16
BAB 3
PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang pembahasan terkait masalah yang dibahas, meliputi energi
terbarukan, sumber energi terbarukan, sumber energi berskala kecil, dan
permasalahannya.
1. Energi Terbarukan
Konsep energi terbarukan
mulai dikenal pada tahun 1970-an,
sebagai upaya untuk mengimbangi
perkembangan energi berbahan
nuklir dan fosil. Defenisi paling
umum adalah sumber energi yang
dapat dengan cepat dipulihkan
kembali secara alami, dan
prosesnya berkelanjutan. Beberapa
ahli memberikan defenisi mengenai energi terbarukan. Menurut Hodgson
(2010), “A renewable source is one that is not used up, buat what we really
want is one that is always available.” Selain itu, Goldemberg dan Lucon
(2010) menambahkan bahwa “... as it is possible to develop a new
techonology for obtaining renewable energy with simultaneous gains in
efficiency.” Dari kutipan diketahui bahwa energi terbarukan sebagai bentuk
energi yang sangat dibutuhkan karena selalu tersedia dan dengan adanya
kemajuan teknologi menghasilkan energi terbarukan untuk meningkatkan
efisiensi energi.
1.1. Energi berkelanjutan
Energi berkelanjutan dapat diartikan sebagai penyediaan
energi yang kontinuitas yang dapat memenuhi kebutuhan manusia
zaman modern tanpa mengorbankan kemampuan generasi mendatang
Gambar 1 : Ilustrasi Energi Terbarukan
(Sumber: www.informasitips.com, diakses 29 Januari
2020 Pk21.49)
17
untuk memenuhi kebutuhan mereka. Teknologi yang mempromosikan
energi berkelanjutan, seperti sumber energi terbarukan, seperti
pembangkit listrik tenaga air, energi surya, energi angin, tenaga ombak,
energi panas bumi, fotosintesis buatan, dan tenaga pasang surut,
dirancang untuk meningkatkan efisiensi energi.
2. Sumber Utama Energi Terbarukan
Sumber energi terbarukan adalah sumber energi yang input-nya
tersedia sepanjang masa, tidak akan habis dan dapat diperbarui baik secara
alamiah maupun melalui rekayasa manusia. Dengan demikian, output-nya
juga akan diperoleh sepanjang waktu, lestari, dan berkesinambungan
melalui rekayasa manusia.
Berbagai sumber energi yang dihasilkan energi terbarukan seperti
angin, mikrohidrologi, geothermal, biomassa, foto voltaik, dan gelombang
laut. Dalam penggunaan energi terbarukan, kemajuan teknologi sangat
dibutuhkan. Tanpa didukung teknologi yang maju, sumber energi ini akan
kurang efektif pendayaanya. Namun, dalam dalam penggunaan energi
terbarukan, tetap harus memperhatikan kelestarian lingkungan. Berikut
pembahasan mengenai sumber-sumber energi terbarukan yang utama.
2.1. Energi Panas Bumi
Panas bumi adalah
sumber energi panas yang
terkandung di dalam air panas,
uap air, dan batuan bersama
mineral dan gas lainnya yang
tidak dapat dipisahkan dalam
suatu sistem panas bumi. Panas
bumi merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui, berpotensi
besar serta sebagai salah satu sumber energi pilihan dalam
keanekaragam energi.
Gambar 2 : Sumber Panas Bumi
(Sumber: www.tribunnews.com diakses 29 Januari
2020 Pk21.53)
18
Daerah sumber hidrotermal yang luas dan terbentuk secara
alami disebut dengan reservoir panas bumi. Kebanyakan reservoir panas
bumi berada jauh di bawah tanah tanpa petunjuk yang terlihat di
permukaan. Reservoir panas bumi terbagi menjadi 4 (empat) jenis, yaitu
reservoir hidrothermal, reservoir bertekanan tinggi, reservoir batuan
panas kering, dan reservoir magma. Reservoir hidrothermal sendiri
memiliki 4 (empat) komponen utama, yakni sumbe panas, daerah
resapan untuk menangkap air meteorik, batuan permeabel, dan air yang
membawa panas dari reservoir ke permukaan bumi.
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB) atau
geothermal power plant adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan
panas yang dihasilkan oleh perut bumi untuk menghasilkan tenaga
listrik. Panas yang dihasilkan perut bumi ini dapat berupa uap air
maupun air panas yang kemudian digunakan untuk memutar turbin yang
dikopel langsung dengan rotor generator untuk menghasilkan energi
listrik.
Secara umum,
proses kerja PLTPB
memiliki kesamaan
dengan Pembangkit
Listrik Tenaga Uap
(PLTU). Uap yang
dihasilkan digunakan
untuk memutar turbin
yang seporos dengan rotor
generator, sehingga generator dapat menghasilkan energi listrik. Yang
membedakan adalah, PLTU mendapat uap air dengan cara memanaskan
air yang ada pada boiler dengna menggunakan bahan bakar batubara
atau gas. Sedangkan PLTPB mendapat uap air langsung dari perut bumi
melalui sumur produksi. Uap air yang telah digunakan untuk memutar
turbin akan diembukan dengan menggunakan kondenser. Air hasil
pengembunan akan diinjeksikan ke perut bumi melalui sumur injeksi.
Gambar 3: Diagram PLTPB
(Sumber: www.rakhman.netdiakses 29 Januari 2020Pk21.56)
19
Beberapa PLTPB di Indonesia adalah PLTP Gunung Salak
(Jawa Barat), PLTP Wayang Windi (Jawa Tengah), PLTP Gunung
Salak (Sukabumi, Jawa Barat), dan lain-lain.
2.2. Energi Surya
Energi surya adalah energi yang dihasilkan dari substansi
berupa sinar dan panas dari matahari. Energi ini dapat dimanfaatkan
dengan menggunakan berbagai macam teknologi seperti pemanas surya,
listrik panas surya, arsitektur surya, dan fotosintesis buatan. Teknologi
energi surya secara umum dikategorikan menjadi dua kelompok, yakni
teknologi pemanfaatan pasif dan teknologi pemanfaatan aktif.
Pengelompokan ini tergantung pada proses penyerapan, pengubahan,
dan penyaluran energi surya. Contoh pemanfaatan energi surya secara
aktif adalah penggunaan panel fotovoltaik dan panel penyerap panas.
Contoh pemanfaatan energi surya secara pasif meliputi mengarahkan
bangunan ke arah matahari, memilih bangunan dengan massa termal
atau kemampuan dispersi cahaya yang baik, dan merancang ruangan
dengan sirkulasi udara alami.
Energi surya umumnya merujuk pada penggunaan radiasi
surya untuk kebutuhan praktis. Tetapi, semua energi terbarukan, kecuali
geotermal dan pasang surut, berasal dari matahari. Teknologi surya
dikategorikan secara umum menjadi: teknologi pasif dan teknologi
aktif, tergantung pada cara penyerapan, konversi, dan penyaluran
cahaya matahari. Teknologi aktif meliputi penggunaan panel
fotovoltaik, pompa, dan kipas untuk mengubah energi surya ke bentuk
yang berguna. Teknologi pasif meliputi pemilihan bahan konstruksi
yang memiliki sifat termal yang bagus, perancangan ruangan dengan
sirkulasi udara secara alami, dan menghadapkan bangunan ke matahari.
