi sumber-sumber energi
  • 4. Evolusi sumber-sumber energi
  • 5. Periode pemanfaatan sumber-sumber energiSumber Energi Perkiraan Awal Masa Penggunaan Jenis PemanfaatanKayu Prasejarah Memasak, pemanasanAwal sejarah PertukanganAngin Awal sejarah Pengangkutan, penggilinganAir Awal sejarah lanjut Pengangkutan, penggilinganBatubara Awal abad ke 13 Pemanasan, memasakAwal Revolusi IndustriBatubara Awal abad ke-18 Mesin uap untuk industriAwal abad ke-19 Mesin uap untuk transportasiMinyak bumi Awal abad ke-19 Penerangan, pemanasan, memasakPeningkatan IndustrialisasiMinyak bumi Awal abad ke-20 TransportasiBahan bakar fosil Awal abad ke-20 Pembangkit listrik termalAir Awal abad ke-20 Pembangkit listrik hidroGas alam Awal abad ke-20 Pemanasan, memasak, industri pupukPanas Bumi Awal abad ke-20 lanjut Tenaga listrik, pemanasanNuklir Fusi Pertengan abad ke-20 Tenaga listrik, penggunaan khususSurya Akhir abad ke-20 Tenaga listrik, pemanasanHidrogen Awal abad ke-21 Tenaga listrik, penggunaan khususNuklir Fisi Tengah abad ke-21 Tenaga listrik, penggunaan khusus
  • 6. Konsumsi energi per kapita
  • 7. EVOLUSI PEMANFAATAN ENERGI
  • 8. Sumber energi & proses konversinya
  • 9. Faktor yg mempengaruhi pembentukan SDE• Biomas : energi sinar matahari dirubah & disimpan dalam batang & dahantumbuhan• Angin : perpindahan udara karena panas sinar marahari• Air : penguapan air laut & danau karena panas sinar matahari berubahmenjadi hujan di pegunungan yang mengalir ke sungai• Batubara : bahan organik dari biomas hutan yang tenggelam jutaan tahun• Minyak/ gas : bahan organik dari binatang kecil yg tertimbun danmengalami proses penekanan dalam jutaan tahun• Panas bumi : pertemuan antara panas dari magma dengan air• Pasang surut : resultan dari gravitasi dan rotasi bumi , bulan dan matahariyang mempengaruhi air laut• Panas laut : energi radiasi matahari diserap air laut• Ombak laut : pergerakan air laut karena ditiup angin• Nuklir : reaksi materialMatahari merupakan sumber segala bentuk energi dibumi, semua bentukenergi tersebut dapat dirubah menjadi energi listrik. Tanpa sang surya tidakmungkin ada kehidupan di bumi
  • 10. Matahari sebagai sumber daya energiJenis Suberdaya Energi yangtersedia di BumiLokasi Dengan BantuanProses UtamaBumi BumiBulanMatahariAngkasaAtmosferTanahAirGravitasiRotasiMagmaOrganikKimiaReaksiMaterialAirUdaraGravitasiGravitasiRadiasiMekanikalPanasListrikBiomas ● ● ● ● ● ● ● ●Angin ● ● ● ● ● ● ●Air ● ● ● ● ● ● ●Batubara ● ● ● ● ●Minyak bumi dan Gas alam ● ● ● ● ●Panas Bumi ● ● ● ● ●Nuklir ● ● ● ● ●Radiasi Surya ● ● ● ● ● ●Pasang Surut ● ● ● ● ● ● ● ●Sel Bahan Bakar ● ● ●Panas Laut ● ● ● ●Ombak Laut ● ● ● ● ●Arus Pancar ● ● ● ● ●
  • 11. E2T2 RPlanetRadiasi SuryaE1 = 1,2 kW/m2Pengaruh Radiasi Matahari• Bila S padat radiasi surya, maka energi yg diserap planet adalah :dimana : E1 = energi yang diterima planetE2 = energi yg diserap oleh planetS = padat radisi suryaR = radius planetα = angka refleksi permukaan planet• Planet yg panas akan memancarkan sebagian energinya ke angkasa sebesar E3sehingga berlaku persamaan : E1 = E2 + E3)1(.. 22   SRERadiasiInframerahE3
  • 12. • Dari hukum radiasi Stefan Boltzman diketahui bahwa pancaran energikarena suhu akan merupakan radiasi inframerah yang persatuan luasdinyatakan dengan : εσT4• Sehingga E3 = 4πR2. εσT4Dimana : E3 = energi yang dipancarkan planetR = radius planetε = angka pancaran (emissivity) permukaan planetσ = konstanta = 5,673 x 104 J/m2.det.K4T = suhu permukaan planet• Kesesimbangan akan tercapai apabila E1 = E3• Sehingga dicapai suhu akhir planet T2 menjadi :• Bila digunakan data planet bumi, dimana :• S = 1,2 kW/ m2 ; ε = 1 ; σ =0,34• Akan diperoleh T2 = 243 K ( atau lebih kurang 30 oC )Pengaruh Radiasi Matahari4/124)1( ST
