Eksplorasi Air: Potensi Terpendam untuk Transisi Energi Berkelanjutan

Energi merupakan daya atau kemampuan untuk melakukan berbagai proses kegiatan. Energi merupakan sesuatu yang selalu ada dan tak akan pernah habis karena energi akan tetap ada hanya saja berubah bentuknya menjadi energi lain. Terdapat dua jenis energi yakni energi terbarukan dan energi non-terbarukan. Energi terbarukan adalah sebutan bagi energi yang berasal dari sumber daya alam yang jumlahnya melimpah dan dapat diperbarui serta dapat digunakan terus-menerus. Salah satunya yakni air, air merupakan sumber energi yang melimpah dan sangat penting untuk makhluk hidup. Jumlahnya yang melimpah menjadikan air sebagai salah satu sumber energi terbarukan. 

Berbeda dengan sumber energi lainnya, energi air dapat menghasilkan tenaga nonstop. Tenaga tersebut berasal dari siklus hidrologi, yakni proses perputaran air dari bumi ke atmosfer dan kembali ke bumi lagi secara terus-menerus. Oleh karena itu, sumber energi air sering disebut dengan energi hidro. Energi terbarukan dapat dijadikan sebagai alternatif energi yang berkelanjutan, ramah lingkungan dan efektif dibandingkan dengan sumber daya konvensional yang berasal dari bahan bakar fosil yang terbatas. Energi dengan bahan dasar fosil merupakan energi non-terbarukan.

Semakin berkembangnya sains dan teknologi, energi terbarukan menjadi sasaran utama yang diupayakan untuk mengatasi tantangan ketergantungan terhadap sumber daya energi konvensial. Pengolahan sumber daya alam tersebut dilakukan di sebuah kawasan khusus yang disebut sebagai pembangkit listrik. Pembangkit listrik adalah sebuah kawasan khusus yang berisi berbagai peralatan dan mesin yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik dari berbagai sumber energi. Yakni dengan mengolah atau menjadikan sebuah sumber daya/energi menjadi bentuk energi yang lain. 

Pembangkit listrik sangat penting untuk memenuhi kebutuhan energi dalam masyarakat, dan merupakan hal penting dalam upaya untuk mencapai tujuan pembangunan berkelanjutan dan pengentasan kemiskinan. Sumber energi dari pembangkit listrik banyak sekali jenisnya, ada dari sumber energi terbarukan dan non-terbarukan (konventional). Beberapa jenis pembangkit listrik antara lain yakni Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG), Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP), Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). 

RimbaKita.com

Energi hidro atau sering kita sebut dengan hidroelektrik adalah salah satu bentuk energi terbarukan yang diperoleh dari pemanfaatan air sebagai sumber daya untuk menghasilkan listrik melalui sebuah rancangan fasilitas yang mengaplikasikan sains dan teknologi sehingga air tersebut dapat diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik tenaga air umumnya dibangun di daerah dengan curah hujan yang tinggi dan aliran air yang deras seperti danau, sungai dan bendungan. Pada PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) untuk mengubah air menjadi energi listrik umumnya air sengaja dibendung dan ditampung dalam jumlah yang besar. Jadi, ketika air dilepaskan melalui pintu air energi potensial dikonversi menjadi energi kinetik. 

Air yang mengalir itu kemudian menggerakkan turbin yang terhubung ke generator. Turbin merupakan perangkat yang berputar oleh aliran air, dan putaran turbin ini menghasilkan energi mekanik. Generator bekerja mengubah energi mekanik yang dihasilkan menjadi energi listrik. Seperti pembangkit listrik lainnya, energi listrik yang dihasilkan PLTA awalnya berupa arus searah (DC) kemudian untuk bisa digunakan dalam kebutuhan sehari-hari diperlukan inverter untuk mengubahnya menjadi arus bolak-bali (AC).  

pinterest.com/bcogeneration/

Selain diubah menjadi PLTA air juga dapat diubah menjadi energi alternatif lainnya yaitu biogas. Biogas adalah gas alam yang diciptakan dari penguraian bahan limbah organik melalui proses fermentasi anaerob dan dimanfaatkan untuk menghasilkan energi. Sedangkan proses fermentasi anaerob adalah suatu metode pemisahan bahan limbah organik oleh aktivitas mikrooganisme metanogenik dan asidogenik dalam keadaan kedap udara. Air yang digunakan dalam pengolahan biogas bukanlah air bersih (laut) melainkan air limbah. Jenis-jenis air limbah yang dapat diolah menjadi biogas meliputi air limbah rumah tangga, industri, peternakan, sanitasi dan air limbah pengolahan. Dalam pembuatan biogas, air limbah yang paling banyak digunakan oleh masyarakat khususnya di daerah pedesaan adalah air limbah dari peternakan (kotoran sapi, unggas dan hewan lainnya). 

Terdapat beberapa tahap dalam mengolah air limbah agar dapat digunakan sebagai biogas. Tahap pertama yang harus dikerjakan adalah dengan mengumpulkan dan menyimpan bahan. Air limbah organik yang telah terkumpul kemudian disimpan dalam tangki atau digester. Hal ini dilakukan agar jumlah air limbah yang diperlukan untuk fermentasi anaerob tercukupi. Setelah itu, air limbah tersebut dimasukkan kedalam sistem digester anaerob untuk proses fermentasi. 

