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