SUMBER ENERGI

 

SUMBER ENERGI

 

Sumber energi adalah segala sesuatu di sekitar kita atau di alam yang mampu menghasilkan suatu energi baik yang kecil maupun besar yang dapat dimanfaatkan untuk kelangsungan hidup.

 

Sumber energi terbagi ke dalam beberapa jenis yaitu menurut asalnya dan ketersediaannya. Menurut asalnya, energi dibagi lagi menjadi 2 jenis yaitu primer dan sekunder.

1.       Energi primer adalah energi yang bisa ditemukan secara langsung di alam contohnya minyak bumi, batu bara, air, angin, dan nuklir.

2.       Energi sekunder adalah energi yang diproses dari sumber energi primer contohnya listrik (bisa dihasilkan dari minyak bumi, batu bara, dsb) dan gas (bisa dihasilkan dari gas bumi).

 

Menurut ketersediaannya, energi terdiri dari sumber energi tak terbarukan dan sumber energi terbarukan.

 

1. Energi Terbarukan (renewable)

Energi ini berasal dari sumber yang bisa cepat dipulihkan secara alami dan prosesnya terus berkelanjutan. Bisa dibilang sumber energi terbarukan ini hampir selalu ada dan enggak terbatas. Contoh: panas bumi, air, matahari, angin, hingga biomassa.

 

a.       Energi Panas Bumi

Energi panas bumi berasal dari peluruhan radioaktif di pusat bumi, yang membuat bumi panas dari dalam, serta dari panas matahari yang membuat panas permukaan bumi. Ada tiga cara pemanfaatan panas bumi, yaitu:

·         Sebagai tenaga pembangkit listrik dan digunakan dalam bentuk listrik.

·         Sebagai sumber panas yang dimanfaatkan secara langsung menggunakan pipa ke perut bumi.

·         Sebagai pompa panas yang dipompa langsung dari perut bumi

Panas bumi adalah suatu bentuk energi panas atau energi termal yang dihasilkan dan disimpan di dalam bumi. Energi panas adalah energi yang menentukan temperatur suatu benda. Energi panas bumi berasal dari energi hasil pembentukan planet (20%) dan peluruhan radioaktif dari mineral (80%). Gradien panas bumi yang didefinisikan dengan perbedaan temperatur antara inti bumi dan permukaannya, mengendalikan konduksi yang terus menerus terjadi dalam bentuk energi panas dari inti ke permukaan bumi.

Temperatur inti bumi mencapai lebih dari 50000 C. Panas mengalir secara konduksi menuju bebatuan sekitar inti bumi. Panas ini menyebabkan bebatuan tersebut meleleh, membentuk magma. Magma mengalirkan panas secara konveksi dan bergerak naik karena magma yang berupa bebatuan cair memiliki massa jenis yang lebih rendah dari bebatuan padat. Magma memanaskan kerak bumi dan air yang mengalir di dalam kerak bumi, memanaskannya hingga mencapai 3000 C. Air yang panas ini menimbulkan tekanan tinggi sehingga air keluar dari kerak bumi.

Energi panas bumi dari inti bumi lebih dekat ke permukaan di beberapa daerah. Uap panas atau air bawah tanah dapat dimanfaatkan, dibawa ke permukaan, dan dapat digunakan untuk membangkitkan listrik. Sumber tenaga panas bumi berada di beberapa bagian yang tidak stabil secara geologis seperti Islandia, Selandia Baru, Amerika Serikat, Filipina, dan Italia.

Salah satu info menarik yang mungkin perlu kamu ketahui adalah Indonesia menghasilkan energi listrik yang besar dari memanfaatkan panas bumi,  Pada 2018 misalnya, Indonesia menghasilkan 1.948 MW energi listrik dengan memanfaatkan panas bumi.

Dua wilayah yang paling menonjol selama ini di Amerika Serikat berada di kubah Yellowstone dan di utara California. Islandia menghasilkan tenaga panas bumi dan mengalirkan energi ke 66% dari semua rumah yang ada di Islandia pada tahun 2000, dalam bentuk energi panas secara langsung dan energi listrik melalui pembangkit listrik. 86% rumah yang ada di Islandia memanfaatkan panas bumi sebagai pemanas rumah.

