MODUL PERKULIAHAN

PengenalanEnergi

Energi Konvensional danEnergi Terbaharukan

Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun OlehFakultas Teknik Teknik Industri

01 A61163EL Selani ST. MT.

Abstract KompetensiMemberikan deskripsi tentang apa itu energi dan pengenalan terhadap energi konvensional dan terbaharukan

Perkulihaan memberikan pemahamam mahasiswa tentang energi konvensional dan terbaharukan

Bagian Isi

Apa yang dimaksud dengan energi ?

Secara sederhana, energi adalah hal yang membuat segala sesuatu di sekitar kita terjadi -

kita menggunakan energi untuk semua hal yang kita lakukan. Energi ada di semua benda:

manusia, tanaman, binatang, mesin, dan elemen-elemen alam (matahari, angin, air dsb).

Secara ilmiah energi menentukan kapasitas di mana semua obyek yang ada harus

melakukan tugasnya

Sumber Energi

Ada banyak sumber-sumber energi utama dan digolongkan menjadi dua kelompok besar

yang dibahas pada alinea-alinea berikut:

Energi konvensional adalah energi yang diambil dari sumber yang hanya tersedia

dalam jumlah terbatas di bumi dan tidak dapat diregenerasi. Sumber-sumber energi

ini akan berakhir cepat atau lambat dan berbahaya bagi lingkungan.

Energi terbarukan adalah energi yang dihasilkan dari sumber alami seperti matahari,

angin, dan air dan dapat dihasilkan lagi dan lagi. Sumber akan selalu tersedia dan

tidak merugikan lingkungan.

Sumber-sumber energi Konvensional dan Terbarukan bisa dikonversikan menjadi

sumbersumber energi sekunder, seperti listrik. Listrik berbeda dari sumber-sumber energi

lainnya dan dinamakan sumber energi sekunder atau pembawa energi karena dimanfaatkan

untuk menyimpan, memindahkan atau mendistribusikan energi dengan nyaman. Sumber

energi primer diperlukan untuk menghasilkan energi listrik.

Energi di Indonesia

Sektor energi adalah salah satu sektor terpenting di Indonesia karena merupakan dasar

bagi semua pembangunan lainnya. Ada banyak tantangan yang terkait dengan energi, dan

salah satu hal yang menjadi perhatian pemerintah Indonesia adalah bagaimana

memperluas jaringan listrik, terutama dengan membangun infrastruktur pasokan listrik ke

daerah perdesaan. Masih ada banyak daerah perdesaan yang sering mengalami

pemadaman listrik oleh karena infrastruktur yang tidak memadai. Banyak tempat yang tidak

memiliki akses terhadap infrastruktur listrik, sehingga masyarakat menggunakan

sumber-sumber energi yang mahal dan tidak efisien, seperti lampu minyak tanah dan

genset, atau kayu untuk memasak.

‘13 2 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d

Pada tahun 2008, tingkat rata-rata ketersediaan jaringan listrik di Indonesia adalah 65%.

Pemerintah memiliki rencana untuk meningkatkan akses publik terhadap listrik, yang akan

bisa mempercepat peningkatkan pembangunan di lokasi-lokasi yang terisolasi. Dulu, tujuan

utama pengadaan jaringan listrik adalah menghubungkan desa-desa dengan jaringan listrik

PLN, yang bukan merupakan solusi praktis untuk dapat menjangkau semua tempat di

Nusantara

Oleh karena ada kekuatiran mengenai keamanan energi dan perubahan iklim, maka

Indonesia berencana untuk meningkatkan porsi pemanfaatan energi terbarukan, yang

sangat sesuai untuk dikembangkan di daerahdaerah perdesaan dan daerah terpencil.

Kebijakan Energi Nasional saat ini telah menetapkan target pembangunan energi jangka-

panjang, meningkatkan peran energi yang baru dan terbarukan hingga 25% dari konsumsi

energi primer pada tahun 2025. Dukungan yang lebih besar dari para pemangku

kepentingan dan pelaksanaan teknologi yang telah disempurnakan bisa melampaui sasaran

tersebut, di mana 25% sumber-sumber energi berasal dari sumber energi baru dan

terbarukan pada tahun 2025. Sasaran yang ambisius ini disosialisasikan sebagai “Visi

25/25.