  • 13. • Lapisan atmosfer berfungsi semacam selimut bagi permukaanbumi. Lapisan ini tembus pancaran sinar surya akan tetapimenyerap dan mengembalikan sebagian pancaran inframerah kebumi. Bila β merupakan fraksi energi pancaran yang dipantulkankembali ke bumi oleh lapisan atmosfer, maka :• Sehingga suhu akhir planet menjadi :• Dimana β merupakan angka refleksi dari atmosfer, semakin besarharga β nilai suhu akhir T2 dari bumi akan lebih tinggi dari 243 K.• Besar kecilnya nilai β dipengaruhi oleh tingkat konsentrasi CO2 diatmosfer, yang merupakan dampak dari penggunaan energi fosildunia yang berlebihan, sehingga menimbulkan efek rumah kaca(green house effect), yang mendorong meningkatnya suhupermukaan bumi tahun ke tahun.Pengaruh Radiasi MatahariE3 = 4πR2. εσ (1-β) T44/12)1(4)1(ST
  • 14. Peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer
  • 15. Deviasi peningkatan temperatur permukaan bumi
  • 16. Distribusi & arus energi Matahari• Energi Surya/ Matahari– Langsung : pancaran/ radiasi matahari– Tidak langsung : tenaga angin, tenaga air, panas laut termasuk jugabiomas• Perkiraan jumlah energi yg dipancarkan matahari ke ruangangkasa : 6,41 x 107 W/m2• Kepadatan energi surya yang memasuki atmosfir bumidiperkirakan 1,2 kW/m2• Dari jumlah tersebut 34 % dipantulkan kembali ke ruangangkasa• Sebagian, diperkirakan 19% diserap atmosfer oleh komponendi udara seperti CO2, debu, awan• Selebihnya sekitar 47 % diserap oleh bumi atau sekitar 0,564kW/m2, bila dikalikan luas bumi (1,3x1014 m2), energi suryayang diserap bumi setara dengan 1,3x1010 MW
  • 17. • Energi yang diserap oleh bumi akhirnya dikembalikan keatmosfer melalui :– Proses penguapan 33%– Energi kinetik 0,215 % (ombak, arus laut, angin)– Radiasi inframerah 14 %– Fotosintesis 0,023 %• Energi yg terdapat di bumi karena grafitasi, konfigurasimatahari bulan bumi sehingga terjadi pasang surutdiperkirakan berjumlah 3,2 x 106 MW• Energi yang berasal dari dalam bumi sendiri berupa panasbumi diperkirakan 2,7 x 107 MW• Pemakaian energi primer oleh manusia pada tahun 1980adalah setara 230 x 106 MWDistribusi & arus energi Matahari
  • 18. Diagram Arus Energi di Bumi
  • 19. Proses pemanfaatan energi matahariBiomasKayutumbuh-tumbuhanEnergiAngin,OmbakAtmosfer Lautan Langsung Kolektor Buatan ManusiaT. Air,panaslautPasif Termal PhotovoltaikSatelitSuryaENERGI YANG DIMANFAATKAN
  • 20. Energi & beberapa pengertian lain• Kamus Umum Bahasa Indonesia (W.J.S.Purwadarminta) : “Energi adalah tenaga, ataugaya untuk berbuat sesuatu”• Pengertian sehari-hari : energi adalahkemampuan untuk melakukan sesuatu pekerjaan• Energi dapat mempunyai berbagai bentuk :– Medan listrik– Medan magnit– Energi potensial– Energi kinetik– Energi kimia
  • 21. Beberapa istilah dibidang energi• Sumberdaya (resource):– Ditemukan• Teragakan (demonstated)» Terukur / terbukti (proven)» Terindikasi (probable)• Terduga (possible)– Belum ditemukan• Hipotesis• Spekulatif• Cadangan (reserve) : adalah sumberdaya yangditemukan dan yang dapat dimanfaatkan sampaidengan taraf marginal dari aspek kelayakan ekonomis
  • 22. Klasifikasi Cadangan SDESUMBER DAYA (RESOURCE)Ditemukan (Discovered) Belum ditemukanTeragakan (demonstrated)Terduga(possible/infered)Hipotesis SpekulatifTerukur(proven)Terindikasi(indicated/probable)EkonomisCADANGAN (RESERVE)MarginalSubmarginalCadangan adalah sumber daya energi yang ditemukan dan yangdapat dimanfaatkan sampai dengan taraf keekonomian marginal
  • 23. Analogi pertumbuhan sumberdaya• Bila ditemukan suatu sumber daya cadangan akumulatif totalA naik dari nol ketas secara eksponensial, kemudian akanmenurun secara perlahan setelah dieksplorasi.• Nilai A akan selalu mengikuti kurva bentuk S, pertumbuhansumberdaya naik sesuai permintaan, semakin banyakkonsumsi cadangan akan menurun, semakian langka/ mahal.• Kurva konsumsi K pada dasarnya mengikuti lengkung S jugadengan sedikit tertinggal waktu.• Cadangan total yang ditemukan secara akumulatif adalah P• Selisih antara nilai A dan K adalah B = A-K adalah cadangansesaat.• Cadangan sesaat adalah nilai B mengikuti kurva lengkungGauss.
