Bab IIa Sumber-Sumber Energi2

8/14/2019 Bab IIa Sumber-Sumber Energi2

1/82

Diktat E& DKEE - Andi Pawawoi, MT Halaman 4

Bab II

Sumber-Sumber Energi

Untuk mengidentidikasi sesuatu sebagai sumber energi, perlu terlebih dahulu

dipahami apa itu energi. Secara umum energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk

melakukan kerja. Sumber-sumber energi adalah sesuatu yang dapat diolah/dikonversi

sehingga dapat memberikan kemampuan untuk melakukan kerja yangkita butuhkan

dalam menunjang semua aktifitas kehidupan.

Berdasarkan dapat-tidak sumber energi itu diperbaharui, sumber-sumber energi

dapat dibagi menajdi 2 bagian:1) Sumber energi tak terbaharukan; dan

2) Sumber energi terbaharukan.

Energi-energi tersebut diperoleh dalam bentuk yang berbeda-beda; panas

(termal), sinar (radiant), mekanik, elektrik, bahan kimia, dan energi nuklir.

2.1. Sumber Energi Tak Terbaharui

Sumber energi tak tebaharui terdiri dari

1. Minyak bumi (Oil)

2. Gas Alam (Natural Gas)

3. Batu Barat (Coal)

4. Nuklir (Nuclear)

Gambar 2.1. Sumber-sumber energiTak Terbaharui


2/82


Semua sumber energi tersebut tidak dapat digunakan secara berualang dan tidak dapat

terbentuk dalam periode waktu yang singkat sehingga ia disebut sumber energi tak

terbaharukan. Sumber-sumber energi ini terbentuk di alam dalam waktu ribuan sampai

jutaan tahun. Waktu eksploitasi oleh manusia sangat singkat dibanding dengan waktu

terbentuknya, sehingga suatu saat sumber energi ini akan habis.

2.1.1. Energi Batu Bara

Umum

Satu abad yang lampau batu bara merupakan sumber langsung atau

tidaklangsung sebagian terbesar energi komersial dunia. Bahkan batu bara telah

memercikkan dan menggerakkan terjadinya apa yang dinamakan Revolusi Industri.

Dewasa ini peranan batu bara sudah jauh menurun, dan hanya memenuhi seperempat

pamakaian energi seluruh dunia. Namun demikian, volume penggunaannya masih

sangat besar, dan dengan perkembangan-perkembangan terakhir dunia bidang energi,

terutama setelah terjadinya apa yag dinamakan kemelut energi di tahun-tahun 1970-an,

dapat disimpulkan, bahwa di masa yang akan datang, peranan batu bara akan meningkat

lagi dengan pesat.

Batu bara terdiri atas berbagai campuran karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen,

dan beberapa pengotoran lain.

Sebagian karbon itu tetap padat bilamana dipanaskan, dan Sebagian lagi akan

berubah menjadi gas dan keluar bersama-sama unsur-unsur gas lainnya. Bagian gas ini

mudah terbakar dan menyala terus-menerus serta agak lebih berasap daripada karbon

padat yang membara.

Kadar air dan abu yang tidak dapat dibakar yang terkandung dalam batu bara,

tidak bermanfaat.Kokas dibuat dengan memanaskan batu bara s~ingga gas dan pengotoran

menguap: bagian karbon yang padat itu disebut kokas.Kokas terutama dipergunakan

untuk mencairkan bijih besi. Semula bagian gas dan batu bara itu dibuang, akan tetapi

kini gas itu dapat dimanfaatkan.

Batu bara dibagi dalam berbagai kategori dan subkategori berdasarkan nilai

panas karbonnya, dimulai dengan lignit, yang kadar karbon padatnya terendah, melalui

berbagai tingkatan batu bara muda, batu bara subbituminus, batu bara bituminus, hingga

kepada antrasit.


3/82


Batu bara yang tingkatannya terendah berwarna cokelat, mengandung banyak

abu dan lembap. Batu bara yang tingkatannya lebih tinggi, mengandung karbon lebih

banyak. Baban organik yang tidak cukup terurai sehingga terbentuk karbon, oleh karena

itu belum dapat dikatakan sebagai batu bara, disebut gambut (peat).

Batu bara adalah suatu batu endapan yang terutama berasal dan zat organik.

Kebanyakan ahli geologi berpegang pada teori, bahwa tumbuh-tumbuhan yang sangat

lebat, baik pohon-pohon besan maupun tumbuh-tumbuhan lainnya, tergenang dalam

rawa-rawa atau air lainnya, kemudian berturut-turut ditutup oleh endapanendapan lain,

biasanya non-organik. Pengumpulan-pengumpulan ini mula-mula menjadi semacam

lumpur organik, lambat laun agak mengeras, kemudian berubah menjadi gambut.

Setelah berlalu masa yang lama sekali, lapisan-lapisan endapan ini mengakibatkan

penekanan-penekanan, sehingga bahan-bahan gambut ini menjadi lebih keras. Misalnya

karena penekanan suatu lapisan yang semula tebalnya 10 meter, kemudian menjadi satu

meter atau kurang. Bilamana tekanan-tekanan itu disertai gerakan-gerakan atau

perubahan-perubahan lapisan atas kulit bumi, maka penekanan menjadi lebih besar lagi:

terjadilah batu bara melalui proses pengarangan.

Gambar 2.1 memperlihatkan secara skematis apa yang terjadi. Dalam proses itu

daun menyerap energi cahaya yang digunakan dalam proses fotosintesis sebagai

berikut:

Dalam proses ini diperlukan energi sebesar 112 kCal per mole CO2. yang diambil dari

energi matahani.Dapat dihitung jumlah energi cahaya yang diperlukan dalam

fotosintesis itu dengan berpegang pada teori kuantum cahaya Einstein:

di mana

E = energi cahaya;

h = konstanta Planck;

= frekuensi cahaya;

c = kecepatan cahaya dalam pakem; dan

= panjang gelombang cahaya.