Dimana selama proses tersebut mikroorganisme anaerob akan memecah bahan organik dari air limbah, sehingga menghasilkan biogas (terutama metana dan karbon dioksida) yang kemudian dikumpulkan agar dapat digunakan sebagai energi. Energi tersebut dapat dimanfaatkan untuk berbagai kebutuhan sehari-hari, contohnya pembangkit listrik, pemanas air, dan juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk kendaraan. Selain biogas, fermentasi anaerob dari air limbah juga menghasilkan digestat (sisa padatan) yang dapat digunakan sebagai pupuk organik. 

Dari diolahnya air menjadi PLTA dan biogas memiliki banyak keuntungan dan tantangan yang harus dihadapi oleh masyarakat. Jika dilihat dari sisi air menjadi PLTA (energi listrik) keuntungannya berupa dapat dimanfaatkan dalam kurun waktu yang lama, karena air yang digunakan dalam produksi merupakan energi yang terbarukan. Selain itu, dengan jumlah air yang melimpah maka ketersediaan energi listrik pun menjadi tidak terbatas dan pasokan energi yang dihasilkan stabil dan dapat diandalkan. Dari segi produksinya sangat ramah lingkungan karena PLTA ini tidak menghasilkan limbah ataupun polusi yang berbahaya bagi lingkungan disekitarnya sehingga aman untuk digunakan. Dengan mengubah air menjadi PLTA dapat mengurangi ketergantungan pada satu jenis energi. Air merupakan satu-satunya sumber untuk produksi PLTA dan tidak membutuhkan bahan bakar lain sehingga biaya produksinya cukup terjangkau jika dibandingkan dengan pembangkit listrik lainnya. 

Selain memiliki keuntungan, air yang diolah menjadi PLTA (energi listrik) juga memiliki beberapa tantangan, diantaranya yaitu produksi tenaga air sangat bergantung pada jumlah curah hujan, jika curah hujan rendah atau saat musim kemarau maka produksi energi listrik akan menurun drastis. Dalam pengolahan air menjadi energi listrik berskala besar maka dibutuhkan pembangunan infrastruktur (bendungan dan waduk) yang mana dalam pembangunannya membutuhkan biaya yang besar. Disisi lain, dengan dibangunnya infrastruktur tersebut dapat mempengaruhi migrasi ikan, ekosistem didalamnya akan terganggu dan berubahnya habitat alami.

Sedangkan dari sisi pemanfaatan air sebagai biogas (energi alternatif) memiliki beberapa keuntungan, yaitu dapat mengurangi pencemaran lingkungan karena bahan utama dalam pembuatan biogas ini adalah air limbah. Biaya produksi yang dikeluarkan relatif lebih murah meskipun untuk memberikan fasilitasi secara lengkap tetap membutuhkan biaya investasi awal yang tinggi. Dengan pengolahan air limbah menjadi biogas tidak hanya mengurangi biaya pengelolaan limbah tetapi juga menambah pendapatan dari hasil energi yang diperjual belikan. Biogas dari air limbah termasuk energi alternatif yang ramah lingkungan sekaligus dapat mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. 

Selain keuntungan, air limbah yang diolah menjadi biogas memiliki berbagai tantangan yang harus dihadapi masyarakat, diantaranya adalah ketersediaan bahan baku (air limbah) harus dalam jumlah yang cukup dan konsisten karena jika tidak terpenuhi dapat menghambat proses pembuatan biogas. Kurangnya kesadaran serta minimnya pengetahuan masyarakat tentang manfaat dan cara pengolahan air limbah menjadi biogas. Proses aktivitas anaerob membutuhkan waktu yang cukup lama untuk menghasilkan biogas sehingga dapat mempengaruhi efisiensi sistem secara keseluruhan.

REFERENSI:

Anonim, (2020). "Keuntungan Energi Air". https://mesin.uma.ac.id/2020/02/02/keuntungan-energi-air/, diakses 5 September 2024 pukul 14.00

Anonim, (2022). "Pengertian Biogas dan manfaatnya". https://distanbun.acehprov.go.id/berita/ketegori/inspiratif/pengertian-biogas-dan-manfaatnya, diakses 5 September 2024 pukul 13.00.

Haryati, Tuti, (2006). "Biogas: Limbah Peternakan Yang Menjadi Sumber Energi Alternatif". Wartazoa, 16, 3. https://core.ac.uk/reader/236128590, diakses 5 September 2024 pukul 20.00

HS, Haslinda, ,(2023). "Energi Terbarukan". (Jambi: PT. Sonpedia Publishing Indonesia).

Khanafi, Akhmad, dkk, (2023). "Pemberdayaan Air Sebagai Sumber Energi Listrik Terbarukan Untuk Mendukung Program Eletrifikasi Di Indonesia". Jurnal Sains Riset (JSR), 13, 3. https://www.researchgate.net/publication/376183746_PEMBERDAYAAN_AIR_SEBAGAI_SUMBER_ENERGI_LISTRIK_TERBARUKAN_UNTUK_MENDUKUNG_PROGRAM_ELEKTRIFIKASI_DI_INDONESIA, diakses 6 September 2024 pukul 14.30

Suharto, Yusuf, dkk, (2020). "Pemanfaatan Limbah Cair Tahu Menjadi Biogas Sebagai Upaya Penanggulangan Pencemaran Lingkungan". Jurnal Graha Pengabdian, 3,2.