Aplikasi Teknologi Ramah Lingkungan Di Bidang Energi

Aplikasi teknologi ramah lingkungan di bidang energi antara lain melalui penerapan biofuel, biogas, ocean power, fuel cell, dan banyak lagi.

Biofuel

Biofuel, merupakan teknologi penyediaan energi alternatif dengan menggunakan bahan-bahan organik. Apakah yang membedakan biofuel dengan bahan bakar fosil? Keduanya berasal dari bahan-bahan organik, tetapi biofuel dapat diolah langsung dari bahan organik seperti tumbuh-tumbuhan sedangkan bahan bakar fosil berasal dari hewan atau tumbuhan yang telah mati jutaan tahun yang lalu.

Ada dua jenis biofuel yaitu etanol dan biodiesel. Etanol adalah salah satu jenis alkohol yang dapat dibuat dengan fermentasi karbohidrat atau reaksi kimia gas alam. Beberapa tumbuhan yang digunakan untuk menghasilkan etanol adalah jagung, sorgum, atau singkong. Tumbuhan ini mengandung karbohidrat yang tinggi.

Sedangkan biodiesel adalah bahan bakar alami yang biasanya diperoleh dari lemak nabati seperti kelapa sawit.

Biogas

Instalasi biogas di rumah menggunakan kotoran hewan ternak dan kotoran manusia

Biogas adalah bahan bakar alternatif yang diperoleh dari fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob. Bakteri anaerob adalah bakteri yang hidup di lingkungan tanpa oksigen.

Bakteri anaerob tersebut akan mengubah zat organik menjadi gas metana (CH4) sebesar 75%, dan gas lainnya seperti karbondioksida, hidrogen, dan hidrogen sulfida. Gas metana (CH4) inilah yang digunakan sebagai sumber bahan bakar.

Biogas ini bisa digunakan untuk keperluan sehari-hari seperti memasak, memanaskan air, dan lain sebagainya. Sumber yang paling sesuai untuk produksi biogas adalah bahan organik yang berbentuk padat, cair, dan homogen. Kotoran dan urin hewan ternak menjadi pilihan yang sesuai untuk produksi biogas sekarang ini.

Lingkungan yang memiliki peternakan, tempat atau pabrik pengolahan makanan, seperti tempat pembuatan tahu, tempe, ikan pindang, dan brem, merupakan tempat strategis bagi pembuatan biogas. Pabrik pengolahan makanan tersebut menghasilkan limbah organik yang homogen. Limbah sisa produksi bahan makanan bisa disatukan ke dalam saluran pembuangan untuk kemudian diolah menjadi biogas.

Teknologi biogas ini tidak hanya bermanfaat karena mampu menghasilkan sumber energi alternatif, namun juga dapat menjaga kebersihan lingkungan dengan pemanfaatan limbah organik dari hewan ternak dan industri pembuatan makanan.

Pembangkit Listrik Ocean Power - Tenaga Pasang Surut Air Laut dan Ombak 

Aliran air yang berasal dari pasang surut air laut dan ombak juga bisa menghasilkan listrik. Di beberapa pantai dan muara, level ketinggian air bisa naik atau turun sampai setinggi 6 meter bahkan lebih.

Energi pada aliran air laut ini diambil dengan menggunakan bendungan sepanjang bibir pantai atau muara untuk digunakan sebagai hydropower.

Saat ini masih sedikit negara yang menerapkan teknologi ramah lingkungan ini. Salah satu negara yang sudah menerapkannya yaitu Prancis, di kota La Rance. Hal ini disebabkan pembangunan teknologi ini membutuhkan biaya yang sangat besar, alat konversinya pun juga mudah rusak akibat korosi oleh air laut dan badai, serta sedikitnya daerah di dunia yang cocok untuk dibangun teknologi ini.

