TINJAUAN PUSTAKA
2.3 Sumber Energi Alternatif
Sumber daya energi terbarukan adalah sumber energi yang outputnya akan konstan dalam rentang waktu yang lama. Berbagai sumber daya energi yang dapat dikembangkan sebagai energi alternatif di Sumatera Utara antara lain :
2.3.1. Sumber Daya Energi Air
Energi air merupakan air terjun atau air deras merupakan salah satu sumber daya energi kekayaan alam yang mempunyai energi potensial yang dapat dimanfaatkan. Pemanfaatan potensi ini sejak dahulu telah dikenal nenek moyang kita, terutama untuk menumbuk padi dan menaikkan air kebutuhan pengairan sawah.
Panas bumi merupakan salah satu jenis energi yang memanfaatkan energi panas yang terdapat didalam bumi. Dibandingkan dengan jenis energi yang lain energi ini dapat diperbaharui dan lebih ramah lingkungan. Di Indonesia cadangan panas bumi cukup banyak yang tersebar di masing-masing propinsi sesuai dengan karakteristik geologi dan tektonic setting yang bekerja pada daerah tersebut. Menurut data Direktorat Jenderal Listrik dan Pemanfaatan Energi tahun 2001, potensi energi panas bumi Indonesia mencapai 27.000 megawatt. Lokasinya membentang sepanjang jalur Sumatera, Jawa, Bali, Nusa Tenggara sampai Sulawesi. Dari potensi tersebut baru dapat dimanfaatkan (kapasitas terpasang) sebesar 800 Megawatt atau 3%. Energi ini biasanya dimanfaatkan dalam dunia agroindustri seperti pengeringan, pengawetan, sterilisasi, pemanasan dan lain-lain. Melihat kondisi penyebarannya hampir merata di masing-masing Kabupaten/Kota di Propinsi Sumatera Utara. Energi panas bumi ini sangat prospek untuk menggantikan peran minyak dan gas bumi pada skala besar (sebagai energi pada pembangkitan tenaga listrik).
2.3.3. Gas Bumi
Gas bumi/gas alam penggunaannya saat ini semakin populer, namun masih dikelompokkan sebagai salah satu bentuk energi alternatif yang bisa diandalkan. Peran gas bumi untuk menggantikan bahan bakar minyak terus berkembang. Jenis energi ini lebih murah, ramah lingkungan dan tersedia dalam cadangan yang cukup besar yang mampu memenuhi kebutuhan energi domestik Indonesia hingga beberapa puluh tahun mendatang. Saat ini gas Indonesia hanya untuk ekspor, mengingat kebijakan pemerintah selama ini lebih memfokuskan pada upaya memenuhi
kebutuhan pasar internasional. Indonesia merupakan negara pemasok utama gas bagi negara industri seperti Jepang, Taiwan dan Korea Selatan. Dengan adanya krisis energi ini diharapkan kebijakan pemerintah harus diubah, dengan mengutamakan kepentingan energi dan kebutuhan lainnya di dalam negeri seperti untuk bahan baku pupuk, sehingga Pupuk Iskandar Muda dan PT. Asean Fertilizer dapat terus beroperasi kembali.
2.3.4. Batubara
Batubara merupakam endapan organik yang mutunya sangat ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain tempat terdapatnya cekungan, umur dan banyaknya
kontaminasi. Didalam penggunaannya sebagai bahan bakar, kualitas batubara sangat menentukan didalam peralatan yang akan dipergunakan nantinya. Cadangan batubara Indonesia sangat melimpah dan bisa menjadi andalan utama bagi pemenuhan kebutuhan energi didalam negeri untuk jangka waktu puluhan tahun. Cadangan yang besar membuat batubara bisa menjadi salah satu subtitusi minyak bumi atau alternatif pengganti BBM. Hanya saja, perlu diingatkan bahwa batubara merupakan barang tambang yang bersifat tidak bisa diperbaharui. Kemudian pemanfaatan batubara di Indonesia sangat lambat, padahal kebutuhan energi industri maupun rumah tangga dapat dipenuhi dari batubara. Berdasarkan data hasil eksplorasi selama 20 tahun terakhir sumber daya batubara Indonesia diperkirakan mencapai 36,5 miliar ton. Dengan tingkat produksi sekarang ini berarti deposit batubara yang dimiliki mampu memasok kebutuhan energi dalam jangka waktu puluhan tahun. Masalah yang utama
pengadaan pengolahan menjadi briket batubara untuk siap pakai sangat minim. Disisi lain, sebagian besar produksi batubara di Indonesia diekspor. Pada tahun 1994, ekspor batubara mencapai 23,6 juta metrik ton, sedangkan pemakai domestik hanya 8,9 juta metrik ton.
Berdasarkan hal tersebut batubara sebenarnya dapat diandalkan sebagai pengganti bahan bakar minyak disemua sektor kegiatan ekonomi. Tersedianya pengelolaan pengusahaan menjadi kan batubara dalam bentuk briket batubara dapat sebagai pengganti konsumsi minyak tanah disektor industri kecil dan sektor rumah tangga.