 

b.       Energi Surya

Panel surya (photovoltaic arrays) di atas yacht kecil di laut dapat mengisi baterai 12 V sampai 9 ampere dalam kondisi cahaya matahari penuh dan langsung. Karena kebanyakan energi terbaharui berasal adalah “energi surya” istilah ini sedikit membingungkan. Namun, yang dimaksud di sini adalah energi yang dikumpulkan secara langsung dari cahaya matahari. Tenaga surya dapat digunakan untuk:

·         Menghasilkan listrik menggunakan sel surya.

·         Menghasilkan listrik Menggunakan menara surya.

·         Memanaskan gedung secara langsung.

·         Memanaskan gedung melalui pompa panas.

·         Memanaskan makanan menggunakan oven surya.

·         Memanaskan air melalui alat pemanas air bertenaga surya.

Tentu saja matahari tidak memberikan energi yang konstan untuk setiap titik di bumi, sehingga penggunaannya terbatas. Sel surya sering digunakan untuk mengisi daya baterai, di siang hari dan daya dari baterai tersebut digunakan di malam hari ketika cahaya matahari tidak tersedia.

 

c.       Tenaga Angin

Perbedaan temperatur di dua tempat yang berbeda menghasilkan tekanan udara yang berbeda, sehingga menghasilkan angin. Angin adalah gerakan materi (udara) dan telah diketahui sejak lama mampu menggerakkan turbin. Turbin angin dimanfaatkan untuk menghasilkan energi kinetik maupun energi listrik.

Energi yang tersedia dari angin adalah fungsi dari kecepatan angin; ketika kecepatan angin meningkat, maka energi keluarannya juga meningkat hingga ke batas maksimum energi yang mampu dihasilkan turbin tersebut. Wilayah dengan angin yang lebih kuat dan konstan seperti lepas pantai dan dataran tinggi, biasanya diutamakan untuk dibangun “ladang angin”.

 

d.       Tenaga Air

Energi air digunakan karena memiliki massa dan mampu mengalir. Air memiliki massa jenis 800 kali dibandingkan udara. Bahkan gerakan air yang lambat mampu diubah ke dalam bentuk energi lain. Turbin air didesain untuk mendapatkan energi dari berbagai jenis reservoir, yang diperhitungkan dari jumlah massa air, ketinggian, hingga kecepatan air. Energi air dimanfaatkan dalam bentuk:

·         Bendungan pembangkit listrik, yang terbesar adalah Three Gorges dam di Tiongkok.

·         Mikrohidro yang dibangun untuk membangkitkan listrik hingga skala 100 kilowatt. Umumnya dipakai di daerah terpencil yang memiliki banyak sumber air.

·         Run-of-the-river yang dibangun dengan memanfaatkan energi kinetik dari aliran air tanpa membutuhkan reservoir air yang besar.

 

e.       Biomassa

Tumbuhan biasanya menggunakan fotosintesis untuk menyimpan tenaga surya, udara, dan CO2. Bahan bakar bio (biofuel) adalah bahan bakar yang diperoleh dari biomassa-organisme atau produk dari metabolisme hewan, seperti kotoran dari sapi dan sebagainya. Ini juga merupakan salah satu sumber energi terbaharui. Biasanya biomassa dibakar untuk melepas energi kimia yang tersimpan di dalamnya, pengecualian ketika biofuel digunakan untuk bahan bakar fuel cell (misal direct methanol fuel cell dan direct ethanol fuel cell).

Biomassa dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar atau untuk memproduksi bahan bakar jenis lain seperti biodiesel, bioetanol, atau biogas tergantung sumbernya. Biomassa berbentuk biodiesel, bioetanol, dan biogas dapat dibakar dalam mesin pembakaran dalam atau pendidih secara langsung dengan kondisi tertentu.

Biomassa menjadi sumber energi terbarukan jika laju pengambilan tidak melebihi laju produksinya, karena pada dasarnya biomassa merupakan bahan yang diproduksi oleh alam dalam waktu relatif singkat melalui berbagai proses biologis. Berbagai kasus penggunaan biomassa yang tidak terbarukan sudah terjadi, seperti kasus deforestasi zaman Romawi, dan yang sekarang terjadi, deforestasi hutan amazon. Gambut juga sebenarnya biomassa yang pendefinisiannya sebagai energi terbarukan cukup bias karena laju ekstraksi oleh manusia tidak sebanding dengan laju pertumbuhan lapisan gambut.

