Energi merupakan salah satu kebutuhan dasar yang sangat dibutuhkan oleh manusia. Pemenuhan kebutuhan mulai dari penerangan, transportasi, proses produksi, dan berbagai hal lainnya sangat memerlukan energi. Ketergantungan masyarakat modern pada sumber energi yang tidak dapat diperbaharui, seperti minyak bumi, gas alam, dan batu bara, menjadi sumber permasalahan utama yang dihadapi saat ini. Cadangan minyak bumi dan gas alam Indonesia diperkirakan akan habis dalam waktu 25 tahun mendatang. Ketersediaan cadangan minyak bumi yang semakin menipis dan peningkatan kebutuhan energi mendorong pengembangan sumber energi alternatif.
Sumber Energi Alternatif dari Alam
Sumber energi alternatif mulai dari tenaga air, uap air, angin, matahari, panas bumi, pasang surut air laut, gelombang laut, nuklir, sampai pemanfaatan sampah organik menjadi biomassa dapat menjadi salah satu energi alternatif di masa depan. Pemanfaatan sumber energi yang jumlahnya melimpah di alam, yang tidak dapat habis, dan ramah lingkungan sudah sebijaknya menjadi prioritas utama dalam pengembangan sumber energi alternatif. Ketersediaan sinar matahari dan angin yang sangat melimpah di Indonesia merupakan potensi yang sangat besar untuk dikembangkan.
[caption id="attachment_298787" align="aligncenter" width="450" caption="Pembangkit listrik tenaga surya (solar cell)"][/caption]
Pemanfaatan potensi alam Indonesia di bidang energi
Indonesia memiliki potensi energi yang sangat besar yang berasal dari:
1. Sinar matahari: dengan kondisi geografis Indonesia yang berada di sekitar garis katulistiwa memungkinkan ketersediaan sinar matahari yang melimpah sepanjang tahun.
2. Angin: Indonesia yang adalah negara kepulauan dengan garis pantai yang panjang memiliki potensi besar untuk pemanfaatan angin sebagai sumber energi alternatif. [caption id="attachment_298788" align="aligncenter" width="450" caption="Pembangkit listrik tenaga angin"]
Sinar matahari dan angin dapat digunakan sebagai sumber energi. Sinar matahari dapat dimanfaatkan dengan mengubah energi matahari menjadi energi listrik dengan bantuan sel surya (solar cell). Sedangkan laju angin dapat digunakan untuk mengubah energi kinetik menjadi energi listrik dengan bantuan pembangkit listrik tenaga angin.
Akan tetapi, jumlah energi yang dihasilkan dari kedua sumber energi tersebut tidaklah konstan sepanjang tahun. Ada kalanya jumlah sinar matahari menurun ketika cuaca berawan dan melimpah ketika cerah. Demikian juga dengan banyak sedikitnya angin. Untuk itu diperlukan media penyimpan energi yang efisien yang dapat digunakan kembali pada saat dibutuhkan atau kekurangan pasokan energi. Sel bahan bakar (fuel cell) dapat digunakan sebagai media penyimpan dan pemasok kebutuhan energi.
Kelebihan sel bahan bakar (fuel cell):
- Efisien. Energi yang terkandung sangat tinggi, yaitu tiga kali lipat lebih tinggi dibanding minyak bumi.
- Ramah lingkungan. Limbah yang dihasilkan ramah terhadap lingkungan.
- Dapat disimpan dan mudah didistribusikan. [caption id="attachment_298789" align="aligncenter" width="471" caption="Sel bahan bakar (fuel cell)"]
Kombinasi sel bahan bakar dengan sumber energi matahari dan angin
Sel bahan bakar atau fuel cell menggunakan gas hidrogen sebagai sumber bahan bakarnya. Pembakaran gas hidrogen dengan gas oksigen di udara menghasilkan uap air dan energi yang dapat dimanfaatkan lebih lanjut. Emisi hasil pembakaran tersebut berupa air, yang ramah lingkungan.
Unsur hidrogen adalah unsur yang paling melimpah di alam, sayangnya hanya 1% yang berada dalam bentuk gas hidrogen. Gas hidrogen dapat diperoleh dari pemecahan air atau alkohol. Dalam proses pemecahan tersebut diperlukan energi terlebih dahulu. Gas hidrogen yang dihasilkan dibakar dengan gas oksigen di udara yang kemudian menghasilkan energi listrik. Selain dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar, gas hidrogen tersebut dapat disimpan dalam tangki atau dalam material penyimpan gas hidrogen (hydrogen storage). [caption id="attachment_298791" align="aligncenter" width="1009" caption="Skema kombinasi pembangkit listrik tenaga surya/angin dengan sel bahan bakar"]
Mengapa fuel cell tidak digunakan sebagai sumber energi utama?
Karena diperlukan energi terlebih dahulu sebelum menghasilkan energi yang lebih besar, maka sel bahan bakar (fuel cell) digunakan sebagai sistem kontrol energi. Jika jumlah energi yang dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga surya atau angin melimpah, maka sebagian akan disimpan ke dalam sistem sel bahan bakar yang dikemudian dapat digunakan jika diperlukan.
[caption id="attachment_298792" align="aligncenter" width="1019" caption="Mekanisme sistem kontrol dalam pemanfaatan sel bahan bakar"]
Pengembangan kombinasi pembangkit listrik tenaga surya atau angin dengan sel bahan bakar adalah solusi terbaik untuk permasalahan energi alternatif di masa depan. Kelimpahan, keterbaruan, dan keramahan terhadap lingkungan merupakan sisi positif dari pengembangan sistem kombinasi ini. Dengan pemanfaatan potensi alam yang tepat dan penyimpanan energi dengan sel bahan bakar akan menciptakan energi menjanjikan bagi masa depan.
Sumber:
Brian C. H. Steele dan Angelika Heinzel, 2001. Materials for fuel cell techonologies. Nature, 414, 345-352.
Louis Schlapbach dan Andreas Züttel, 2001. Hydrogen-storage materials for mobile applications. Nature, 414, 353-358.
Saparudin, 2007. Sumber Hayati Bahan baku Biofuel. Pusat kajian kebijakan Difusi Teknologi. BPPT. Jakarta
Tatang H. Soerawidjaja, 2007. Peningkatan kelangsungan Ekonomi Usaha Pengembahan Jarak Pagar Melalui Pengolahan secara terpadu. Departemen teknik kimia, Fakultas teknologi industry. ITB.
Sumber gambar:
http://www.ecofriend.com/alternative-energy-sources-promising-greener-planet.html
http://www2.jpl.nasa.gov/files//images/hi-res/p48600ac.tif