Teknologi aktif meningkatkan persediaan listrik dan disebut sebagai
teknologi sisi penawaran, sedangkan teknologi pasif mengurangi
kebutuhan sumber daya alam lain dan disebut sebagai teknologi sisi
permintaan.
20
Pembangkit
listrik tenaga surya atau
disingkat PLTS adalah
pembangkit listrik yang
mengubah energi surya
menjadi energi listrik.
Pembangkitan listrik
bisa dilakukan dengan
dua cara, yaitu secara
langsung menggunakan fotovoltaik dan secara tidak langsung dengan
pemusatan energi surya. Fotovoltaik mengubah secara langsung energi
cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Pemusatan
energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan
dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari ke satu titik
untuk menggerakan mesin kalor. Di Indonesia, PLTS yang memiliki
skala besar di antaranya adalah sebagai berikut!
No Lokasi PLTS Kapasitas
1 Oelpuah, Kupang (NTT) 5 MWp
2 Kabupaten Karangasem, Bali 1 MW
3 Kabupaten Bangli, Bali 1 MW
4 Pulau Gili Trawangan (NTB) 600 kWp
5 Pulau Gili Air (NTB) 160 kWp
6 Pulau Gili Meno (NTB) 60 kWp
7 Pulau Medang, Sekotok, Moyo, Bajo
Pulo, Maringik, dan Lantung
900 kWp
8 Raijua (NTT) 150 kWp
9 Nule (NTT) 250 kWp
10 Pura (NTT) 175 kWp
11 Solor Barat (Flores Timur, NTT) 275 kWp
12 Motorai (Maluku Utara) 600 kWp
13 Kelang (Maluku) 100 kWp
Gambar 4: PLTS Oelpuah di Kupang, PLTS terbesar di
Indonesia
(Sumber: www.detikfinance.com diakes 29 Januari 2020 Pk22.02)
21
14 Pulau Tiga (Maluku) 75 kWp
15 Banda Naira (Maluku) 100 kWp
16 Pulau Panjang (Maluku) 115 kWp
17 Manawoka (Maluku) 115 kWp
18 Tioor (Maluku) 100 kWp
19 Kur (Maluku) 100 kWp
20 Kabaena (Sulawesi Tenggara) 200 kWp
Tabel 1: PLTS Berskala Besar di Indonesia (Sumber: Alamendah.org)
2.3. Tenaga Angin
Angin adalah udara yang bergerak karena adanya perbedaan
tekanan di permukaan bumi. Angin bergerak dari suatu daerah yang
memiliki tekanan tinggi ke daerah yang memiliki tekanan yang lebih
rendah. Angin yang bertiup di permukaan bumi terjadi akibat adanya
perbedaan penerimaan radiasi surya, sehingga mengakibatkan
perbedaan suhu udara. Adanya perbedaan suhu tersebut menyebabkan
perbedaan tekanan, akhirnya menimbulkan gerakan udara. Perubahan
panas antara siang dan malam merupakan gaya gerak utama sistem
angin harian, karena beda panas yang kuat antara udara di atas darat dan
laut atau antara udara di atas tanah tinggi dan tanah rendah.
Sejak dahulu,
orang telah memanfaatkan
energi angin. Lebih dari
5.000 tahun yang lalu,
orang mesir kuno
menggunakan angin untuk
berlayar di Sungai Nil.
Menurut Hodgson (2010),
“wind has always been
used for ship propulsion
and continues to be important for fishing boats and yacts. Lagre ships
require coal or oil, but even for them some energy may be saved by
Gambar 5: Kincir Angin di Belanda yang menjadi ciri
khas negara tersebut
(Sumber: www.idntimes.com diakses 29 Januari Pk22.08)
22
adding sails for use when the wind is favourable.” Kata kincir angin
awalnya dikenal di Persia (Iran). Kincir angin awalnya tampak seperti
roda dengan dayung-dayng yang besar, kemudian orang-orang
mendirikan kincir angin untuk menggiling gandum dan biji-bijian.
Berabad-abad kemudian, orang-orang Belanda
mengembangkan desain dasar kincir angin ini. Mereka membuat baling-
baling berjenis pisau, namun masih berbentuk layar. Koloni Ameria
menggunakan kincir angin untuk menggiling gandum dan jagung,
memompa air, dan memotong kayu di pabrik kayu. Sampai akhir tahun
1920-an, Amerika menggunakan kincir angin kecil untuk menghasilkan
listrik di daerah perdesaan tanpa layanan listrik. Namun, ketika kabel
listrik mulai mengalirkan listrik ke daerah perdesaan pada tahun 1930-
an, kincir angin lokal mulai jarang digunakan.
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu/Angin (PLTB/A) adalah
pembangkit listrik yang dapat mengonversi energi angin menjadi energi
listrik. Energi angin memutar turbin angin/kincir angin. Turbin angin
yang berputar menyebabkan berputarnya rotor generator sehingga dapat
menghasilkan energi listrik.
Sebuah turbin
angin lebih menyerupai
baling-baling pesawat
ketimbang turbin uap atau
rotor gas. Menurut Fay
and Golomb (2002),”The
speed of wind turbine
blades are long and
slender; the tip of the blade moves at a speed much greater than the
wind speed.” Turbin angin bergerak dengan kecepatan yang jauh lebih
besar dari kecepatan angin. Sebuah baling mesin dirancang untuk
menghasilkan daya dorong yang besar sehingga turbin angin dapat
menghasilkan listrik. Beberapa PLTB yang ada di Indonesia, di
Gambar 6: PLTB Sidrap, PLTB Pertama di Indonesia
(Sumber: www.mongabay.co.id diakses 29 Januari 2020
Pk22.14)
23
antaranya adalah PLTB Sidrap (Sulawesi Selatan), PLTB Jeneponto
(Sulawesi Selatan), dan PLTB Tanah Laut (Kalimantan Selatan).
2.4. Tenaga Air
Pembangkit tenaga
air telah digunakan masyarakat
sejak dahulu. Di perdesaan,
orang-orang membangun
kincir air untuk berbagai
keperluan. Kincir air yang
dipasang di persawahan
digunakan untuk pengairan.
Sawah harus selalu digenangi
air agar padi dapat tumbuh dengan baik. Lahan persawahan yang lebih
tiggi dari sungai akan sulit mendapatkan air. Untuk mengatasinya,
dibangunlah kincir air untuk membawa air dari sungai ke lahan
pertanian tersebut. Aliran sungai yang deras akan menggerakkan
kincir. Di sekeliling kincir itu ditempatkan penampung air. Sampai di
puncak tertinggi dari kincir itu, air masuk ke penampungan atau pipa
(bambu) dan mengalirkannya ke persawahan. Orang-orang juga
memanfaatkan tenaga air dari kincir air untuk menumbuk padi.
Air mengandung tenaga yang besar. Untuk memperoleh
tenaga itu, pada awalnya digunakan air terjun. Namun, tidak di semua
tempat terdapat air terjun. Orang-orang berpikir untuk
memanfaatkannya dengan merancang air dari waduk atau danau
sehingga dapat menggerakkan kincir atau turbin.
Pada tahun 1882, Amerika Serikat membangun pembangkit
listrik yang pertama. Pembangkit ini menggunakan arus deras dari
sungai sebagai penggerak turbin. Beberapa tahun kemudian, waduk
dibangun untuk cadangan air. Waduk ini dapat mengatur perputaran air
untuk menjalankan turbin.