1.1 Apakah Itu Energi Konvensional ?

Sumber-sumber energi konvensional tidak dapat tergantikan dalam waktu singkat, itulah

mengapa disebut dengan tidak terbarukan. Sumber-sumber energi konvensional tidak

ramah lingkungan; karena menimbulkan polusi udara, air, dan tanah yang berdampak

kepada Penurunan tingkat kesehatan dan standar hidup.

Gambar 1. Sumber-sumber energi konvensional primer

Sumber-sumber energi konvensional primer (lihat Gambar 1) diambil dari tanah dalam

bentuk cair (minyak & petroleum), gas (gas alam) dan padat (batubara & uranium).

‘13 3 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d

Sumber-sumber energi yang ada di indonesia saat ini terdiri dari sumber minyak yang

terbatas, sumber gas alam yang cukup, dan sumber batubara yang melimpah, serta energi

panas bumi.

Tenaga nuklir tidak digunakan, namun disebutkan sebagai sumber energi primer

konvensional, untuk menekankan pernyataan ini kita lihat fakta berikut:

“Bahan Bakar Fosil merupakan sumber energi tidak terbarukan tetapi tidak semua sumber

energi tidak terbarukan adalah bahan bakar minyak (contoh: uranium)

Bagaimana cara kerjanya?

Bahan bakar fosil bisa langsung dibakar pada tungku atau kompor dan akan menghasilkan

panas yang bisa dimanfaatkan untuk proses industri atau sekedar untuk memasak.

Bahan bakar minyak bisa digunakan sebagai sumber energi primer untuk transportasi (lihat

Gambar 1) Campuran udara dan bahan bakar fosil dibakar di dalam mesin dan energi panas

yang dihasilkan dikonversi menjadi energi mekanik yang menggerakkan sepeda

motor, mobil atau kapal.

Akhirnya bahan bakar fosil dibakar untuk dikonversikan ke energi listrik. Minyak (solar) pada

umumnya dibakar pada generator mesin diesel, yang membangkitkan listrik di desa-desa

yang terletak di tempat-tempat terpencil, atau digunakan sebagai pasokan listrik cadangan

oleh berbagai institusi (rumah sakit, dan sebagainya).

Generator mesin diesel bekerja dengan cara yang sama dengan mesin mobil. Namun,

energi mekanik yang digunakan untuk menggerakkan poros genset digunakan untuk

menghasilkan energi listrik. Batubara dan gas alam dibakar di pembangkit listrik thermal

untuk menghasilkan listrik dengan skala besar (untuk kota-kota besar).

Pembangkit listrik tenaga batubara adalah pembangkit listrik thermal paling awal dibangun

yang menggunakan bahan bakar fosil. Pembangkit listrik tenaga batu bara membakar

batubara untuk memanaskan air yang digunakan untuk menggerakkan turbin uap, terutama

baling-baling besar dengan bilah-bilah logam yang dikemas rapat untuk membangkitkan

tenaga. Diagram pembangkit listrik diperlihatkan pada Gambar 2 dan prinsip

pengoperasiannya dijelaskan pada diagram berikut.

‘13 4 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d

Keterangan :

Gambar 2. Skema Diagram Pembangkit Listrik

1. Batu bara dimuat kedalam pembangkit

2. Batu bara dibakar dalam tungku besar untuk menghasilkan panas

3. Air dipanaskan di dalam tungku

4. Uap menggerakkan turbin menciptakan energi mekanik

5. Air mendidih dari uap turbin didinginkan pada menara pendingin dan dipompa untuk

digunakan kembali

6. Turbin memutar generator dan membangkitkan listrik

7. Listrik mengalir melalui kabel-kabel.

8. Trafo step-up merubah tegangan listrik menjadi sangat tinggi.

9. Tiang logam raksasa membawa listrik bertegangan sangat tinggi melalui kabelkabel.

10. Trafo step-down merubah listrik tegangan tinggi menjadi tegangan rendah

yang aman untuk perumahan.