Ada tiga bentuk penggunaan biomassa, yaitu secara padat, cair, dan gas. Secara umum, ada dua metode dalam memproduksi biomassa, yaitu dengan menumbuhkan organisme penghasil biomassa dan menggunakan bahan sisa hasil industri pengolahan makhluk hidup.

a.       Bahan Bakar Bio Cair

Bahan bakar bio cair biasanya berbentuk bioalkohol seperti metanol, etanol dan 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.

b.       Biomassa Padat

Penggunaan langsung biasanya dalam bentuk padatan yang mudah terbakar, baik kayu bakar atau tanaman yang mudah terbakar. 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.

c.       Biogas

Berbagai bahan organik, secara biologis dengan fermentasi, maupun secara fisiko-kimia dengan gasifikasi, dapat melepaskan gas yang mudah terbakar. Biogas dapat dengan mudah dihasilkan dari berbagai limbah dari industri yang ada saat ini, seperti produksi kertas, produksi gula, kotoran hewan peternakan, dan sebagainya. 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.

 

 

2. Energi Tak Terbarukan (non-renewable)

Energi ini berasal dari sumber-sumber yang terbatas jumlahnya. Proses untuk menghasilkan jenis energi ini enggak berkelanjutan, sehingga ketika terus digunakan, persediannya makin lama makin tipis dan akan habis.

Sumber energi ini membutuhkan jutaan tahun dan proses berkelanjutan untuk menghasilkannya. Sehingga ketika habis karena terus digunakan akan perlu waktu yang sangat lama untuk bisa memenuhi atau menghasilkan lagi.

Sumber energi tak terbarukan adalah fosil yang tersusun dari senyawa hidrokarbon yang terbentuk untuk waktu yang sangat lama. Contoh: minyak bumi, batu bara, hingga nuklir.

a.       Fosil

Energi fosil adalah sumber daya alam yang tersusun dari senyawa hidrokarbon yang mengalami proses pembentukan sangat lama.

1.       Batu Bara

Batu bara adalah sumber daya alam yang paling banyak di Indonesia. Menurut data Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) tahun 2021, cadangan batu bara Indonesia mencapai 38,84 miliar ton dengan rata-rata produksi sebesar 600 juta ton per tahun. Batu bara sendiri dibagi ke dalam empat jenis yaitu lignit, sub-bituminous, bituminous, dan antrasit.

·         Lignit, merupakan batu bara muda yang mempunyai energi 2250-4650 kkal/kg, dengan kandungan 25%-30% senyawa hidrokarbon.

·         Sub-bituminous, memiliki energi sebesar 4650-7250 kkal/kg dengan senyawa hidrokarbon sekitar 25%-45%.

·         Bituminous yaitu batu bara dengan sumber energi yang cukup tinggi yaitu 5850-8650 kkal/kg dan mengandung 45%-86% senyawa hidrokarbon.

·         Antrasit, merupakan jenis batu bara kelas tertinggi dengan lebih dari 8359 kkal/kg dan kandungan senyawa hidrokarbon sekitar 86%-89%.

2.       Minyak Bumi

Kendaraan yang sehari-hari Bapak dan Ibu guru pakai seperti motor, mobil, atau bus pastinya menggunakan bahan bakar minyak bumi. Minyak bumi adalah bahan bakar fosil yang terdiri dari campuran berbagai hidrokarbon. Sumber energi ini umumnya diolah menjadi aspal, solar, bensin, kerosin, avtur, gas, dsb.

3.       Gas Alam

Sumber energi tidak terbarukan berasal dari energi fosil yaitu gas alam. Gas alam terbentuk dari fosil tanaman, hewan, dan mikroorganisme lainnya yang sudah tersimpan selama ribuan atau jutaan tahun.

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Energi-energi fosil yang ada biasanya dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Tahukah Bapak dan Ibu guru kalau sumber energi fosil yang paling banyak digunakan adalah batu bara atau BBM (Bahan Bakar Minyak)?

Menurut data BPPT di tahun 2016, kebutuhan PLTU di Indonesia mencapai angka yang sangat besar yaitu 427 juta SBM. Dari angka tersebut, energi yang paling besar digunakan adalah batu bara karena energi ini tidak perlu diimpor, berbeda dengan BBM. Meskipun Indonesia juga memproduksi BBM sendiri, tetapi jumlahnya belum mencukupi kebutuhan sehingga tetap harus melakukan impor.

Bagaimana Cara Kerja PLTU?