Gambar 7: Kincir Air Tradisional
(Sumber: www.pinterest.comdiakses 30Januari 2020
Pk07.30)
24
Prinsip dari stasiun pembangkit listrik tenaga air (PLTA)
adalah jarak jatuhya air ke turbin dan jumlah air yang mengalir. Oleh
sebab itu, sebuah PLTA sangat bergantung kepada pasokan air.
Biasanya tempat yang dapat menampung air dalam jumlah besar adalah
danau. Jika tidak ada danau, maka dibangunlah waduk. Dengan
penelitian selama beberapa tahun, para peneliti dapat menentukan
tempat yang tepat untuk membangun waduk dan instalasi pembangkit
listrik.
Waduk
biasanya berada di
sebelah atas, sedangkan
stasiun pembangkit
berada di bawahnya. Air
yang dialirkan ke bawah
memutar turbin
generator, sehingga
mampu menghasilkan listrik. Semakin tinggi jarak air jatuh, turbin
akan berputar semakin cepat. Semakin banyak air yang mengalir ke
turbin, semakin besar pula tenaga yang dihasilkan oleh turbin.
Selanjutnya, putaran turbin ini akan memutar generator yang akan
menghasilkan listrik. Makin besar stasiun PLTA, semakin besar pula
listrik yang dihasilkan.
Di Indonesia, sangat banyak terdapat PLTA ini. Pada masa
pemerintahan Presiden Joko Widodo, pembangunan PLTA sangat
digencarkan. Beberapa PLTA yang diresmikan oleh Presiden Joko
Widodo adalah PLTA Gondang (Karanganyar), PLTA Tambrauw
(Papua Barat), dan PLTA Rotiklot (NTT).
2.5. Biomassa
Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross
fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa
antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian,
Gambar 8: Bendungan Rotiklot di NTT yang dapat
difungsikan sebagai PLTA.
(Sumber: www.kelanakota.suarasurabaya.net diakses 30
Januari 2020 Pk07.35)
25
limbah hutan, tinja dan
kotoran ternak. Selain
digunakan untuk tujuan
primer serat, bahan
pangan, pakan ternak,
miyak nabati, bahan
bangunan dan
sebagainya, biomassa
juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Umum yang
digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai
ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk
primernya.
Sumber energi biomassa mempunyai beberapa kelebihan
antara lain merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui
(renewable) sehingga dapat menyediakan sumber energi secara
berkesinambungan (sustainable). Di Indonesia, biomassa merupakan
sumber daya alam yang sangat penting dengan berbagai produk primer
sebagai serat, kayu, minyak, bahan pangan dan lain-lain yang selain
digunakan untuk memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan
menjadi tulang punggung penghasil devisa negara.
Potensi
biomassa di Indonesia
yang bisa digunakan
sebagai sumber energi
jumlahnya sangat
melimpah. Limbah yang
berasal dari hewan
maupun tumbuhan
semuanya potensial untuk
dikembangkan. Tanaman pangan dan perkebunan menghasilkan limbah
yang cukup besar, yang dapat dipergunakan untuk keperluan lain seperti
bahan bakar nabati. Pemanfaatan limbah sebagai bahan bakar nabati
Gambar 9: Proses Pembentukan Biomassa
(Sumber: www.GE.com diakses 30 Januari 2020 Pk07.41)
Gambar 10: Contoh Produk Biomassa
(Sumber: www.alatujilingkungan.id diakses 30 Januari 2020
Pk07.44)
26
memberi tiga keuntungan langsung. Pertama, peningkatan efisiensi
energi secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada
limbah cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan.
Kedua, penghematan biaya, karena seringkali membuang limbah bisa
lebih mahal dari pada memanfaatkannya. Ketiga, mengurangi keperluan
akan tempat penimbunan sampah karena penyediaan tempat
penimbunan akan menjadi lebih sulit dan mahal, khususnya di daerah
perkotaan.
Selain pemanfaatan limbah, biomassa sebagai produk utama
untuk sumber energi juga akhir-akhir ini dikembangkan secara pesat.
Kelapa sawit, jarak, kedelai merupakan beberapa jenis tanaman yang
produk utamanya sebagai bahan baku pembuatan biodiesel. Sedangkan
ubi kayu, jagung, sorghum, sago merupakan tanaman-tanaman yang
produknya sering ditujukan sebagai bahan pembuatan bioetanol.
2.5.1. Bahan Bakar Bio Cair
Bahan bakar bio cair biasanya berbentuk bioalkohol
seperti etanol, metanol, biodiesel. Biodiesel dapat digunakan
pada kendaraan diesel modern dengan sedikit atau tanpa
modifikasi dan dapat diperoleh dari limbah sayur dan minyak
hewani serta lemak. Tergantung potensi setiap daerah, jagung,
gula bit, tebu, dan beberapa jenis rumput dibudidayakan untuk
menghasilkan bioetanol. Sedangkan biodiesel dihasilkan dari
tanaman atau hasil tanaman yang mengandung minyak (kelapa
sawit, kopra, biji jarak, alga) dan telah melalui berbagai proses
seperti esterifikasi.
2.5.2. Biomassa Padat
Biomassa padat bisa diartikan sebagai hasil suatu
proses fotosintesis, baik secara langsung maupun tidak
langsung, yang ada di bumi ini. Penggunaan langsung biasanya
dalam bentuk padatan yang mudah terbakar, baik kayu bakar
27
atau tanaman yang mudah terbakar. Bentuk biomassa ini antara
lain berwujud pohon (kayu) perdu, rerumputan, mapun limbah
pertanian atau kehutanan. Tanaman dapat dibudidayakan secara
khusus untuk pembakaran atau dapat digunakan untuk keperluan
lain, seperti diolah di industri tertentu dan limbah hasil
pengolahan yang bisa dibakar dijadikan bahan bakar. Pembuatan
briket biomassa juga menggunakan biomassa padat, di mana
bahan bakunya bisa berupa potongan atau serpihan biomassa
padat mentah atau yang telah melalui proses tertentu seperti
pirolisis untuk meningkatkan persentase karbon dan mengurangi
kadar airnya. Biomassa padat juga bisa diolah dengan cara
gasifikasi untuk menghasilkan gas.
2.5.3. Biogas
Biogas merupakan energi berbentuk gas yang dapat
dipergunakan sebagai energi pengganti listrik dan BBM.
Dinamakan biogas karena dalam pembentukannya terdapat
peran bakteri-bakteri fermentasi dan bahan baku organik.
Karena berbentuk gas, proses pembentukan biogas
membutuhkan ruangan yang kedap udara, tanpa oksigen atau
anaerob. Kondisi ini menjadi kelebihan dari sistem biogas, yakni
tidak ada bau atau aroma dari proses pengolahannya.
Biogas dapat dengan mudah dihasilkan dari berbagai
limbah dari industri yang ada saat ini, seperti produksi kertas,
produksi gula, kotoran hewan peternakan, dan sebagainya.
Gambar 11: Proses Pembentukan Biogas
(Sumber: www.lipi.go.id diakses 30 Januari 2020 Pk07.47)
28
Berbagai aliran limbah harus diencerkan dengan air dan
dibiarkan secara alami berfermentasi, menghasilkan gas metana.
Residu dari aktivitas fermentasi ini adalah pupuk yang kaya
nitrogen, karbon, dan mineral.