4/82


Dalam proses pengarangan yang memakan waktu jutaan tahun sebagaimana

dijelaskan sebelumnya, kayu itu mula-mula menjadi gambut, kemudian meningkat

menjadi lignit, dan selanjutnya menjadi batu bara. batu bara ini kemudian digali oleh

manusia, lalu dibakar, misalnya dalam sebuah pusat listrik tenaga uap. Dalam proses

pembakaran dipakai oleh api zat asam 02, dilepaskan ke udara gas C02, dan dibebaskan

pula energi yang berupa panas, yang merupakan tujuan utama penggalian batu bara itu.

Gambar 2.1. Siklus Zat Asam.

Dan skema Gambar 2.1 itu dapat ditarik beberapa kesimpulan. Yang pertama

adalah, bahwa ada semacam siklus zat asam (02). Pohon yang bernapas melepaskan

ke udara zat asam, sedangkan pada proses pembakaran diperlukan zat asam tersebut.

Kesimpulan kedua adalah, bahwa bersamaan dengan proses itu terdapat siklus lainyang mempunyai arab yang berlawanan. Pada proses pembakaran batu bara dibebaskan

CO2 sedangkan daun-daun pohon menyerap CO2 itu. Dan kesimpulan ketiga adalah

bahwa dalam proses pertumbuhan pohon, panas matahari diserap oleh daun-daun, untuk

kemudian disimpan sebagai energi ikatan dalam kayu. Bilamana kayu itu dibakar,

langsung sebagai kayu bakar, atau setelah melalui proses terjadinya gambut, lignit atau

batu bara, maka panas matahari yang disimpan dalam kayu irn dibebaskan kembali.

Yang berbeda adalah persoalan waktu energi yang disimpan alam yang memerlukan

waktu beberapa juta tahun, dihabiskan oleh manusia hanya dalam beberapa ratus tahun.


5/82


Foto 1. Tambang batu bara di Virginia Barat USA

Foto 2. Lapangan batu bara

methane di Cina

Foto 3. Dragline batu bara


6/82


Istilah Bahan bakar Fosil Padat (Solid Fossil Fuels) yang sering dipakai dalam

literatur biasanya mencakup batu bara maupun gambut. Sedangkan batu bara sering

pula dibagi menurut urutan lignit (atau batu bara muda), batu bara sub-bituminus (sub-

bituminous coal), batu bara bituminus (bituminous coal) dan antrasit (anthracite).

Dalam Tabel 2.1 tercantum suatu klasifikasi yang dipakai oleh WEC ( World

Energy Council). Perlu dikemukakan, bahwa klasifikasi WEC ini dipakai banyak

negara, akan tetapi terdapat pula negara lain, yang memakai suatu klasifikasi lain.

Klasifikasi ASTM1 pada asasnya juga mempergunakan klasifikasi WEC, akan tetapi

klasifikasi itu masih membagi masing-masing jenis, atau kelas dalam grup, misalnya

antrasit dibagi dalam meta-antrasit, antrasit dan semi-antrasit. Begitu pula halnya

dengan kelompok-kelompok lainnya.

Tabel 2.1. Batas-hatas Klasifikasi Bahan Bakar Padat Menurut World Energy

Council

Jenis Bahan Bakar Padat Kadar Air(%) berat Nilai Panas(k Cal/kg)

Gambut 70 75 1k 1600

Lignit 35 40 4.500 4.600

Batu Bara Subbituminus 1k 10 5.700 6.400

Barn Bara Bituminus

dan Antrasit

1k 3 1k8.500

Suatu ketidak-seragaman yang serupa terdapat pula pada klasifikasi penentuan

cadangan sumberdaya energi, dan dalam hal ini klasifikasi cadangan batu bara.

WEC memakai istilah cadangan terbukti di tempat yang diartikan dengan

cadangan terduga. Sedangkan istilah proved recoverable reserves diartikan dengan

cadangan teragakan .

Tabel 2.2 memperlihatkan cadangan dan produksi batu bara, lignit dan gambut

dunia pada tahun 1982. Sebagaimana diketahui, sumber-sumberdaya energi di dunia

adalah terbatas adanya, sedangkan pemakaiannya tenus-menerus meningkat. Sampai

kapankah, misalnya batu bara, akan dapat dimanfaatkan hingga sumbendaya itu telah

habis?


7/82


Tabel 2.2. Cadangan dan Produksi Dunia Batu Bara, Lignit dan Gambut, 1982 (109 ton)

Jenis Bahan Bakar CadanganTerbukti

Di Tempat

CadanganDapat Dimanfaatkan

JumlahCadangan

Prod uksi

Bituminus & AntrasitPangsa (%)

920(64,1)

515(35,9)

1,435(100)

2,70

SubbituminusPangsa (%)

260(61,0)

166(39,0)

426(100)

0,30

LignitPangsa (%)

340(56,2)

265(43,8)

605(100)

0,95

GambutPangsa (%)

52(68,4)

24(31,6)

76(100)

4,50

Sumber: World Energy Conference, Survey of Energy Resources 1983.

Salah satu estimasi terlihat pada Gamban 2.3. Dengan mengasumsikan bahwa

seluruh cadangan dunia akan batu bara berjumlab 4,3 x 1012 ton, dan dengan

menganggap pemakaian batu bara akan berlanjut terus, maka menurut salah satu

perkinaan batu bara akan habis terpakai kira-kira lima ratus tahun lagi. Tampaknya

suatu jangka waktu yang masih lama, namun setelah tahun 2100 jumlah batu bara yang

akan dapat dimanfaatkan akan terus-menerus menurun secara cukup deras.

Gambar 2.4 memperlibatkan dalam bentuk skema beberapa proses utama

konversi batu bara menjadi bahan bakar untuk dipakai. Batu bara yang satu berbeda

sifatnya dengan batu bara yang lain. Oleb karena itu pada pembelian batu bara perlu

diperhatikan spesifikasinya, baik yang mengenai nilai panas, maupun sifat-sifat lain

seperti kadar abu, kadar air, dan kadar pengotoran lain.

Sumber: M.K. Hubbert, The Energy Resources of the Earth, in Energy and Power, Freeman & Co,San Francisco, 1971.