  • 24. Kurva pertumbuhan sumberdayaA = Kurva Cadangan TotalB = Kurva Cadangan sesaatK = Kurva Konsumsi
  • 25. Energi, Eksergi dan Anergi• Pengertian energi adalah “perbedaan Energi”– Energi : jumlah energi absolut yang berhubungan dengan taraf yangpaling rendah– Eksergi : jumlah energi secara relatif yaitu selisih energi denganlingkungan– Anergi : selisih antara energi dan eksergiEnergi = Anergi + Eksergi• Apa yang sehari-hari kita sebut energi sebenarnya adalah eksergi, yaitumerupakan bagian energi yang dapat dimanfaatkan untuk bekerja• Sedangkan Anergi merupakan bagian energi yang secara praktis tidakdapat dimanfaatkan.• Hal ini karena adanya suatu faktor konversi yang biasa dikenal FaktorCarnot (Carnot Efficiency) dipakai untuk konversi dari Energi ke Eksergi dansebaliknyaeneks EKKKE121 121KKKC = faktor Carnot
  • 26. • Energi terdapat dalam berbagai bentuk :– Energi kinetik– Energi potensial– Energi massa• Energi kinetik adalah energi akibat dari suatu gerakan bendadimana : m = massa benda (kg) dan v = kecepatan benda (m/s)• Energi potensial misalnya energi yg tersimpan dalam pegas tertekan,energi kimia tersimpan dalam bahan bakar fosil, energi grafitasi padabenda yang terangkat dari permukaan bumi.• Awan yg merupakan kumpulan uap air akibat penguapan memiliki energipotensial sebesardimana m = massa dari air (kg) ; g = percepatan grafitasi (m/s2) dan h =tinggi jatuh air (m)• Ini merupakan prinsip dari pembangkit listrik tenaga air (PLTA)Satuan energi221 mvEk mghEp 
  • 27. Satuan energi• Bentuk energi ketiga adalah Energi massa yang merupakan hasil konversimassa menjadi energi yang terjadi pada proses fisi maupun fusi nuklir.• Matahari pada dasarnya sebuah reaktor fusi nuklir raksasa yangmengkonversikan sebagian massa hidrogen menjadi energi panas danradiasi.• Hal ini dinyatakan dengan rumus Einstein :dimana : m = massa yang dikonversikan (kg) dan c = kecepatan cahayabergerak dalam ruang hampa ( = 3 x 108 m/s), sementara E merupakanenergi yang dibebaskan dalam proses konversi tersebut.2mcE 
  • 28. Satuan energiSatuan Energi Joule Kilowatt-Jam Kalori Btu1 Joule 1 2,778 x 10-7 0,2389 9,48 x 10-41 Kilowatt-jam (kWh) 3,6 x 104 1 8,6 x 105 34131 Kalori (Cal) 4,186 1,163 x 10-6 1 3,969 x 10-31 Btu 1055 2,93 x 10-4 252 11 Therm 1,055 x 104 29,3 2,52 x 107 1 x 1051 Quad (Q) 1,055 x 1018 2,93 x 1011 2,52 x 1017 1 x 10151 Foot-pound (ft-lb) 1,356 3,766 x 10-7 0,3239 1,285 x 1031 Kilokalori (kCal) 4186 1,163 x 10-3 1000 3,9691 Electron-volt (eV) 1,602 x 10-19 4,45 x 10-26 3,827 x 10-20 1,59 x 10-221 Barrel minyak 6,12 x 109 1700 1,46 x 109 5,8 x 1061 Galon bensin 1,32 x 108 36,7 3,16 x 107 1,25 x 1051 Ton batubara 2,36 x 1010 6,57 x 103 5,65 x 109 2,24 x 1071 Kaki kubif (scf) gas alam 1,08 x 106 0,269 2,57 x 105 1020