No Gas Hadi (1981) Price (1981)
1 Metana (CH4) 54-70% 65-75%
2 Karbondioksida (CO2) 27-35% 25-30%
3 Nitrogen (N2) 0,5 -2,0% <0,1%
4 Hidrogen (H2) - <0,1%
5 Karbon Monoksida (CO) 0,1% -
6 Hidrogen Sulfat (H2S) Rendah Sekali <0,1%
Tabel 2: Komposisi biogas berdasarkan penelitian
(Sumber: United Nation (1978))
3. Sumber Energi Skala Kecil
Selain sumber-sumber energi di atas, juga ada sumber energi yang
memiliki skala kecil, yakni piezoelektrik, jam otomatis, dan landasan
elektrokinetik
Piezoelektrik merupakan muatan listrik yang dihasilkan dari
pengaplikasian stress mekanik pada benda padat. Benda ini mampu
mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.
Jam otomatis (Automatic watch, self-winding watch) merupakan
jam tangan yang digerakkan dengan
energi mekanik yang tersimpan yang
didapatkan dari gerakan tangan
penggunanya. Energi mekanik
disimpan pada mekanisme pegas di
dalamnya.
Landasan elektrokinetik
(electrokinetic road ramp) yaitu
metode menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan energi kinetik
Gambar 12: Landasan Elektrokinetik
(Sumber: www.haute-innovation.com diakses 30
Januari 2020 Pk07.51)
29
dari mobil yang bergerak di atas landasan yang terpasang di jalan. Sebuah
landasan sudah dipasang di lapangan parkir supermarket Sainsbury's di
Gloucester, Britania Raya, dan listrik yang dihasilkan digunakan untuk
menggerakkan mesin kasir.
Menangkap radiasi elektromagnetik yang tidak termanfaatkan dan
mengubahnya menjadi energi listrik menggunakan rectifying antenna. Ini
adalah salah satu metode memanen energi (energy harvesting).
4. Masalah
Walaupun memberikan begitu banyak kelebihan, penggunaan
energi terbarukan menimbulkan pro dan kontra di masyarakat. Berikut
adalah beberapa masalah yang dihasilkan dari adanya penggunaan energi
terbarukan.
4.1. Estetika, Membahayakan Habitat, dan Pemanfaatan Lahan
Beberapa pihak tidak menyukai estetika turbin angin atau
mengemukakan isu-isu konservasi alam ketika panel surya besar
dipasang di pedesaan. Pihak yang mencoba memanfaatkan teknologi
terbarukan ini harus melakukannya dengan cara yang disukai, misalnya
dengan memanfaatkan kolektor surya sebagai penghalang kebisingan
sepanjang jalan, memadukannya sebagai peneduh matahari,
memasangnya di atap yang sudah tersedia, dan bahkan bisa
menggantikan atap sepenuhnya, juga sel fotovoltaik amorf yang dapat
digunakan untuk menggantikan jendela.
Beberapa sistem ekstrasi energi terbarukan menghasilkan
masalah lingkungan yang unik. Misalnya, turbin angin bisa berbahaya
untuk burung yang terbang, sedangkan bendungan air pembangkit listrik
dapat menciptakan penghalang bagi migrasi ikan, merupakan masalah
serius di bagian barat Laut Pasifik yang telah mengurangi populasi ikan
salmon. Pembakaran biomassa dan biofuel menyebabkan polusi udara
yang sama dengan membakar bahan bakar fosil, meskipun karbon yang
dilepaskan ke atmosfer ini dapat diserap kembali jika organisme
penghasil biomassa tersebut secara terus menerus dibudidayakan.
30
Masalah lain dengan banyak energi terbarukan, khususnya
biomassa dan biofuel, adalah sejumlah besar lahan yang dibutuhkan
untuk usaha pembudidayaannya.
4.2. Konsentrasi
Masalah lain yang muncul adalah variabilitas dan persebaran
energi terbarukan di alam, kecuali energi panas bumi yang umumnya
terkonsentrasi pada satu wilayah tertentu namun terdapat pada lokasi
yang ekstrem. Energi angin adalah yang tersulit untuk difokuskan,
sehingga membutuhkan turbin yang besar untuk menangkap energi
angin sebanyak-banyaknya. Metode pemanfaatan energi air bergantung
pada lokasi dan karakteristik sumber air sehingga desain turbin air bisa
berbeda. Pemanfaatan energi matahari dapat dilakukan dengan berbagai
cara, namun untuk mendapatkan energi yang banyak membutuhkan luas
area penangkapan yang besar.
Sebagai perbandingan, pada kondisi standar pengujian di
Amerika Serikat energi yang diterima 1 m2 sel surya yang memiliki
efisiensi 20% akan menghasilkan 200 watt. Kondisi standar pengujian
yang dimaksud adalah temperatur udara 20oCdan irradiansi 1000 W/m2.
4.3. Jarak ke Penerima Energi Listrik
Keragaman geografis juga menjadi masalah yang cukup
signifikan, karena beberapa sumber energi terbarukan, seperti panas
bumi, air, dan angin bisa berada di lokasi yang jauh dari penerima energi
listrik; panas bumi di pegunungan, energi air di hulu sungai, dan energi
angin di lepas pantai atau dataran tinggi. Pemanfaatan sumber daya
tersebut dalam skala besar kemungkinan akan memerlukan investasi
cukup besar dalam jaringan transmisi dan distribusi serta teknologi itu
sendiri dalam menghadapi lingkungan terkait.
31
4.4. Ketersediaan
Kekurangan lainnya yang cukup signifikan adalah
ketersediaan energi terbarukan di alam; beberapa dari mereka hanya ada
sesekali dan tidak setiap saat (intermittent). Misalnya, cahaya matahari
yang hanya tersedia ketika siang hari, energi angin yang kekuatannya
bervariasi setiap saat, energi air yang tak bisa dimanfaatkan ketika
sungai kering, biomassa memiliki masalah yang sama dengan yang
dihadapi dunia pertanian (seperti iklim dan hama), dan lain-lain. Adapun
energi panas bumi bisa tersedia sepanjang waktu.
DAFTAR PUSTAKA
Sumber Literatur
Astu Pudjanarsa dan Djati Nursuhud. 2013. Mesin Konversi Energi. Yogyakarta:
C.V. Andi Offset
Dr. Hamdi. 2016. Energi Terbarukan. Jakarta: Kencana
Fay, James, A. Golomb dan Dan S. 2002. Energy and Environment. New York:
Oxford University Press
Fransiskus, Paus. 2015. Laudato Si’ tentang Perawatan Rumah Kita Bersama
(Terjemahan Indonesia). Jakarta: Obor
Hodgson, Peter E. 2010. Energy, the Environment and Climate Change. London:
University of Oxford, Imperial College Press
Komunitas Dian Aksara. 2007. Energi Alternatif. Bogor: Yudhistira
Saleh, Anang Supriadi dan Amal Bahariawan. 2018. Buku Ajar Energi dan
Elektrifikasi Pertanian. Yogyakarta: Deepublish
Sukandarnimidi, Herry Zudrak Kolta, dan Djoko Wintolo. 2018. Energi
Terbarukan, Konsep Dasar menuju Kemandirian Energi. Yogyakarta: Gadjah
Mada University Press
Wahyuni, Sri. 2017. Biogas: Hemat Energi Pengganti Listrik, BBM, dan Gas
Rumah Tangga. Jakarta: Agromedia Pustaka
Wilardjo, Liek. 1996. Pembangunan PLTN: Demi Kemajuan Perubahan?. Jakarta:
Yayasan Obor Indonesia
32
Sumber Internet
Anonim. ___. Bab III Energi Biomassa. www.web.ipb.ac.id
Permana Adi. 2018. Prof Priyono Soetikno: Indonesia Mempunyai Potensi Energi
Baru dan Terbarukan yang Melimpah. www.itb.ac.id
Wikipedia. 2019. Energi Terbarukan. www.id.wikipedia.com
Wikipedia. 2020. Energi Surya. www.id.wikipedia.com

Energi Terbarukan

  • 1.