2.3.5. Bioenergi, Biogas dan Biomassa
Biofuel = biodiesel, straight vegetable oil (SVO), bioethanol (gasohol), biogas, bahan bakar minyak berbasis biomass kayu (bio-[crude] oil). Biodiesel = metil ester ( fatty acid methyl ester, fame) hasil konversi asam-asam lemak trigliserida pada minyak nabati yang dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar minyak solar. SVO = bahan bakar minyak dari minyak-minyak nabati yang telah diolah melalui proses pemurnian (degumming , bleaching , deodorizing , fraksionasi) tanpa mengubah
struktur kimiawi minyak nabati tersebut. Bio-[crude]oil = bahan bakar berbasis biomassa kayu atau straw melalui fast-pyrolysis or thermo chemical liquefaction. Bioethanol = etanol dari sumber daya hayati yang dapat digunakan untuk bahan bakar minyak sebagai gasohol, hydrous fuel ethanol, atau ETBE.
Tenaga surya telah lama dikenal sejak zaman dahulu bahkan lebih tua dari pemanfaatan tenaga angin. Pada abad 3 SM eksentrik zaman Yunani kuno
Archimedes sudah menggunakan cermin parabola untuk memantulkan sinar matahari. Kemudian Antoine Bacqurk menemukan efek fotoelektrik yang menunjukkan bahwa sinar matahari dapat menunjukkan, bahwa sinar matahari dapat menghasilkan arus listrik melalui partikel-partikel.
Selanjutnya pada tahun 1954 para ilmuwan mengembangkan pembangkit energi menjadi sel-sel fotovoltaik yang berperan sebagai penghantar energi dari panas sinar matahari. Sel-sel fotovoltaik dalam bentuk panel silikon hablur tersebut yang dikembangkan NASA semenjak tahun 1960 sebagai sumber energi matahari bagi pesawat pengorbit bumi dan satelit ruang angkasa. Semenjak saat itu berbagai pihak
turut mengembangkan menjadi sumber energi untuk menggerakkan sistem komonikasi jarak jauh, marka marka lalu lintas, hingga barang elektronik ringan untuk keperluan sehari- hari. Negara Jepang terus mengembangkan pemanfaatannya untuk menggerakkan kenderaan bermotor. Panel raksasa yang terkenal sebagai penangkap sinar matahari adalah dikota Leipziq Jerman dimana mampu
menghasilkan tenaga listrik 5 MW dengan jumlah panel 33.500 panel fotovoltaik.
Pada tahun 1997, pemerintah Amerika Serikat dan Negara Uni Eropa meluncurkan satu program Atap Bangunan Bertenaga Matahari ( solar roof program), dengan kompensasi keringanan pajak serta subsidi kepada warganya yang membangun rumah dengan atap tenaga matahari. Indonesia sebagai negara tropis, memiliki
potensi energi surya dengan radiasi harian matahari rata-rata 4,8 kwh per meter persegi. Hal tersebut berdasarkan hasil penelitian lembaga Badan Pengkajian dan
Penerapan Teknologi (BPPT), yang dihimpun 18 lokasi radiasi sinar surya dibedakan menjadi dua kawasan yaitu kawasan barat dan timur. Pada kawasan barat sekitar 4,5 kwh per meter persegi per hari dengan variasi bulanan sekitar 10%. Sedangkan pada kawasan timur 5,1 kwh per meter persegi dengan variasi bulanan sekitar 9%. Kendala yang dihadapi untuk saat ini harga sel-sel surya (solar cell) penangkap sinar matahari sangat mahal. Sebagai contoh sebuah panel surya berdaya 1.285 watt, berharga $15.000, sudah termasuk baterai untuk menyimpan energi ketika matahari tidak bersinar.
Radiasi sinar matahari merupakan sumber energi yang tersedia dan melimpah di bumi kita ini. Energi surya yang diterima dipermukaan bumi dalam satu jam hampir sama dengan dua kali total konsumsi energi tahunan dunia saat ini. Intensitas matahari di wilayah Sumatera Utara mempunyai potensi untuk dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik dan pemanas air.
2.3.7. Tenaga Angin
Angin adalah massa udara yang bergerak yang pada dasarnya timbul akibat penghangatan udara oleh matahari, sebenarnya merupakan cara lain untuk
mengumpulkan tenaga surya. Bedanya energi ini bisa tetap tersedia dalam cuaca berawan sementara tenaga surya tidak. Kincir angin telah banyak dikenal, baik
sebagai energi untuk menaikkan air, penggilingan pada industri. Juga nenek moyang kita telah memanfaatkannya pada kapal layar.
Untuk membangun pemanfaatannya dibutuhkan kompleks prasarana produksi yang cukup luas terutama untuk produksi masal. Namun karena angin yang tersedia di mana-mana, maka tenaga ini sangat mungkin didesentralisasikan pada skala menengah dan kecil. Kecepatan angin umumnya relatif rendah dengan kontiunitas tidak tetap. Pada daerah pantai dan perbukitan dapat dikembangkan dan dimanfaatkan sebagai tenaga mekanis (untuk memutar pompa).