Catatan: Estimasi Cadangan Dunia Batu Bara 4,3 x 1012 ton.

Gambar 2.3. Siklus Produksi Dunia Batu Bara.


8/82


Foto 4. Tambang batu bara bawah tanah


9/82


Gambar 2.4. Beberapa Proses Konversi untuk Pemanfaatan Batu Bara.


10/82


Batu Bara di Indonesia

Deposit batu bara ditemukan tersebar hampir di seluruh kepulauan Indonesia. Akan

tetapi deposit yang mempunyai arti ekonomi terdapat hanya di beberapa tempat sebelah

Barat Indonesia, terutama di Sumatera dan Kalimantan.

Walaupun tendapat banyak laporan mengenai temuan batu bara yang tercatat dalam

peta-peta geologi dan laporan-laponan lainnya, kegiatan-kegiatan eksplonasi batu bara

belum banyak dilakukan secara sistematis. Tabel 2.3 benikut memberikan beberapa

angka perkiraan cadangan batu bara terpenting yang tendapat di Indonesia. Dalam

angka-angka ini sudab termasuk jenis lignit.

Tambang-tambang utama batu bara di Indonesia semula dapat di Ombilin,

Sumatera Barat, Bukit Asam, Sumatera Selatan, dan Loa Kulu, Kalimantan

limur.Pengembangan tambang Ombilin dimulai tahun 1892, yang menghasilkan batu

bara yang baik untuk listrik. Produksi tertinggi dicapai dalam tahun 1931 dengan jumlah

665.000 ton. Menjelang Perang Dunia II produksi ini masih cukup tinggi, dan berada

agak di bawah 600.000 ton setahun.

Tabel 2.3. Sumberdaya Batu Bara Indonesia (Satuan: 106

Ton)

Wilayah TerukurTerindikasi dan

Terduga Hipotetis Total

Sumatera 2.338 6.344 14.290 22.972Kalimantan 2.991 6.896 18 9.905

Jawa 4 23 20 47

Sulawesi 5 131 136

Irian Jaya 4 4

Total Indonesia 5.338 13.398 14.328 33.064Surnber:Ir. M. Boesono, Direktorat Bata Bara, Direktorat Jenderal Pertambangan, Jakarta, Desember

1990.

Pembukaan tambang batu bara Bukit Asam dimulai dalam tahun 1919. batu bara

yang dihasilkan terutama terdiri atas jenis-jenis lignit, batu bara dan antrasit. Produksi

dalam tahun 1940 mencapai 847.800 ton dan dalam tahun 1941 sebanyak 863.706 ton.

Beberapa tambang batu bara swasta kecil dibuka sebelum Perang Pasifik di

Kalimantan Timur dan Kalimantan lenggara. Yang terpenting terdapat di lenggarong

dekat Samarinda, di daerah Sungai Kelai dan Berau, serta bagian Utara Pub Laut.

Masing-masing tambang mempunyai produksi yang tidak melebihi 100.000 ton setahun.

Produksi tertinggi batu bara dicapai dalam tahun 1941 dengan jumlah sebesar 2.029 juta

ton.


11/82


Tabel 2.4 memperlihatkan beberapa angka produksi tambang-tambang

Indonesia, sebelum dan sesudah Perang Dunia II, dengan catatan, babwa tahun 1970

Iambang Loa Kulu di Sungai Mahakain, Samarinda, ditutup.

Tabel 2.4 Produksi Batu Bara Indonesia Menurut Tambang,19391988

Tahun Ombilin Bukit Asam Lainnya Jumlah

1939 591 632 558 1781

1941 538 864 627 2029

1966 101 185 34 320

1970 77 91 4 172

1979 92 186 278

1980 143 161 34 338

1982 303 178 197 678

1984 584 501 383 1468

1886 710 1015 1025 2750

1988 648 1858 2670 5176Sumber:Ir. M. Boesono, Direktorat Baw Bara, Direktorat Jenderal Pertambangan,

Jakarta 1990.Satuan: Ribu Ton.

Angka-angka dalam Tabel 2.4 memperlihatkan dengan jelas peranan yang

sangat menurun dari batu bara selama 40 tahun hingga 1980. Sebagaiinana terjadi di

seluruh dunia, sebelum Perang Dunia II batu bara mempunyai peranan yang besar

dalam bidang penyediaan energi. Peranan ini kemudian secara berangsur-angsur

digantikan oleh minyak bumi, karena harga yang lebih baik, pemanfaatan yang lebib

mudah, transportasi yang lebih murah, dan penyimpanan serta pengaturan yang lebih

mudah.

Angka-angka terendah dicapai pada tahun-tahun 1960-an dan awal 1970-an.

Namun setelah terjadi apa yang dinamakan kemelut energi pada tahun 1973, diperoleh

peluang lagi bagi batu bara Untuk kembali menjadi jaya. Tampak peningkatan terlihat

pada tahuntahun 1980-an dan produksi meningkat dengan pesat, bahkan dengan cepat

melainpaui produksi puncak yang dicapai pada tahun 1941. Pada saat ini Indonesia

bahkan mengekspor batu bara ke mancanegara. Perlu dikemukakan, babwa pangsa-

pangsa produksi yang kian besar datang dan tambang-tambang swasta, terutama di

Kalimantan Timur dan Kalimantan Selatan, yang sejak awal tahuntahun 1980-an mulai

beroperasi dan ~xrproduksi.

Untuk apakah batu bara sekarang dipakai di Indonesia? Walaupun Perusahaan

Jawatan Kereta Api untuk sebagian besar sudah beralib ke bahan bakar minyak , namun


12/82


masih terdapat beberapa trayek yang menggunakan lokomotif uap dengan batu bara

sebagai baban bakar. Perusahaan limah, Pabrik Semen, dan beherapa industri lainnya,

juga memakai batu bara sebagai bahan bakar.

Tabel 2.5 memberikan angka-angka pemakaian batu bara Indonesia menurut

jenis-jenis konsumen. Pemakai-pernakai utama adalah Kereta Api, Pabrik Semen dan

Pabrik limah. Karena bekerja di bawah kapasitas yang seharusnya, pemakaian sendiri.

oleh tambang merupakan komponen yang cukup besar dan seluruh pemakaian.