11. Listrik mengalir dari rumah ke rumah melalui kabel transmisi.

12. Listrik mengaliri rumah melalui jaringan listrik.

‘13 5 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d

Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) bekerja atas prinsip yang sama dengan listrik tenaga

uap (PLTU). Tetapi, turbin gas lah yang digunakan untuk menciptakan energi, mesin rotasi

bukannya turbin uap. Pada langkah 4, paduan gas dan udara dinyalakan dan menggerakkan

turbin gas. Proses operasional pembangkit listrik tenaga gas selanjutnya mirip dengan

pembangkit listrik tenaga uap.

1.2 Apakah yang dimaksud dengan Energi Terbarukan?

Energi terbarukan adalah sumber-sumber energi yang bisa habis secara alamiah. Energi

terbarukan berasal dari elemen-elemen alam yang tersedia di bumi dalam jumlah besar,

misal: matahari, angin, sungai, tumbuhan dsb. Energi terbarukan merupakan sumber energi

paling bersih yang tersedia di planet ini.

Ada beragam jenis energi terbarukan, namun tidak semuanya bisa digunakan di daerah-

daerah terpencil dan perdesaan.

Tenaga Surya, Tenaga Angin, Biomassa dan Tenaga Air adalah teknologi yang paling

sesuai untuk menyediakan energi di daerah-daerah terpencil dan perdesaan. Energi

terbarukan lainnya termasuk Panas Bumi dan Energi Pasang Surut adalah teknologi yang

tidak bisa dilakukan di semua tempat. Indonesia memiliki sumber panas bumi yang

melimpah; yakni sekitar 40% dari sumber total dunia. Akan tetapi sumber-sumber ini berada

di tempat-tempat yang spesifik dan tidak tersebar luas. Teknologi energi terbarukan lainnya

adalah tenaga ombak, yang masih dalam tahap pengembangan

Berbagai energi terbarukan

A. Energi Surya

Matahari terletak berjuta-juta kilometer dari Bumi (149 juta kilometer) akan tetapi

menghasilkan jumlah energi yang luar biasa banyaknya. Energi yang dipancarkan oleh

matahari yang mencapai Bumi setiap menit akan cukup untuk memenuhi kebutuhan energi

seluruh penduduk manusia di planet kita selama satu tahun, jika bisa ditangkap dengan

benar.

Setiap hari, kita menggunakan tenaga surya, misal untuk mengeringkan pakaian atau

mengeringkan hasil panen. Tenaga surya bisa dimanfaatkan dengan cara-cara lain: Sel

Surya (yang disebut dengan sel ‘fotovoltaik’ yang mengkonversi cahaya matahari menjadi

listrik secara langsung. Pada waktu memanfaatkan energi matahari untuk memanaskan air,

panas matahari langsung dipakai untuk memanaskan air yang dipompakan melalui pipa

pada panel yang dilapisi cat hitam.

‘13 6 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d

B. Tenaga Angin

Pada saat angin bertiup, angin disertai dengan energi kinetik (gerakan) yang bisa

melakukan suatu pekerjaan.Contoh, perahu layar memanfaatkan tenaga angin untuk

mendorongnya bergerak di air. Tenaga angin juga bisa dimanfaatkan menggunakan

balingbaling yang dipasang di puncak menara, yang disebut dengan turbin angin yang akan

menghasilkan energi mekanik atau listrik.

C. BioMassa

Biomassa merupakan salah satu sumber energi yang telah digunakan orang sejak dari

jaman dahulu kala: orang telah membakar kayu untuk memasak makanan selama ribuan

tahun. Biomassa adalah semua benda organik (misal: kayu, tanaman pangan, limbah

hewan

& manusia) dan bisa digunakan sebagai sumber energi untuk memasak, memanaskan dan

pembangkit listrik. Sumber energi ini bersifat terbarukan karena pohon dan tanaman pangan

akan selalu tumbuh dan akan selalu ada limbah tanaman. Ada empat jenis biomassa:

Bahan bakar padat limbah organik atau terurai dialam : Kayu serta limbah pertanian

bisa dibakar dan digunakan untuk menghasilkan uap dan listrik. Banyak listrik yang

digunakan oleh industri menghasilkan limbah yang bisa dipakai untuk

menggerakkan mesin mereka sendiri (contoh: produsen furnitur).