Geotermal

Geotermal adalah panas yang tersimpan di dalam tanah, lapisan dasar bumi, dan cairan dalam kerak bumi. Energi dari panas ini dapat digunakan untuk memanaskan dan mendinginkan bangunan serta menghasilkan listrik. Para ilmuwan memperkirakan bahwa hanya dengan menggunakan 1% saja dari panas yang tersimpan sedalam 5 km dalam kerak bumi, energi yang dihasilkan  250 kali lebih banyak dari minyak dan gas alam yang tersimpan di seluruh lapisan bumi.

Salah satu cara untuk mengambil energi geotermal ini adalah dengan menggunakan sistem pompa panas geotermal  atau “geothermal heat pump system”. Sistem ini dapat mendinginkan dan memanaskan sebuah rumah atau bangunan dengan memanfaatkan perbedaan temperatur.

Di negara-negara yang memiliki empat musim, pada musim dingin, suatu sistem pipa yang diletakkan dalam tanah dapat mengalirkan cairan yang membawa panas dari dasar bumi menuju sistem pendistribusian panas di rumah atau bangunan. Sebaliknya, pada musim panas, sistem ini bergerak berlawanan, memindahkan panas dari rumah atau bangunan dan menyimpannya dalam tanah.

Energi panas dari lapisan bumi yang lebih dalam juga bisa diambil dengan sistem yang disebut hydrothermal reservoir. Perlu diketahui bahwa beberapa batuan di dalam bumi memiliki suhu sangat tinggi. Hal ini disebabkan oleh adanya pemecahan material radioaktif yang terkandung dalam batuan tersebut. Air yang terdapat di dalam tanah, yang bertemu dengan batuan panas akan membentuk uap yang kemudian terakumulasi di antara bebatuan tersebut.

Uap air ini akan terkumpul, dan dalam jumlah yang besar bisa menimbulkan tekanan yang tinggi. Jika bagian tersebut dibor dengan  pipa khusus dengan desain tertentu, maka uap air akan keluar dengan kecepatan yang besar. Aliran uap bertekanan dan berkecepatan tinggi inilah yang dapat digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga dapat menghasilkan listrik.

Sel Bahan Bakar (Fuel Cell) dan Hydrogen Power

Skema hydrogen power cell

Matahari menghasilkan energi yang menjaga keberlangsungan hidup di bumi melalui reaksi penggabungan inti (fusi) atom-atom hidrogen. Hidrogen sendiri merupakan unsur kimia paling sederhana dan paling banyak jumlahnya di alam semesta. Tetapi masalahnya, hidrogen yang banyak terdapat di alam semesta bukanlah hidrogen bebas yang dapat langsung dimanfaatkan sebagai bahan bakar, tetapi dalam bentuk senyawa, misalnya saja hidrogen pada air (H2O).

Karena jumlahnya yang berlimpah itulah,  gas hidrogen (H2) diyakini akan menjadi bahan bakar di masa depan. Agar impian itu dapat terwujud, ilmuwan saat ini fokus mengembangkan sel bahan bakar “fuel cell” yang menggabungkan gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2).

Reaksi antara gas H2 dengan O2 ini akan menghasilkan energi panas yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai sumber listrik. Reaksi antara keduanya dapat dituliskan sebagai berikut: 2 H₂ + O₂ à 2 H₂O + energi.

Dari reaksi di atas, kita mengetahui bahwa selain energi, output lainnya adalah uap air. Uap air ini jika dilepaskan ke atmosfer tidak akan berbahaya sehingga tenaga hidrogen ini ramah lingkungan.

Permasalahan yang saat ini dihadapi yaitu sedikitnya gas hidrogen murni (H2) di bumi, sehingga hidrogen harus diproduksi melalui senyawa lain yang mengandung unsur (H), seperti CH4 (metana). Gas hidrogen (H2) dapat dihasilkan melalui pemanasan air, mengaliri listrik, atau melepas hidrogen dari metana (CH4). Namun saat ini, untuk menghasilkan gas hidrogen dan alatnya membutuhkan energi dan biaya yang sangat besar.

Energi alternatif lain dapat dibaca di Mengenal Sumber-Sumber Energi Alternatif Terbarukan.