2.3.8. Gambut
Gambut adalah sisa timbunan tumbuhan yang telah mati dan kemudian diuraikan oleh bakteri anaerobik dan aerobik menjadi komponen yang lebih stabil. Selain zat organik yang membentuk gambut terdapat juga zat anorganik dalam jumlah yang kecil. Di lingkungan pengendapannya gambut selalu dalam keadaan jenuh air.
Zat organik pembentuk gambut sama dengan tumbuhan dalam perbandingan yang berlainan sesuai dengan tingkat pembusukannya. Zat organik tersebut terdiri dari cellulosa, lignin, humus, bitumin dan lain lain. Unsur-unsur pembentuk gambut sebagian besar terdiri dari karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N) dan oksigen (O), selain unsur utama tersebut terdapat unsur lain Al, Si, S, P, Ca dan lain-lain, dalam bentuk terikat. Tingkat pembusukan gambut akan menaikkan kadar karbon (C) dan
2.3.9. Energi Laut
Energi laut di Indonesia memiliki prospek baik, hal ini karena negara kita mempunyai pantai yang panjang, banyak pulau dan selat, sehingga arus alut akibat interaksi bumi- bulan-matahari mengalami percepatan saat melewati selat-selat tersebut. Disamping itu, Indonesia juga tempat pertemuan arus laut yang diakibatkan oleh konstanta pasang surut M2 yang dominan di Samudra Hindia dengan periode sekitar 12 jam dan
konstanta pasang surut K1, yang dominan di Samudra Pasifik dengan periode lebih kurang 24 jam. M2 adalah konstanta pasang surut akibat gerak bulan mengelilingi bumi, sedangkan K1 adalah konstanta pasang surut yang diakibatkan oleh
kecondongan orbit bulan saat mengelilingi bumi. Interaksi bumi-bulan diperkirakan menghasilkan daya energi arus pasang surut setiap harinya 3,17 TW.
Ada tiga macam energi yang bisa dihasilkan Samudra, yaitu : Pertama adalah energi panas laut yang dihasilkan dengan memanfaatkan perbedaan temperatur dipermukaan
dan dasar laut. Kedua energi pasang surut yang menggunakan prinsip beda ketinggian antara laut pasang terbesar dan laut pasang surut terkecil. Sedangkan yang ketiga energi gelombang (wave energy). Inilah pembangkit energi yang memanfaatkan ketinggian dan panjang gelombang. Potensi inilah yang kemudian dimanfaatkan dan diolah menjadi tenaga listrik melalui turbin.
Salah satu sumber energi alternatif yang saat ini banyak menjadi perhatian dan menarik bagi para peneliti adalah penggunaan teknologi nano. Teknologi nano bukanlah sebagai sumber energi langsung melainkan membantu mengefisiensikan penggunaan energi. Kemampuan teknologi nano dalam memanipulasi lapisan elektronik baik pada sel surya dan fuel cell maupun lapisan penyimpan energi seperti baterai membuat banyak ilmuan/peneliti percaya teknologi nano akan menjadi energi alternatif. Disamping itu kemampuan teknologi nano khususnya dalam nano material untuk menghasilkan lapisan yang sangat efesien dalam mengkonversikan energi diharapkan dapat menjadi sumber energi alternatif masa depan.
2.3.11. Fusi
Fusi merupakan reaksi penggabungan inti atom sehingga diharapkan menjadi revolusi sumber energi potensial dimasa yang akan datang. Prinsipnya memanfaatkan bintang-bintang yang terbakar. Diproduksi ketika dua atom digabungkan menjadi
satu, diperkirakan bahan bakar yang tersedia dari cara ini cukup untuk memenuhi kebutuhan konsumsi dunia.
2.3.12. Nuklir
Di seluruh dunia terdapat 440 pembangkit listrik tenaga nuklir yang menghasilkan 16% energi listrik dibumi. Manfaat dari pembelahan inti atom memang banyak seperti energi melimpah dan tak ada emisi karbondioksida. Tetapi seiring dengan masalah utama yang berkaitan dengan energi nuklir seperti “kasus chernobil”,
menyebabkan energi ini lebih mahal ketimbang energi fosil. Hal tersebut belum lagi tantangan limbah radioaktif .
2.3.13. Tenaga Baterai
Yang dimaksud dengan tenaga baterai adalah sel-sel elektrokimia yang mengkombinasikan bahan bakar dan oksidanya ke dalam cairan elektrolit. Inilah yang kemudian menghasilkan ion penghantar arus dan pada saat bersamaan langsung mengubah menjadi tenaga listrik, sehingga tidak diperlukan pengisian ulang sepanjang suapan bahan bakarnya (biasanya hidrogen, amonia) beserta oksidannya (umumnya udara atau oksigen) terus tersedia dari luar. Namun alternatif ini masih memerlukan penelitian yang panjang mengingat cara penggunaan langsung hidrogen murni sebagai bahan bakar utama lewat proses elektrolisis belum efesien.