Bahan bakar padat limbah anorganik : Tidak semua limbah adalah organik; beberapa

di antaranya bersifat anorganik, seperti plastik. Pembangkit listrik yang

memanfaatkan sampah untuk menghasilkan energi disebut pembangkit listrik

tenaga sampah. Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara yang sama sebagai

pembangkit listrik tenaga batubara, kecuali bahan bakar tersebut bukan bahan

bakar fosil tetapi sampah yang bisa dibakar.

Bahan Bakar Gas : Sampah yang ada di tempat pembuangan sampah akan

membusuk dan menghasilkan gas metan. Jika gas metan tersebut ditampung, maka

bisa langsung dmanfaatkan untuk dibakar yang menghasilkan panas untuk

penggunaan praktis atau digunakan pada pembangkit listrik untuk menghasilkan

listrik. Metan bisa juga dihasilkan dengan menggunakan kotoran hewan dan

manusia dalam metode yang terkendali. Biodigester adalah wadah kedap udara di

mana limbah atau kotoran difermentasi dalam kondisi tanpa oksigen melalui proses

yang dinamakan pencernaan anaerob untuk menghasilkan gas yang mengandung

banyak metan. Gas ini bisa dipakai untuk memasak, memanaskan &

membangkitkan listrik.

Gasifikasi adalah proses untuk menghasilkan gas yang bisa dipakai sebagai bahan

bakar untuk pembangkit listrik. Dalam proses gasifikasi, biomassa dengan biaya

‘13 7 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d

murah, seperti batubara atau limbah pertanian dibakar sebagian dan gas sintetik

yang dihasilkan dikumpulkan dan digunakan untuk pemanas dan pembangkit listrik.

Dengan menggunakan teknik lebih lanjut lagi, maka gas sintetik bisa dikonversi

menjadi minyak solar sintetik/bahan bakar dari sumber hayati (biofuel) berkualitas

tinggi, yang setara dengan minyak solar yang digunakan untuk menggerakkan

mesin diesel konvensional.

Bahan Bakar Hayati Berbentuk Cair : Bahan bakar hayati adalah bahan bakar untuk

kendaraan bermotor atau mesin. Bahan bakar ini bisa digunakan sebagai tambahan

atau menggantikan bahan bakar konvensional untuk mesin. Bioethanol adalah

alkohol yang dibuat melalui proses fermentasi gula yang terkandung pada tanaman

pangan (contoh: tebu, ubi kayu atau jagung), dan digunakan sebagai tambahan

untuk bensin. Biodiesel dibuat dari minyak sayur (misal: Minyak Sawit, Jatropha

Curcas, Minyak Kelapa, atau Minyak Kedelai, atau Limbah Minyak Sayur/WVO.

Biodiesel bisa digunakan sendiri atau sebagai tambahan pada mesin diesel tanpa

memodifikasi mesin.

D. Tenaga Air

Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir atau air terjun. Air yang

mengalir ke puncak baling-baling atau baling-baling yang ditempatkan di sungai, akan

menyebabkan baling-baling bergerak dan menghasilkan tenaga mekanis atau listrik.

Tenaga air sudah cukup dikembangkan dan ada banyak pembangkit listrik tenaga air

(PLTA) yang menghasilkan listrik di seluruh Indonesia.

Pada umumnya, bendungan dibangun di seberang sungai untuk menampung air di mana

sudah ada danau. Air selanjutnya dialirkan melalui lubang-lubang pada bendungan untuk

menggerakkan balingbaling modern yang disebut dengan turbin untuk menggerakkan

generator dan menghasilkan listrik. Akan tetapi, hampir semua program PLTA kecil di

Indonesia merupakan program yang memanfaatkan aliran sungai dan tidak mengharuskan

mengubah aliran alami air sungai.