Akan tetapi, sejak tahun-tahun 1980-an, gambaran konsumsi batu bara Indonesia

mengalami perubahan yang cukup besar sekali. Dengan beralihnya Perusabaan Umum

Listrik Negara pada pembangkit-pembangkit listrik tenaga uap yang memakai batu bara

Sebagai bahan bakar secara besar-besaraii, maka mulai tahun 1985 pemakaian batu bara

untuk pembangkitan tenaga listrik meningkat dengan pesat sekali dan menjadi dominan.

Bertambahnya pabrikpabrik semen di Indonesia secara pesat serta beralihnya pemakaian

bahan bakar dan minyak dan gas menjadi batu bara juga meningkatkan dengan sangat

pesat pemakaian batu bara untuk produksi semen. Ekspor batu bara kemudian juga

menjadi sangat penting, setelah tambang-tambang batu bara swasta di Kalimantan

meningkat produksinya. Tabel 2.6 memperlihatkan angka-angka produksi, konsumsi

dan ekspor batu bara Indonesia pada pertengahan kedua dekade 1980.

Tabel 2.5. Pemakaian batu Bara Indonesia Menurut Jenis Konsumen, 19681979

TahunPernakaian

SendiriPJKA

PabrikSemen

PabrikTimah

JndustriLain

.Jumlah

1968 48,5 54,9 30,1 6,0 2,9 144,9

1969 45,6 61,9 32,2 9,9 3,2 154,&

1970 40,9 49,1 44,7 19,7 2,3 156,7

1971 42,5 49,9 49,1 40,3 3,5 185,3

1972 59,5 57,2 50,4 29,4 3,2 199,71973 61,6 39,5 40,2 2,4 4,9 148,6

1974 57,6 32,8 39,8 18,0 6,2 154,4

1975 60,0 50,0 50,0 25,0 5,0 196,9

1976 60,0 78,0 50,0 70,0 7,0 265,0

1977 64,0 43,1 50,6 28,8 5,1 191,6

1978 67,1 30,8 47,2 34,0 6,7 185,8

1979 61,9 26,1 56,9 26,2 9,1 180,2Surnber: Laporan PN Bata Bara Tahun 1980Cat atan: Semua Angka dalam Ribu Ton.

Tabel 2.6. Produksi, Pemakaian dan Ekspor Batu Bara 19851990


13/82


KonsumsiTahun Produksi

Listrik Semen Lainnya Ekspor

1985 2.072 212 468 374 1.018

1986 2750 470 616 689 9751987 4.479 1.748 847 890 994

1988 5.176 2.043 939 658 1.536

1989 9.478 4.600 1.480 706 2.692

1990 11.696 4.762 1.878 432 4.624Sumber:Jr. M. Boesono, Direktorat batu Bara, Direktorat Jenderal Pertambangan, Jakarta.Cat atan: Satuan dalam Ribu Ton.

Pasaran ekspor batu bara adalah antara lain Bangladesh, Malaysia, Thailand,

Iaiwan, Jepang dan Filipina.

Bagaimana perkiraan hari depan batu bara Indonesia? Embargo minyak yang

dilakukan dalam tahun 1973 dan apa yang dinamakan Kemelut Energi yang kemudian

menyusul kiranya menyadarkan umat manusia, bahwa bukan saja jumlah tersedianya

nunyak bumi terbatas adanya, bahkan energi sebagai keseluruhan pun tidak tanpa batas

adanya di muka bumi ini . Harga minyak yang melonjak dengan tajam telah

menempatkan batu bara sekali lagi dalam suatu posisi yang agak baik untuk dapat

bersaing dalam gelanggang energi, terutama untuk penggunaan-penggunaan tertentu

dalam negeri. Posisi yang baik ini terdapat pula di Indonesia, sehingga memberikan

peluang kepada dunia batu bara unrnk meinpunyai peranan yang Iebih besar dalam

penyediaan energi di tanah air kita.

Sebagaimana telah dikemukakan sebelumnya, Indonesia termasuk salah satu

negara yang memiliki potensi gambut yang besar. Potensi itu dinyatakan dalam luas

lahan, dan untuk Indonesia sumberdaya itu adalah sebesar 16,2 juta ha, sebagaimana

terlihat pada Tabel 2.7. Suinberdaya itu terbanyak didapat di Sumatera dan Kalimantan.

Jika ketebalannya dianggap rata-rata satu meter, maka volumenya adalah sebesar 16,2

juta meter kubik.

Nilai gambut sebagai bahan bakar ditenrnkan oleh kandungan kalor panas yang

dipunyainya, dan kandungan tersebut tergantung pada beberapa faktor seperti jenis asal

pembentukan gambut, tingkat dekomposisi, kandungan abu dan kandungan air.

Belum begitu lama berselang di negara-negara Belanda, Belgia, dan Uni Soviet,

gambut digali dan dimanfaatkan untuk me masak dan memanaskan ruangan

rumahtangga.Tabel 2.7. Sumberdaya Gambut Indonesia


14/82


Wilayah TotalSumatera 9,7

Kalimantan 6,3

Wilayah Lain 0,2

Total Indonesia 16,2Sumber: M. Soepraptohardjo & P.M. Driessen, The Lowland Peat of Indonesia:

A Challenge for the Future. Makalah disampaikan pada Seminar Gambut& Lahan Podzolic & Potensinya, Lembaga Penelitian Lahan, Bogor, 13-14 Oktober 1976.

Hal ini kini tidak dilakukan lagi. Akan tetapi Irlandia dan Finlandia memanfaatkan

gambut sebagai bahan bakar unrnk pembangkitan tenaga listrik.

Di Indonesia gambut selama ini merupakan masalah pada lahan pertanian.

Tanah bergambut tidak dapat ditanami secara optimal karena tingkat keasamannyatinggi. Sebagaimana dialami oleh penduduk Rasau Jaya, di Kalimantan Barat pada

tahun-tahun 1970-an; diperoleh kesukaran memanfaatkan tanahnya yang bergambut

untuk bercocok tanam.