    16 BAB 3 PEMBAHASAN Bab iniberisi tentang pembahasan terkait masalah yang dibahas, meliputi energi terbarukan, sumber energi terbarukan, sumber energi berskala kecil, dan permasalahannya. 1. Energi Terbarukan Konsep energi terbarukan mulai dikenal pada tahun 1970-an, sebagai upaya untuk mengimbangi perkembangan energi berbahan nuklir dan fosil. Defenisi paling umum adalah sumber energi yang dapat dengan cepat dipulihkan kembali secara alami, dan prosesnya berkelanjutan. Beberapa ahli memberikan defenisi mengenai energi terbarukan. Menurut Hodgson (2010), “A renewable source is one that is not used up, buat what we really want is one that is always available.” Selain itu, Goldemberg dan Lucon (2010) menambahkan bahwa “... as it is possible to develop a new techonology for obtaining renewable energy with simultaneous gains in efficiency.” Dari kutipan diketahui bahwa energi terbarukan sebagai bentuk energi yang sangat dibutuhkan karena selalu tersedia dan dengan adanya kemajuan teknologi menghasilkan energi terbarukan untuk meningkatkan efisiensi energi. 1.1. Energi berkelanjutan Energi berkelanjutan dapat diartikan sebagai penyediaan energi yang kontinuitas yang dapat memenuhi kebutuhan manusia zaman modern tanpa mengorbankan kemampuan generasi mendatang Gambar 1 : Ilustrasi Energi Terbarukan (Sumber: www.informasitips.com, diakses 29 Januari 2020 Pk21.49)
  • 2.
    17 untuk memenuhi kebutuhanmereka. Teknologi yang mempromosikan energi berkelanjutan, seperti sumber energi terbarukan, seperti pembangkit listrik tenaga air, energi surya, energi angin, tenaga ombak, energi panas bumi, fotosintesis buatan, dan tenaga pasang surut, dirancang untuk meningkatkan efisiensi energi. 2. Sumber Utama Energi Terbarukan Sumber energi terbarukan adalah sumber energi yang input-nya tersedia sepanjang masa, tidak akan habis dan dapat diperbarui baik secara alamiah maupun melalui rekayasa manusia. Dengan demikian, output-nya juga akan diperoleh sepanjang waktu, lestari, dan berkesinambungan melalui rekayasa manusia. Berbagai sumber energi yang dihasilkan energi terbarukan seperti angin, mikrohidrologi, geothermal, biomassa, foto voltaik, dan gelombang laut. Dalam penggunaan energi terbarukan, kemajuan teknologi sangat dibutuhkan. Tanpa didukung teknologi yang maju, sumber energi ini akan kurang efektif pendayaanya. Namun, dalam dalam penggunaan energi terbarukan, tetap harus memperhatikan kelestarian lingkungan. Berikut pembahasan mengenai sumber-sumber energi terbarukan yang utama. 2.1. Energi Panas Bumi Panas bumi adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air, dan batuan bersama mineral dan gas lainnya yang tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem panas bumi. Panas bumi merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui, berpotensi besar serta sebagai salah satu sumber energi pilihan dalam keanekaragam energi. Gambar 2 : Sumber Panas Bumi (Sumber: www.tribunnews.com diakses 29 Januari 2020 Pk21.53)
  • 3.
    18 Daerah sumber hidrotermalyang luas dan terbentuk secara alami disebut dengan reservoir panas bumi. Kebanyakan reservoir panas bumi berada jauh di bawah tanah tanpa petunjuk yang terlihat di permukaan. Reservoir panas bumi terbagi menjadi 4 (empat) jenis, yaitu reservoir hidrothermal, reservoir bertekanan tinggi, reservoir batuan panas kering, dan reservoir magma. Reservoir hidrothermal sendiri memiliki 4 (empat) komponen utama, yakni sumbe panas, daerah resapan untuk menangkap air meteorik, batuan permeabel, dan air yang membawa panas dari reservoir ke permukaan bumi. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB) atau geothermal power plant adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan panas yang dihasilkan oleh perut bumi untuk menghasilkan tenaga listrik. Panas yang dihasilkan perut bumi ini dapat berupa uap air maupun air panas yang kemudian digunakan untuk memutar turbin yang dikopel langsung dengan rotor generator untuk menghasilkan energi listrik. Secara umum, proses kerja PLTPB memiliki kesamaan dengan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Uap yang dihasilkan digunakan untuk memutar turbin yang seporos dengan rotor generator, sehingga generator dapat menghasilkan energi listrik. Yang membedakan adalah, PLTU mendapat uap air dengan cara memanaskan air yang ada pada boiler dengna menggunakan bahan bakar batubara atau gas. Sedangkan PLTPB mendapat uap air langsung dari perut bumi melalui sumur produksi. Uap air yang telah digunakan untuk memutar turbin akan diembukan dengan menggunakan kondenser. Air hasil pengembunan akan diinjeksikan ke perut bumi melalui sumur injeksi. Gambar 3: Diagram PLTPB (Sumber: www.rakhman.netdiakses 29 Januari 2020Pk21.56)
  • 4.
    19 Beberapa PLTPB diIndonesia adalah PLTP Gunung Salak (Jawa Barat), PLTP Wayang Windi (Jawa Tengah), PLTP Gunung Salak (Sukabumi, Jawa Barat), dan lain-lain. 2.2. Energi Surya Energi surya adalah energi yang dihasilkan dari substansi berupa sinar dan panas dari matahari. Energi ini dapat dimanfaatkan dengan menggunakan berbagai macam teknologi seperti pemanas surya, listrik panas surya, arsitektur surya, dan fotosintesis buatan. Teknologi energi surya secara umum dikategorikan menjadi dua kelompok, yakni teknologi pemanfaatan pasif dan teknologi pemanfaatan aktif. Pengelompokan ini tergantung pada proses penyerapan, pengubahan, dan penyaluran energi surya. Contoh pemanfaatan energi surya secara aktif adalah penggunaan panel fotovoltaik dan panel penyerap panas. Contoh pemanfaatan energi surya secara pasif meliputi mengarahkan bangunan ke arah matahari, memilih bangunan dengan massa termal atau kemampuan dispersi cahaya yang baik, dan merancang ruangan dengan sirkulasi udara alami. Energi surya umumnya merujuk pada penggunaan radiasi surya untuk kebutuhan praktis. Tetapi, semua energi terbarukan, kecuali geotermal dan pasang surut, berasal dari matahari. Teknologi surya dikategorikan secara umum menjadi: teknologi pasif dan teknologi aktif, tergantung pada cara penyerapan, konversi, dan penyaluran cahaya matahari. Teknologi aktif meliputi penggunaan panel fotovoltaik, pompa, dan kipas untuk mengubah energi surya ke bentuk yang berguna. Teknologi pasif meliputi pemilihan bahan konstruksi yang memiliki sifat termal yang bagus, perancangan ruangan dengan sirkulasi udara secara alami, dan menghadapkan bangunan ke matahari. Teknologi aktif meningkatkan persediaan listrik dan disebut sebagai teknologi sisi penawaran, sedangkan teknologi pasif mengurangi kebutuhan sumber daya alam lain dan disebut sebagai teknologi sisi permintaan.