E. Energi Panas Bumi

Energi panas bumi adalah energi panas yang berasal dari dalam Bumi. Pusat Bumi cukup

panas untuk melelehkan bebatuan. Tergantung pada lokasinya, maka suhu Bumi meningkat

satu derajat Celsius setiap penurunan 30 hingga 50 m di bawah permukaan tanah. Suhu

Bumi 3000 meter di bawah permukaan cukup panas untuk merebus air. Kadang-kadang, air

bawah tanah merayap mendekati bebatuan panas dan menjadi sangat panas atau berubah

menjadi uap.

‘13 8 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d

Pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTPB) adalah seperti pembangkit listrik tenaga batu

bara biasa, hanya tidak memerlukan bahan bakar. Uap atau air panas langsung berasal dari

bawah tanah dan menggerakkan turbin yang dihubungkan dengan generator yang

menghasilkan listrik. Lubang-lubang dibor ke dalam tanah dan uap atau air panas keluar dari

pipa-pipa dialirkan ke pembangkit listrik tenaga panas bumi

untuk menghasilkan listrik.

Tenaga panas bumi bersifat terbarukan selama air yang diambil dari Bumi dimasukkan

kembali secara terus-menerus ke dalam tanah setelah didinginkan di pembangkit listrik.

Tidak banyak tempat di mana PLTPB bisa dibangun, karena perlu menemukan lokasi

dengan jenis bebatuan yang sesuai dengan kedalaman di mana memungkinkan untuk

melakukan pemboran ke dalam tanah dan mengakses panas yang tersimpan.

F. Energi Pasang Surut

Dua kali sehari, air pasang naik dan turun menggerakkan volume air yang sangat banyak

saat tingkat air laut naik dan turun di sepanjang garis pantai. Energi air pasang bisa

dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik seperti halnya listrik tenaga air tetapi dalam skala

yang lebih besar. Pada saat air pasang, air bisa ditahan di belakang bendungan. Ketika

surut, maka tercipta perbedaan ketinggian air antara air pasang yang ditahan di bendungan

dan air laut, dan air laut di belakang bendungan bisa mengalir melalui turbin yang berputar,

untuk menghasilkan listrik. Memang tidak mudah membangun penahan air pasang ini,

karena pantai harus terbentuk secara alami dalam bentuk kuala, dan hanya 20 lokasi di

seluruh dunia yang telah diidentifikasi sebagai tempat yang berpotensi untuk dimanfaatkan

energi pasang surut.

G. Energi Ombak

Ombak laut yang selalu beralun disebabkan oleh angin yang meniup di atas laut. Ombak

laut memiliki potensi menjadi sumber energi yang hebat jika bisa dimanfaatkan

dengan benar. Ada beberapa metode untuk memanfaatkan energi ombak. Ombak bisa

ditangkap dan dinaikkan ke bilik dan udara dikeluarkan paksa dari bilik tersebut. Udara yang

bergerak menggerakkan turbin (seperti turbin angin) yang menggerakkan generator untuk

menghasilkan listrik. Sistem energi ombak yang lain adalah memanfaatkan gerakan naik

turun ombak untuk menggerakkan piston yang bisa menggerakkan generator. Tidak mudah

untuk menghasilkan listrik dari ombak dalam jumlah besar. Lagipula memindahkan energi

tersebut ke pantai merupakan kesulitan tersendiri. Inilah sebabnya sistem tenaga ombak

sejauh ini belum lazim.

‘13 9 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d

Daftar Pustaka

1. PNPM-LMP, 2010. Buku Pandua Energi yang Terbarukan. Jakarta

2. Turner, Wayne C. 2000. Energy Management Handbook.New York: Marcel Dekker,

Inc

3. Kementrian Negara Riset dan Teknologi Republik Indonesia, Buku Putih Energi

Indonesia 2005-2025, Jakarta 2006

http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=11&cad=rja&ved=0CCgQFjAAOAo&url=http%3A%2F%2Fkk.mercubuana.ac.id%2Ffiles%2F16018-1-754272517745.pdf&ei=a93KUY7ZCNOciQfkjYDgCw&usg=AFQjCNGKBiLHVhVDLX23dGUNewz0PKkRPQ&bvm=bv.48340889,d.aGc

‘13 10 Managemen EnergiSelani ST. MT.

Pusat Bahan Ajar dan eLearningh tt p :// www . m e r c u b u a n a . ac . i d