Gambut dapat berperan sebagai sumber energi pada sektor rumahtangga dan

industri kecil, atau kegiatan-kegiatan yang biasanya mempergunakan biomassa sebagai

b.ahan bakar. Sebagaimana dilakukan di Irlandia dan Finlandia, gambut dapat juga

dimanfaatkan unrnk pembangkitan tenaga listrik. Hal demikian juga dipertimbangkan

oleh Perusahaan Umum Listrik Negara, yang merencanakan unrnk membuat sebuah

pusat listrik tenaga uap kecil yang mernakai gambut sebagai bahan bakar, bertempat di

Kalimantan Barat. Besar daya-terpasang diperkirakan 45 MW.

2.1.2. Energi Minyak Dan Gas Bumi

Umum

Batu bara telah mengakibatkan tercetusnya apa yang dinamakan Revolusi

Industri. Antara batu bara, minyak bumi dan gas alam, kadang-kadang saling

menyaingi, dan kadang-kadang saling melengkapi, telah memungkinkan meluasnya

industrialisasi sebagaimana terjadi sekarang ini .

Berupa benda yang berat, besar dan kotor, batu bara terutama mendapatkan

pasaran sebagai bahan bakar yang stasioner, atau mesin yang hanya bergerak perlahan-

lahan. minyak bumi dan gas alam, serta produksi-produksinya, di lain pihak, bukan saja

memiliki lebih banyak energi per satuan berat, tetapi dapat juga memenuhi keperluan

energi pada alat-alat yang kecil, seperti motor tempel untuk perahu, atau pesawat


15/82


16/82


Bilamana lapisan-lapisan batu yang berdekatan cukup berpori, hidrokaron-

hidrokarbon ini memasukinya sampai tertahan oleh sesuatu halangan yang tidak dapat

ditembus, minyak bumi dan gas alam berkumpul dalam lubang-lubang lapisan-lapisan

yang dilaluinya. Perlu dikemukakan, tidak semua ahli sependapat bahwa minyak bumi

ini berasal dari bahan organik.

Minyak dan gas bumi terdiri atas berbagai campuran unsur karbon dan hidrogen,

yang biasanya disebut hidrokarbon, ditambah beberapa unsur lainnya yang kurang

penting. Bahan-bahan ini kadang-kadang berupa benda-benda gas, atau cair, atau

benda-benda berupa lilin, hal mana terutama tergantung daripada perbandingan karbon

dan hidrogen.

Penamaan minyak bumi atau petroleum, pada umumnya dipergunakan ntuk

bahan-bahan cair, yang kadang-kadang berisi gas atau cairan berupa campuran atau

larutan yang ringan, sedang ataupun berat..

Bila komponen minyak -minyak ringannya didistilasi atau diuapkan, maka sisa

yang tertinggal merupakan suatu campunan dari hidrokarbon yang disebut parafin.

Distilasi lebih lanjut menghasilkan pengotoran hidrokarbon lain berupa aspal.

Dalam urutan pengusahaan perminyakan terdapat empat jenis kegiatan yang

berbeda. Pertama adalah pencarian daripada sumber sumber minyak, yang biasanya

disebut eksplorasi. Kedua adalah pengelolaan daripada tambang-tambang minyak

unrnk menghasilkan minyak mentah, biasanya disebutproduksi.

Ketiga adalah pengangkutan daripada minyak dan tempat produksi ke tempat-

tempat pemakaian, biasanya disebut transportasi. Dan keempat adalah usaha

memperoleh jenis-jenis produksi dad minyak tersebut, yang biasanya disebut


17/82


penyulihgan. hap kegiatan mempunyai teknologi sendiri, dan sering diusahakan seeara

terpisah atau tersendiri oleh perusahaan-perusahaan.


18/82


19/82


Foto 6. Tambang minyak bumi lepas pantai

Kecuali kalau sumber minyak

dengan mudah ditemukan karena keluar

dengan sendirinya dari permukaan bumi,

umumnya sumber tersebut terletak

tersembunyi jauh dalam perut bumi,

puluhan, ratusan bahkan hingga ribuan

meter dalamnya, dan pencariannya

memerlukan informasi-informasi geologi

dan geofisika.

Korelasi antara sumber-sumber

minyak atau gas dengan formasi-formasi

geologi tertentu sudah lama diketahui.

Hal ini menyebabkan perlu diadakannya

pemetaan bawah permukaan bumi.

Dalam membuat survei, sering

dipergunakan pengukuran magnetik,

gravimetrik dan seismik. Karena

pengukuran magnetik dan gravimetrik

kurang mahal, maka cara-cara ini sering

didahulukan. Walaupun ketelitiannya kurang tinggi, cara ini dapat memenuhi

keburnhan untuk mendapatkan data pertama.

Eksplorasi seismik lebih definitif dalam menganalisis struktur bawah tanah,

tetapi juga lebih mahal. leknik ini dilandaskan pada fakta, bahwa gelombang-gelombang kejutan yang berjalan melalui bunii, akan dipanrnlkan pada pemisahan-

pemisahan antara lapisanlapisan. Gelombang-gelombang kejutan dibuat dengan

ledakanledakan yang dilakukan dalam lubang-lubang yang dangkal, dan dicatat tibanya

pada berbagai tempat dengan jarak-jarak tertentu. Kemajuan-kemajuan dalam metode-

metode eksplorasi diharapkan dapat dicapai dengan kemajuan-kemajuan teknologi

elektronika, baik untuk observasi, inaupun untuk analisis data. Sumber-surnberdaya

alarn bumi dapat juga disurvei dengan satelit.

Foto 7. Kapal eksplorasi minyak bumi


20/82


Setelah ada perkiraan lokasi kernungkinan sumbr minyak atau gas bumi

dilakukan pengeboran. Semula pengeboran hanya dilakukan di daratan akan tetapi

karena sumber-suinber minyak banyak terdapat juga di dasar lautan, kini telah lazim

dilakukan pengeboran lepas pantai. Karena mahalnya biaya pelaksanaan pengeboran

lepas pantai ini dan tiap instalasi yang tetap, diusahakan untuk melakukan sebanyak

mungkin pengeboran. Dan sumber-sumber di daratan, minyak mentah dikumpulkan

melalui pipa-pipa untuk mengalirkannya ke tempat penyulingan, ke tempat

penyimpanan, tempat pengangkutan ataupun ke tempat pemakaian secara. langsung.