  • 5.
    20 Pembangkit listrik tenaga suryaatau disingkat PLTS adalah pembangkit listrik yang mengubah energi surya menjadi energi listrik. Pembangkitan listrik bisa dilakukan dengan dua cara, yaitu secara langsung menggunakan fotovoltaik dan secara tidak langsung dengan pemusatan energi surya. Fotovoltaik mengubah secara langsung energi cahaya menjadi listrik menggunakan efek fotoelektrik. Pemusatan energi surya menggunakan sistem lensa atau cermin dikombinasikan dengan sistem pelacak untuk memfokuskan energi matahari ke satu titik untuk menggerakan mesin kalor. Di Indonesia, PLTS yang memiliki skala besar di antaranya adalah sebagai berikut! No Lokasi PLTS Kapasitas 1 Oelpuah, Kupang (NTT) 5 MWp 2 Kabupaten Karangasem, Bali 1 MW 3 Kabupaten Bangli, Bali 1 MW 4 Pulau Gili Trawangan (NTB) 600 kWp 5 Pulau Gili Air (NTB) 160 kWp 6 Pulau Gili Meno (NTB) 60 kWp 7 Pulau Medang, Sekotok, Moyo, Bajo Pulo, Maringik, dan Lantung 900 kWp 8 Raijua (NTT) 150 kWp 9 Nule (NTT) 250 kWp 10 Pura (NTT) 175 kWp 11 Solor Barat (Flores Timur, NTT) 275 kWp 12 Motorai (Maluku Utara) 600 kWp 13 Kelang (Maluku) 100 kWp Gambar 4: PLTS Oelpuah di Kupang, PLTS terbesar di Indonesia (Sumber: www.detikfinance.com diakes 29 Januari 2020 Pk22.02)
  • 6.
    21 14 Pulau Tiga(Maluku) 75 kWp 15 Banda Naira (Maluku) 100 kWp 16 Pulau Panjang (Maluku) 115 kWp 17 Manawoka (Maluku) 115 kWp 18 Tioor (Maluku) 100 kWp 19 Kur (Maluku) 100 kWp 20 Kabaena (Sulawesi Tenggara) 200 kWp Tabel 1: PLTS Berskala Besar di Indonesia (Sumber: Alamendah.org) 2.3. Tenaga Angin Angin adalah udara yang bergerak karena adanya perbedaan tekanan di permukaan bumi. Angin bergerak dari suatu daerah yang memiliki tekanan tinggi ke daerah yang memiliki tekanan yang lebih rendah. Angin yang bertiup di permukaan bumi terjadi akibat adanya perbedaan penerimaan radiasi surya, sehingga mengakibatkan perbedaan suhu udara. Adanya perbedaan suhu tersebut menyebabkan perbedaan tekanan, akhirnya menimbulkan gerakan udara. Perubahan panas antara siang dan malam merupakan gaya gerak utama sistem angin harian, karena beda panas yang kuat antara udara di atas darat dan laut atau antara udara di atas tanah tinggi dan tanah rendah. Sejak dahulu, orang telah memanfaatkan energi angin. Lebih dari 5.000 tahun yang lalu, orang mesir kuno menggunakan angin untuk berlayar di Sungai Nil. Menurut Hodgson (2010), “wind has always been used for ship propulsion and continues to be important for fishing boats and yacts. Lagre ships require coal or oil, but even for them some energy may be saved by Gambar 5: Kincir Angin di Belanda yang menjadi ciri khas negara tersebut (Sumber: www.idntimes.com diakses 29 Januari Pk22.08)
  • 7.
    22 adding sails foruse when the wind is favourable.” Kata kincir angin awalnya dikenal di Persia (Iran). Kincir angin awalnya tampak seperti roda dengan dayung-dayng yang besar, kemudian orang-orang mendirikan kincir angin untuk menggiling gandum dan biji-bijian. Berabad-abad kemudian, orang-orang Belanda mengembangkan desain dasar kincir angin ini. Mereka membuat baling- baling berjenis pisau, namun masih berbentuk layar. Koloni Ameria menggunakan kincir angin untuk menggiling gandum dan jagung, memompa air, dan memotong kayu di pabrik kayu. Sampai akhir tahun 1920-an, Amerika menggunakan kincir angin kecil untuk menghasilkan listrik di daerah perdesaan tanpa layanan listrik. Namun, ketika kabel listrik mulai mengalirkan listrik ke daerah perdesaan pada tahun 1930- an, kincir angin lokal mulai jarang digunakan. Pembangkit Listrik Tenaga Bayu/Angin (PLTB/A) adalah pembangkit listrik yang dapat mengonversi energi angin menjadi energi listrik. Energi angin memutar turbin angin/kincir angin. Turbin angin yang berputar menyebabkan berputarnya rotor generator sehingga dapat menghasilkan energi listrik. Sebuah turbin angin lebih menyerupai baling-baling pesawat ketimbang turbin uap atau rotor gas. Menurut Fay and Golomb (2002),”The speed of wind turbine blades are long and slender; the tip of the blade moves at a speed much greater than the wind speed.” Turbin angin bergerak dengan kecepatan yang jauh lebih besar dari kecepatan angin. Sebuah baling mesin dirancang untuk menghasilkan daya dorong yang besar sehingga turbin angin dapat menghasilkan listrik. Beberapa PLTB yang ada di Indonesia, di Gambar 6: PLTB Sidrap, PLTB Pertama di Indonesia (Sumber: www.mongabay.co.id diakses 29 Januari 2020 Pk22.14)
  • 8.
    23 antaranya adalah PLTBSidrap (Sulawesi Selatan), PLTB Jeneponto (Sulawesi Selatan), dan PLTB Tanah Laut (Kalimantan Selatan). 2.4. Tenaga Air Pembangkit tenaga air telah digunakan masyarakat sejak dahulu. Di perdesaan, orang-orang membangun kincir air untuk berbagai keperluan. Kincir air yang dipasang di persawahan digunakan untuk pengairan. Sawah harus selalu digenangi air agar padi dapat tumbuh dengan baik. Lahan persawahan yang lebih tiggi dari sungai akan sulit mendapatkan air. Untuk mengatasinya, dibangunlah kincir air untuk membawa air dari sungai ke lahan pertanian tersebut. Aliran sungai yang deras akan menggerakkan kincir. Di sekeliling kincir itu ditempatkan penampung air. Sampai di puncak tertinggi dari kincir itu, air masuk ke penampungan atau pipa (bambu) dan mengalirkannya ke persawahan. Orang-orang juga memanfaatkan tenaga air dari kincir air untuk menumbuk padi. Air mengandung tenaga yang besar. Untuk memperoleh tenaga itu, pada awalnya digunakan air terjun. Namun, tidak di semua tempat terdapat air terjun. Orang-orang berpikir untuk memanfaatkannya dengan merancang air dari waduk atau danau sehingga dapat menggerakkan kincir atau turbin. Pada tahun 1882, Amerika Serikat membangun pembangkit listrik yang pertama. Pembangkit ini menggunakan arus deras dari sungai sebagai penggerak turbin. Beberapa tahun kemudian, waduk dibangun untuk cadangan air. Waduk ini dapat mengatur perputaran air untuk menjalankan turbin. Gambar 7: Kincir Air Tradisional (Sumber: www.pinterest.comdiakses 30Januari 2020 Pk07.30)
  • 9.