  • 29. Efisiensi pemanfaatan energi• Konversi energi baik buatan manusia maupun yg terjadi secara alamiah, selalumengikuti hukum-hukum dasar fissika yaitu Hukum Pertama Termodinamika yangmenyatakan bahwa : “jumlah energi dan massa di alam semesta adalah konstan”• Hukum pertama termodinamika dapat dirumuskan sbb :E = K + S2 – S1= K + R dengan R = S2 – S1dimana : E = energi masukan (input) suatu proses kerjaK = jumlah energi yg dihasilkan dari prosesR = kerugian energi yg terjadi pada prosesS1 = jumlah energi awal diluarS2 = jumlah energi akhir diluar , dengan S2 > S1• Jumlah energi R biasanya dilepaskan ke lingkungan berupa panas, sehingga suhuakhir lingkungan lebih tinggi• Efisiensi pemanfaatan energi dapat dirumuskan sbb :EKp 
  • 30. Konsumsi energi primer dunia
  • 31. PEMAKAIAN ENERGI DUNIAPRIMARY ENERGY
  • 32. PEMAKAIAN ENERGI DUNIAPRIMARY ENERGY
  • 33. PEMAKAIAN ENERGI DUNIA
  • 34. PEMAKAIAN ENERGI DUNIAOIL
  • 35. PEMAKAIAN ENERGI DUNIAOIL
  • 36. PEMAKAIAN ENERGI DUNIAOIL
  • 37. PEMAKAIAN ENERGI DUNIANATURAL GAS
  • 38. PEMAKAIAN ENERGI DUNIANATURAL GAS
  • 39. PEMAKAIAN ENERGI DUNIANATURAL GAS
  • 40. PEMAKAIAN ENERGI DUNIACOAL
  • 41. PEMAKAIAN ENERGI DUNIACOAL
  • 42. PEMAKAIAN ENERGI DUNIACOAL
  • 43. PEMAKAIAN ENERGI DUNIANUCLEAR ENERGY & HYDRO ELECTRICITY
  • 44. PEMAKAIAN ENERGI DUNIARENEWABLE ENERGY
  • 45. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIASistem penyediaan dan kebutuhan energi Indonesia
  • 46. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIA
  • 47. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIA
  • 48. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIA
  • 49. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIA
  • 50. Perbandingan konsumsi energi per kapitaData th 1992
  • 51. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIASektor RumahTanggaDesaKayu bakarArang KayuMinyak TanahKotaMinyak tanahGas KotaElpijiListrikPola konsumsi bahan bakar untuk rumah tangga
  • 52. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIASektorTransportasiJalan RayaPremiumHSDKereta ApiListrikBatubaraSungaiDanau FeriIDOAngkutanlautMFOAngkutanUdaraAfturAvgasPola konsumsi bahan bakar untuk Transportasi
  • 53. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIASektorIndustriBesar &MenengahBatubaraGas alamHSD &MFOListrikKecilHSDBriketBatubaraListrikPola konsumsi bahan bakar untuk Industri
  • 54. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIA
  • 55. Potensi Energi Biomas di IndonesiaSumber Energi Produksi (106 Ton/ Th) Energi (109 kCal/ Th) Pangsa (%)Kayu 25,0 100,0 72,0Sekam padi 7,55 27,0 19,4Bonggol jagung 1,52 6,8 4,9Temporung Kelapa 1,25 5,1 3,7Potensi Total 35,52 138,9 100,0Data th 1978
  • 56. Potensi energi biogas di IndonesiaJenis Populasi(Juta)Tinja (Tonkering/hari)Biogas(m3/kg)Energi (106kCal/hari)Pangsa(%)Sapi, kerbau 13,233 68,8 0,25 86,0 60,4Kuda 0,675 2,43 0,25 3,0 2,1Kambing, Domba 16,431 4,93 0,25 6,1 4,3Babi 6,484 4,53 0,44 9,9 7,0Itik, ayam 117,564 4,11 0,60 12,3 8,7Manusia 185,0 12,44 0,40 24,8 17,5Potensi Total 142,1 100,0Data th 1988
  • 57. PEMAKAIAN ENERGI INDONESIA

×