Unrnk pengeboran lepas pantai pemindahan minyak lebih sulit, karena memerlukan

pipa-pipa laut ataupun kapal. tengker.

Untuk transportasi minyak mentah pada umumnya dipergunakan tangker-

tangker yang besar, atau pipa-pipa panjang. Untuk menekan biaya angkutan, ukuran-

ukuran tangker menjadi kian besar. Belum lama berselang, sebuah tangker berukuran

50.000 DWT dianggap besar. Kini sudah banyak tangker berukuran antara 200.000

DWT. Bahkan dalam tahun 1973 telah beroperasi sebuah tangker berukuran 400.000

DWT, sedangkan dalam taraf perancangan sudah dibuat desain- sebuah tangker

berukuran 600.000 DWT.

Pengangkutan gas alam belum dilakukan secara besar-besaran. Gas mula-mula

dicairkan di tempat pemuatan untuk kemudian diangkut dalam kapal tangker yang

khusus ke tempat tujuan. Setelah tiba, gas cair ini diuapkan kembali, dan

didistribusikan melalui pipa.

Proses-proses penyulingan mengubah minyak bumi menjadi produk-produk

yang diperlukan berbagai bidang kegiatan seperti pengangkutan, listrik dan petrokimia.

Metode-metode pemisahan fisik seperti distilasi menghasilkan fraksi-fraksi

hidrokarbon tertentu. Pada proses pemecahan (cracking) maka molekul-molekul yangbesar dipecah menjadi molekul-molekul yang kecil yang diperlukan. Bila sebaliknya di-

perlukan campuran-campuran dengan berat molekul yang lebih besar, hal ini dapat

dicampuri dengan proses polimerisasi. Selanjutnya ada pula proses reformasi, di mana

struktur molekul diubah, sesuai dengan bentuk atau sifat yang dikehendaki.

Terbanyak minyak dan gas bumi dipakai pada usaba-usalia pembakaran untuk

mendapatkan energi, yang terakhir sebagai gas buangan pada cerobong atau peredam

letus (knalpot), untuk dilepaskan di udana.


21/82


Produksi dan Pemakaian minyak dan Gas Bumi

Pengumpulan data mengenai cadangan minyak dan atau gas bumi sangat sulit,

baik disebabkan berbeda penggunaan metode eksplorasi, berbeda cara evaluasi data,

maupun kanena berbagai pertimbangan sekuriti dan ekonomi pemilik data tersebut.

Data perkiraan cadangan ini berbeda dari tahun ke tahun, sejalan dengan

perkembangan teknologi dan perkembangan ekonomi. Dalam tahun 1942 misalnya

diperkirakan bahwa cadangan minyak bumi dunia yang dapat dimanfaatkan berjumlah

82 miliar ton. Dalam tahun 1953 perkiraan ini naik menjadi 136 miliar ton. Untuk

tahun 1970 angka ini naik lagi menjadi 246 miliar ton dan perkiraan menurut WEC

yang dibuat dalam tahun 1980 jumlah cadangan dunia yang dapat - dimanfaatkan adalab

sebesar 354 miliar ton.

Dalam tabel 2.8 tercantum angka-angka produksi minyak bumi akumulatif

hingga awal 1979, cadangan terbukti yang dapat dimanfaatkan, serta cadangan mungkin

dan terduga yang dapat dimanfaatkan menurut WEC.

Dari kolom produksi kumulatif hingga awal 1979 pada Tabel 2.8 tampak

bahwa Amerika Utara dan Timur Tengah bersama-sama menghasilkan secara kumulatif

61% dan produksi seluruh dunia. Sedangkan produsen terkecil adalah Timur Jauh,

Pasifik dan Eropa Barat. Dari kolom cadangan terbukti, dan dapat dimanfaatkan, Timur

Tengah menonjol dengan jumlah cadangan sebesar 57%. Pada kolom cadangan

mungkin dan terduga dimanfaatkan, Timur Tengah tidak lagi menempati kedudukan

nomor satu, melainkan nomor dua dengan 24%.

Tabel 2.8. Cadangan dan Produksi Akumulatif minyak Bumi Dunia, Awal 1979


22/82


Tempat pertama diduduki oleh wilayah USSR, RRC dan Eropa Timur dengan

jumlah 30%. Afrika menempati nomor tiga dan Amerika Utara nomor empat. Daerah

Antartika juga tercatat dalam kolom ini .

Pada kolom jumlah cadangan yang dapat dimanfaatkan kembali, Timur Tengah

menempati urutan pertama dengan 33%, disusul oleh wilayah USSR, RRC dan Eropa

Timur.

Produksi minyak bumi seluruh dunia dalam tahun 1979 mencapai 65,2 juta

barel sehari. Produsen terbesar adalah negara-negana OPEC yang menghasilkan 31,5

juta barel sehari, atau 48,2% produksi dunia, disusul oleh negara-negana perencanaan

terpusat dengan produksi 14,2 juta barel sehari, atau 21,8% disusul oleh OECD

Amerika Utana, yang terdiri atas USA dan Kanada, dengan produksi 11,9 juta barel

sehari, atau 18,3%.

Gambar 2.5 memperlihatkan secara visual cadangan dunia minyak bumi untuk

tahun 1971. Data ini sudah agak tua, namun menarik untuk memperhatikan cara

penyajian yang menarik dari data-data. Juga menarik untuk diperhatikan bahwa terdapat

perbedaan besar antara pengertian serta data cadangan suatu sumberdaya minyak . Hal

demikian terdapat pula pada sumber-sumberdaya energi lainnya.

Sumber:M.K. Hubbert, The Energy Resources of the World, inEnergy & Power. Freeman &Cc, San Francisco, 1971.

Gambar 2.5. Cadangan Dunia minyak Burnt, 1971.