    24 Prinsip dari stasiunpembangkit listrik tenaga air (PLTA) adalah jarak jatuhya air ke turbin dan jumlah air yang mengalir. Oleh sebab itu, sebuah PLTA sangat bergantung kepada pasokan air. Biasanya tempat yang dapat menampung air dalam jumlah besar adalah danau. Jika tidak ada danau, maka dibangunlah waduk. Dengan penelitian selama beberapa tahun, para peneliti dapat menentukan tempat yang tepat untuk membangun waduk dan instalasi pembangkit listrik. Waduk biasanya berada di sebelah atas, sedangkan stasiun pembangkit berada di bawahnya. Air yang dialirkan ke bawah memutar turbin generator, sehingga mampu menghasilkan listrik. Semakin tinggi jarak air jatuh, turbin akan berputar semakin cepat. Semakin banyak air yang mengalir ke turbin, semakin besar pula tenaga yang dihasilkan oleh turbin. Selanjutnya, putaran turbin ini akan memutar generator yang akan menghasilkan listrik. Makin besar stasiun PLTA, semakin besar pula listrik yang dihasilkan. Di Indonesia, sangat banyak terdapat PLTA ini. Pada masa pemerintahan Presiden Joko Widodo, pembangunan PLTA sangat digencarkan. Beberapa PLTA yang diresmikan oleh Presiden Joko Widodo adalah PLTA Gondang (Karanganyar), PLTA Tambrauw (Papua Barat), dan PLTA Rotiklot (NTT). 2.5. Biomassa Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian, Gambar 8: Bendungan Rotiklot di NTT yang dapat difungsikan sebagai PLTA. (Sumber: www.kelanakota.suarasurabaya.net diakses 30 Januari 2020 Pk07.35)
  • 10.
    25 limbah hutan, tinjadan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer serat, bahan pangan, pakan ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Umum yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk primernya. Sumber energi biomassa mempunyai beberapa kelebihan antara lain merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) sehingga dapat menyediakan sumber energi secara berkesinambungan (sustainable). Di Indonesia, biomassa merupakan sumber daya alam yang sangat penting dengan berbagai produk primer sebagai serat, kayu, minyak, bahan pangan dan lain-lain yang selain digunakan untuk memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan menjadi tulang punggung penghasil devisa negara. Potensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. Limbah yang berasal dari hewan maupun tumbuhan semuanya potensial untuk dikembangkan. Tanaman pangan dan perkebunan menghasilkan limbah yang cukup besar, yang dapat dipergunakan untuk keperluan lain seperti bahan bakar nabati. Pemanfaatan limbah sebagai bahan bakar nabati Gambar 9: Proses Pembentukan Biomassa (Sumber: www.GE.com diakses 30 Januari 2020 Pk07.41) Gambar 10: Contoh Produk Biomassa (Sumber: www.alatujilingkungan.id diakses 30 Januari 2020 Pk07.44)
  • 11.
    26 memberi tiga keuntunganlangsung. Pertama, peningkatan efisiensi energi secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada limbah cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan. Kedua, penghematan biaya, karena seringkali membuang limbah bisa lebih mahal dari pada memanfaatkannya. Ketiga, mengurangi keperluan akan tempat penimbunan sampah karena penyediaan tempat penimbunan akan menjadi lebih sulit dan mahal, khususnya di daerah perkotaan. Selain pemanfaatan limbah, biomassa sebagai produk utama untuk sumber energi juga akhir-akhir ini dikembangkan secara pesat. Kelapa sawit, jarak, kedelai merupakan beberapa jenis tanaman yang produk utamanya sebagai bahan baku pembuatan biodiesel. Sedangkan ubi kayu, jagung, sorghum, sago merupakan tanaman-tanaman yang produknya sering ditujukan sebagai bahan pembuatan bioetanol. 2.5.1. Bahan Bakar Bio Cair Bahan bakar bio cair biasanya berbentuk bioalkohol seperti etanol, metanol, biodiesel. Biodiesel dapat digunakan pada kendaraan diesel modern dengan sedikit atau tanpa modifikasi dan dapat diperoleh dari limbah sayur dan minyak hewani serta lemak. Tergantung potensi setiap daerah, jagung, gula bit, tebu, dan beberapa jenis rumput dibudidayakan untuk menghasilkan bioetanol. Sedangkan biodiesel dihasilkan dari tanaman atau hasil tanaman yang mengandung minyak (kelapa sawit, kopra, biji jarak, alga) dan telah melalui berbagai proses seperti esterifikasi. 2.5.2. Biomassa Padat Biomassa padat bisa diartikan sebagai hasil suatu proses fotosintesis, baik secara langsung maupun tidak langsung, yang ada di bumi ini. Penggunaan langsung biasanya dalam bentuk padatan yang mudah terbakar, baik kayu bakar
  • 12.
    27 atau tanaman yangmudah terbakar. Bentuk biomassa ini antara lain berwujud pohon (kayu) perdu, rerumputan, mapun limbah pertanian atau kehutanan. Tanaman dapat dibudidayakan secara khusus untuk pembakaran atau dapat digunakan untuk keperluan lain, seperti diolah di industri tertentu dan limbah hasil pengolahan yang bisa dibakar dijadikan bahan bakar. Pembuatan briket biomassa juga menggunakan biomassa padat, di mana bahan bakunya bisa berupa potongan atau serpihan biomassa padat mentah atau yang telah melalui proses tertentu seperti pirolisis untuk meningkatkan persentase karbon dan mengurangi kadar airnya. Biomassa padat juga bisa diolah dengan cara gasifikasi untuk menghasilkan gas. 2.5.3. Biogas Biogas merupakan energi berbentuk gas yang dapat dipergunakan sebagai energi pengganti listrik dan BBM. Dinamakan biogas karena dalam pembentukannya terdapat peran bakteri-bakteri fermentasi dan bahan baku organik. Karena berbentuk gas, proses pembentukan biogas membutuhkan ruangan yang kedap udara, tanpa oksigen atau anaerob. Kondisi ini menjadi kelebihan dari sistem biogas, yakni tidak ada bau atau aroma dari proses pengolahannya. Biogas dapat dengan mudah dihasilkan dari berbagai limbah dari industri yang ada saat ini, seperti produksi kertas, produksi gula, kotoran hewan peternakan, dan sebagainya. Gambar 11: Proses Pembentukan Biogas (Sumber: www.lipi.go.id diakses 30 Januari 2020 Pk07.47)
  • 13.