Melihat besarnya kebutuhan PLTU di Indonesia, sekarang mari kita ketahui bagaimana cara kerjanya. Pertama, air dari tandon dipompa ke pemanas. Sebelum dibakar, batu bara harus melalui proses penghancuran menjadi serbuk agar lebih mudah terbakar. Setelah serbuk dibakar dan terjadi proses pemanasan, air akan berubah menjadi uap air. Uap air dialirkan ke turbin dan memutar turbin yang dihubungkan dengan generator. Generator pun akan berputar dan menghasilkan listrik. Dalam proses ini, terjadi hukum Faraday di mana ada perubahan fluks magnetik pada generator. Setelah itu, uap air akan dialirkan ke pendingin dan melalui proses pendinginan dan berubah kembali menjadi air lalu tertampung lagi di tandon.

 

b.       Nuklir

Energi nuklir dimanfaatkan dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Di Indonesia sendiri, energi ini belum terlalu dieksplor dan digunakan sebagai pembangkit listrik. Sejauh ini hanya ada tiga reaktor nuklir di Indonesia yang ditujukan bukan sebagai PLTN melainkan sebagai reaktor penelitian oleh BATAN (Badan Tenaga Atom Nasional). Ketiga reaktor nuklir tersebut antara lain:

·         Reaktor Triga Mark II, Bandung

·         Reaktor Kartini, Jogja

·         Reaktor Siwabessy, Serpong

Kenapa sumber energi tak terbarukan nuklir belum terlalu dimanfaatkan padahal Indonesia memiliki potensi sumber daya nuklir sebesar 3000 MW? Hal ini dikarenakan nuklir sangat berbahaya, karena radiasinya bisa mengancam lingkungan jika keluar dari wilayah PLTN. Dibutuhkan waktu dan biaya yang besar untuk mengembangkan PLTN serta mempertimbangkan risikonya.

Cara Kerja PLTN

Pada PLTN, terdapat teras reaktor (sisi paling kiri pada gambar) yang merupakan tempat terjadinya reaksi fisi dari uranium. Batang uranium yang ada pada teras reaktor akan menghasilkan panas dan neutron. Reaksi tersebut bersifat berantai dan jika panas yang dihasilkan terlalu besar, ada batang pengendali yang berfungsi untuk menyerap panas. Kemudian, panas yang sudah dihasilkan disalurkan ke bagian pemanas untuk mengubah air menjadi uap.

Uap akan digunakan untuk memutar turbin, lalu memutar generator yang akan menghasilkan listrik. Uap air kemudian didinginkan akan berubah lagi menjadi air. Sebenarnya, cara kerja dari PLTN ini mirip dengan konsep PLTU namun berbeda sumber energi atau pemanas yang digunakan dimana PLTN menggunakan uranium.

Dalam menggunakan sumber energi, terutama energi tak terbarukan, pastinya kita menemukan beberapa masalah. Masalah-masalah yang muncul antara lain:

1.       Ketersediaan energi tak terbarukan yang terbatas, menurut perkiraan energi minyak bumi kurang lebih dalam 40 tahun akan habis, batu bara sekitar 135 tahun, dan gas alam sekitar 70 tahun lagi. Tantangan inilah yang membuat kita harus mulai beralih ke energi baru terbarukan supaya tidak bergantung pada yang tidak terbarukan.

2.       Sumber energi tak terbarukan membawa dampak buruk pada lingkungan. Pembangkit listrik mengubah sumber energi melalui proses pembakaran. Hasil pembakaran itu menghasilkan gas-gas yang cukup berbahaya contohnya Co2 yang terus meningkat dan menyebabkan efek rumah kaca, Nox dan Sox yang jika bereaksi dengan air akan menghasilkan asam yang berakibat mencemari air dan tanah, serta gas-gas lain yang berdampak buruk bagi lingkungan sekitar.

3.       Kebocoran reaksi nuklir, seperti yang terjadi di beberapa negara dengan PLTN. Contohnya kebocoran radiasi nuklir yang terjadi di Jepang pada 11 Maret 2011 akibat gempa dan tsunami, serta di Rusia pada 26 April 1986. Karena itulah, penggunaan tenaga nuklir di Indonesia sendiri masih dibatasi.

 

sumber : https://kids.grid.id/read/473788508/sumber-energi-berdasar-ketersediaannya-tak-terbarukan-dan-terbarukan-ipa-kelas-10-sma?page=all, https://id.wikipedia.org/wiki/Sumber_energi, https://www.gramedia.com/literasi/energi-terbarukan/, https://www.zenius.net/blog/sumber-energi-tak-terbarukan-dan-terbarukan