23/82


Foto 8. LPG Plant

Foto 9. Kilang minyak di Indonesia


24/82


Tabel 2.9 memberikan data yang lebih mutakhir mengenai Cadangan dan

produksi minyak bumi untuk 20 produsen terbesar dunia. Menarik untuk melihat bahwa

cadangan terbesar adalah pada Arab Saudi, sedangkan produsen terbesar adalab

Amerika Serikat. Juga dapat dilihat bahwa di Timur Tengah terdapat Cadangan 67

persen minyak bumi dunia, sedangkan produksinya kurang dan 27 persen. Negara-

negara OPEC (Organization of Petroleum Exporting Countries) memiliki hampir 80

persen Cadangan dunia, sedangkan produksinya hanya meliputi 40 persen. Secara

keseluruhan dapat dikatakan, bahwa dengan produksi sekarang juinlah minyak hanya

akan cukup untuk 1k 50 tahun saja.

Tabel 2.9. Cadangan dan Produksi minyak Bumi 20 Terbesar Dunia, Tahun 1989

Cadangan ProduksiNegara

109

SBM (%) 109SBMH) (%)

Cadangan/Produksi(Tahun)

Negara OPEC

1. Arab Saudi* 255,0 26,8 4,9 9,4 142,6

2. Irak* 100,0 10,5 2,8 5,4 97,8

3. Kuwait~ 94,5 9,9 1,5 2,9 172,6

4. Iran 92,9 9,8 2,9 5,6 87,8

5. Abu Dhabi* 92,2 9,7 1,4 2,7 180,4

6. Venezuela 58,5 6,1 1,7 3,3 94,3

7. Libia 22,8 2,4 1,1 2,1 56,8

8. Nigeria 16,0 1,7 1,6 3,1 27,4

9. Aljazair 9,2 1,0 0,7 1,3 36,0

10. Indonesia 8,2 0,9 1,2 2,3 18,7

11. Qatar 4,5 0,5 0,4 0,8 30,8

Total OPEC 753,8 79,2 20,9 40,3 98,8

Non-OPEC

1. Uni Soviet 58,4 6,1 12,2 2,4 13,12. Meksiko 56,4 5,9 2,6 5,0 59,4

3. Amerika Serikat 25,9 2,7 7,7 14,8 9,2

4. RR Cina 24,0 2,5 2,8 5,4 23,5

5. Norwegia 11,5 1,2 1,5 2,9 21,0

6. India 7,5 0,8 0,7 1,3 29,4~

7. Kanada 6,1 0,6 1,6 3,1 10,4

8. Mesir 4,5 0,5 0,9 1,7 13,7

9. Inggris 4,3 0,5 1,7 3,3 6,9

Total Non-OPEC 192,8 20,8 31,0 59,7 17,5

Jumlah Besar 952,0 100 51,9 100 50,3


25/82


*Tjmur Tengah 639,1 67,1 13,9 26,~ 125,9Surnber: Fortune, 7 Mei 1990.Cat atan 1. SBM = Setara Barel minyak .

2. SBMH Setara Barel minyak Sehari.3 .OPEC = Organization of Oil Exporting Countries.

Suatu proyeksi perkembangan produksi dunia minyak bumi yang dibuat oleh

Lane terlihat pada Gambar 2.8. Proyeksi ini juga memperkirakan bahwa minyak akan

tersedia hanya hingga pertengahan abad ke-2 1. Menurut perkiraan ini , titik puncak

produksi akan dicapai sekitar tahun 2000.

Sumber: J.A. Lane, Outlook for Alternative Energy Sources, Wina, 1975.

Gambar 2.8. Proyeksi Perkembangan Produksi minyak .

Tabel 2.10 memperlihatkan angka-angka tahun 1979 mengenai situasi dunia

gas bumi per wilayah dunia.

Tabel 2.10. Produksi Kumulatif dan Cadangan Dunia Gas Bumi Tahun 1979

Wilayah Dunia

Produksikumulatifhingga awal19791012 m3 %

Cadanganterbukti dapatdimanfaatkan(awal 1979)1012 m3 %

Cadanganmungkin danterduga dapatdimanfaatkan1012m3 %

Jumlah Ca-dangan da patdiman faatkan10

12 m3 %

Afrika 0,1 0,4 7,3 9,9 26 13,5 33,4 11,4

Amerika Utara 16.9 63,1 7,5 10,1 42 21,9 66,4 22,7

Amerika Latin 1,8 6,7 4,7 6,3 10 5,2 16,5 5,6

Timur Jauh 0,2 0,7 3,3 4,5 10 5,2 13,5 4,6

Pasifik

Timur Tengah 1,1 4,1 20,5 27.6 30 15,7 51,6 17,6Eropa Barat 1,5 5,6 3,9 5,3 6 3,1 11,4 3,9


26/82


USSR, RRC, 5,2 19,4 26,9 36,3 64 33,3 96,1 32,8

EropaTimur

Antartika 4 2,1 4,0 1.4

Jumlah 26,8 100 74,1 100 192 100 292,9 100

Sumber: WEC, Survey of Energy Resources, 1980.

Dari tabel 2.10 dapat dilihat bahwa produksi kumulatif gas bumi hingga awal

1979 adalah terbesar pada Amerika Utara dengan porsi 63,1%, disusul oleh Wilayah

USSR, RRC dan Eropa Timur dengan 19,4%. Akan tetapi mengenai jumlah cadangan

yang dapat dimanfaatkan maka USSR, RRC dan Eropa Timur menempati kedudukan

pertama dengan 32,8%, disusul oleh Amerika Utara dengan 22,7%, kemudian Timur

Tengah dengan 17,6%.

Diperkirakan., bahwa permintaan akan gas bumi akan mencapai lebih-kurang1500 miliar in3 dalam tahun 1985, untuk meningkat lagi menjadi 2400 miliar m3 dalam

tahun 2000 dan lebih dad 3000 miliar m3 dalam tahun 2020.