    28 Berbagai aliran limbahharus diencerkan dengan air dan dibiarkan secara alami berfermentasi, menghasilkan gas metana. Residu dari aktivitas fermentasi ini adalah pupuk yang kaya nitrogen, karbon, dan mineral. No Gas Hadi (1981) Price (1981) 1 Metana (CH4) 54-70% 65-75% 2 Karbondioksida (CO2) 27-35% 25-30% 3 Nitrogen (N2) 0,5 -2,0% <0,1% 4 Hidrogen (H2) - <0,1% 5 Karbon Monoksida (CO) 0,1% - 6 Hidrogen Sulfat (H2S) Rendah Sekali <0,1% Tabel 2: Komposisi biogas berdasarkan penelitian (Sumber: United Nation (1978)) 3. Sumber Energi Skala Kecil Selain sumber-sumber energi di atas, juga ada sumber energi yang memiliki skala kecil, yakni piezoelektrik, jam otomatis, dan landasan elektrokinetik Piezoelektrik merupakan muatan listrik yang dihasilkan dari pengaplikasian stress mekanik pada benda padat. Benda ini mampu mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Jam otomatis (Automatic watch, self-winding watch) merupakan jam tangan yang digerakkan dengan energi mekanik yang tersimpan yang didapatkan dari gerakan tangan penggunanya. Energi mekanik disimpan pada mekanisme pegas di dalamnya. Landasan elektrokinetik (electrokinetic road ramp) yaitu metode menghasilkan energi listrik dengan memanfaatkan energi kinetik Gambar 12: Landasan Elektrokinetik (Sumber: www.haute-innovation.com diakses 30 Januari 2020 Pk07.51)
  • 14.
    29 dari mobil yangbergerak di atas landasan yang terpasang di jalan. Sebuah landasan sudah dipasang di lapangan parkir supermarket Sainsbury's di Gloucester, Britania Raya, dan listrik yang dihasilkan digunakan untuk menggerakkan mesin kasir. Menangkap radiasi elektromagnetik yang tidak termanfaatkan dan mengubahnya menjadi energi listrik menggunakan rectifying antenna. Ini adalah salah satu metode memanen energi (energy harvesting). 4. Masalah Walaupun memberikan begitu banyak kelebihan, penggunaan energi terbarukan menimbulkan pro dan kontra di masyarakat. Berikut adalah beberapa masalah yang dihasilkan dari adanya penggunaan energi terbarukan. 4.1. Estetika, Membahayakan Habitat, dan Pemanfaatan Lahan Beberapa pihak tidak menyukai estetika turbin angin atau mengemukakan isu-isu konservasi alam ketika panel surya besar dipasang di pedesaan. Pihak yang mencoba memanfaatkan teknologi terbarukan ini harus melakukannya dengan cara yang disukai, misalnya dengan memanfaatkan kolektor surya sebagai penghalang kebisingan sepanjang jalan, memadukannya sebagai peneduh matahari, memasangnya di atap yang sudah tersedia, dan bahkan bisa menggantikan atap sepenuhnya, juga sel fotovoltaik amorf yang dapat digunakan untuk menggantikan jendela. Beberapa sistem ekstrasi energi terbarukan menghasilkan masalah lingkungan yang unik. Misalnya, turbin angin bisa berbahaya untuk burung yang terbang, sedangkan bendungan air pembangkit listrik dapat menciptakan penghalang bagi migrasi ikan, merupakan masalah serius di bagian barat Laut Pasifik yang telah mengurangi populasi ikan salmon. Pembakaran biomassa dan biofuel menyebabkan polusi udara yang sama dengan membakar bahan bakar fosil, meskipun karbon yang dilepaskan ke atmosfer ini dapat diserap kembali jika organisme penghasil biomassa tersebut secara terus menerus dibudidayakan.
  • 15.
    30 Masalah lain denganbanyak energi terbarukan, khususnya biomassa dan biofuel, adalah sejumlah besar lahan yang dibutuhkan untuk usaha pembudidayaannya. 4.2. Konsentrasi Masalah lain yang muncul adalah variabilitas dan persebaran energi terbarukan di alam, kecuali energi panas bumi yang umumnya terkonsentrasi pada satu wilayah tertentu namun terdapat pada lokasi yang ekstrem. Energi angin adalah yang tersulit untuk difokuskan, sehingga membutuhkan turbin yang besar untuk menangkap energi angin sebanyak-banyaknya. Metode pemanfaatan energi air bergantung pada lokasi dan karakteristik sumber air sehingga desain turbin air bisa berbeda. Pemanfaatan energi matahari dapat dilakukan dengan berbagai cara, namun untuk mendapatkan energi yang banyak membutuhkan luas area penangkapan yang besar. Sebagai perbandingan, pada kondisi standar pengujian di Amerika Serikat energi yang diterima 1 m2 sel surya yang memiliki efisiensi 20% akan menghasilkan 200 watt. Kondisi standar pengujian yang dimaksud adalah temperatur udara 20oCdan irradiansi 1000 W/m2. 4.3. Jarak ke Penerima Energi Listrik Keragaman geografis juga menjadi masalah yang cukup signifikan, karena beberapa sumber energi terbarukan, seperti panas bumi, air, dan angin bisa berada di lokasi yang jauh dari penerima energi listrik; panas bumi di pegunungan, energi air di hulu sungai, dan energi angin di lepas pantai atau dataran tinggi. Pemanfaatan sumber daya tersebut dalam skala besar kemungkinan akan memerlukan investasi cukup besar dalam jaringan transmisi dan distribusi serta teknologi itu sendiri dalam menghadapi lingkungan terkait.
  • 16.
    31 4.4. Ketersediaan Kekurangan lainnyayang cukup signifikan adalah ketersediaan energi terbarukan di alam; beberapa dari mereka hanya ada sesekali dan tidak setiap saat (intermittent). Misalnya, cahaya matahari yang hanya tersedia ketika siang hari, energi angin yang kekuatannya bervariasi setiap saat, energi air yang tak bisa dimanfaatkan ketika sungai kering, biomassa memiliki masalah yang sama dengan yang dihadapi dunia pertanian (seperti iklim dan hama), dan lain-lain. Adapun energi panas bumi bisa tersedia sepanjang waktu. DAFTAR PUSTAKA Sumber Literatur Astu Pudjanarsa dan Djati Nursuhud. 2013. Mesin Konversi Energi. Yogyakarta: C.V. Andi Offset Dr. Hamdi. 2016. Energi Terbarukan. Jakarta: Kencana Fay, James, A. Golomb dan Dan S. 2002. Energy and Environment. New York: Oxford University Press Fransiskus, Paus. 2015. Laudato Si’ tentang Perawatan Rumah Kita Bersama (Terjemahan Indonesia). Jakarta: Obor Hodgson, Peter E. 2010. Energy, the Environment and Climate Change. London: University of Oxford, Imperial College Press Komunitas Dian Aksara. 2007. Energi Alternatif. Bogor: Yudhistira Saleh, Anang Supriadi dan Amal Bahariawan. 2018. Buku Ajar Energi dan Elektrifikasi Pertanian. Yogyakarta: Deepublish Sukandarnimidi, Herry Zudrak Kolta, dan Djoko Wintolo. 2018. Energi Terbarukan, Konsep Dasar menuju Kemandirian Energi. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Wahyuni, Sri. 2017. Biogas: Hemat Energi Pengganti Listrik, BBM, dan Gas Rumah Tangga. Jakarta: Agromedia Pustaka Wilardjo, Liek. 1996. Pembangunan PLTN: Demi Kemajuan Perubahan?. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia
  • 17.
    32 Sumber Internet Anonim. ___.Bab III Energi Biomassa. www.web.ipb.ac.id Permana Adi. 2018. Prof Priyono Soetikno: Indonesia Mempunyai Potensi Energi Baru dan Terbarukan yang Melimpah. www.itb.ac.id Wikipedia. 2019. Energi Terbarukan. www.id.wikipedia.com Wikipedia. 2020. Energi Surya. www.id.wikipedia.com