Angka-angka tersebut tercanrnm dalani Gambar 2.10. Dalani gambar tersebut

tercantum pula perkiraan garis potensi produksi. lanipak bahwa dalam tahun 2020 garis

permintaan mendekati garis potensi dan diperkirakan bahwa pada pertengahan abad ke-

21 p0-tensi produksi tidak lagi akan dapat memenuhi permintaan.

Sumber: WEe, World Energy: Looking Ahead to 2020.

Gambar 2.10. Perkiraan Potensi Produksi dan Permintaan Dunia

Gas Bumi Hingga 2020.

Minyak dan Gas Bumi di Indonesia

Minyak bumi ditemukan dalam jumlah-jumlah yang ekonomis di Sumatera

Tengah, Sumatera Selatan, lepas pantai Jawa Barat, lepas pantai Kalimantan limur,

Kalimantan Selatan dan lepas pantai Irian Jaya.


27/82


Suatu masa sekurang-kurangnya tiga tahun diperlukan unrnk melakukan

eksplorasi yang luas untuk dapat membuat perkiraan yang baik akan cadangan minyak

bumi. Menurut data terakhir, besarnya cadangan bumi di Indonesia diperkirakan

berjumlah 59 miliar barel.

Sebelum Perang Dunia II beberapa perusahaan minyak telah melakukan

kegiatan eksplorasi dan eksploatasi, seperti BPM, Standard Vacuum Petroleum

Company, dan Caltex Pacific, dengan kegiatan-kegiatan terutama di Sumatera Tengah

dan Surnatera Selatan. Semua lapangan yang diketemukan pada akhir abad lalu awal

abad in praktis sudah habis atau sudah mendekati batas produksi ekonomis.

Tabel 2.11 memperlihatkan angka-angka mengenai sumberdaya minyak bumi

di Indonesia. Tampak bahwa terbanyak minyak ditemukan di Sumatera, dan juga di

Kalimantan dan Jawa. Cadangan pasti berjumlah 10,2 miliar barel, sedangkan seluruh

sumberdaya berjumlah 58,6 miliar barel.

Tabel 2.11. Sumberdaya minyak Indonesia (Satuan: 109Barel)

Wilayah CadanganBelum

DitemukanTotal

Sumatera 6.4 17.4 23.8

kalimantarn 1.4 16.0 17.4

Jawa 2.0 8.7 10.7

Wilayah Lain 0.4 6.3 6.7

Total Indonesia 10.2 48.4 58.6Sumber: Erwin S., Mutu Batu Bara Indonesia Sebagai Bahan Bakar. Makalah disampaikan pada

Lokakarya Energi 1988. Komite Nasional Indonesia, World Energy Conference, 1-2 Agustus1988.

Tabel 2.12 memperlihatkan produksi minyak bumi Indonesia dan tahun 1985

sampai 1988. tampak bahwa sebeluin Perang Dunia II produksi minyak tidak seberapabanyak, namun dalam dekade 1970-an produksi minyak meningkat dengan pesat untuk

mencapai titik tertinggi pada tahun 1977, unrnk kemudian secara berangsur-angsur

menurun.

Peranan gas bumi kini kian lama kian besar, balk sebagai bahan bakar untuk

pemakaian energi didalam negeri, maupun sebagai komoditi ekspor dan penghasil

devisa. Hal ini disebabkan terdapatnya gas bumi sebagai sumberdaya yang cukup besar

di Indonesia. Tabel 2.13 memberikan suatu ikhtisar sumberdaya gas bumi di tanah air.

lerlihat bahwa terbanyak gas bumi, baik sebagai cadangan, maupun sebagai sumberdaya


28/82


keseluruhannya, terdapat di Sumatera dan Kalimantan. Sekalipun dalam jumlah yang

lebih kecil, cadangan gas bumi juga ditemukan di Pulau Jawa.

Tabel 2.12. Produksi minyak Bumi Indonesia Hingga 1988. (Dalam Juta Barel)

Tahun Produksi Naik(%) Tahun Produksi Naik(%) Tahun Produksi Naik(%)

1895 1,1 1945 7,6 -91,6 1975 476,9 -5,0

1900 2,2 100,5 1950 48,4 536,8 1976 550,4 15,4

1905 8,0 265,7 1955 86,0 77,6 1977 615,1 11,8

1910 11,0 36,4 1960 150,0 74,5 1978 597,0 -3,1

1915 12,0 10,0 1965 175,4 17,4 1979 580,4 -2,7

1920 17,5 45,5 1970 311,6 77,6 1980 577,0 -0,6

1925 21,4 23,0 1971 325,6 4,5 19.82 488.2 -18,21930 41,7 94,8 1972 396,0 21,5 1984 517,0 5,9

1935 47,2 13,0 1973 488,6 23,5 1986 507,2 -1,9

1940 62,0 31,5 1974 501,8 2,7 1988 491,5 -3,1Sumber: Buku Tahunan Pertambangan Indonesia, Departemen Pertambangan & Energy, Jakarta,

Beberapa Edisi.Catatan: Produksi Tertinggi terjadi pada tahun 1977.

Cadangan gas bumi terbesar terdapat di Aceh, di mana terdapat sebuah pabrik

elenji Arun, di Kalimantan limur, dengan pabrik elenji Badak, dan di Kepulauan

Natuna, yang belum dieksploatasi. Di samping irn terdapat pula cadangan-cadangan

yang lebih kecil di sekitar Indramayu, Jawa Barat, dan di lepas pantai Pulau Madura.

Juga di Sumatera Utara dan Sumatera Selatan terdapat cadangan gas bumi dalam jumlah

yang tidak begitu besar. Gas bumi yang dihasilkan oleh lapangan-lapangan lndramayu,

lepas pantai Pulau Madura, dan Sumatera Utara dan Selatan pada umuninya

dipergunakan untuk bahan bakar dan bahan baku pabrilc pupuk, industri petrokimia,

dan pembangkitan tenaga listrik. Gas yang berasal dan lapangan Lndramayu juga

dipergunakan untuk gas kota dan pabrikbaja Krakatau Steel.

Tabel 2.13. Sumberdaya Gas Bumi Indonesia. (Satuan: 1012 SKK)

Wilayah Cadangan Belum Ditemukan Total

Sumatera 59.6 11.3 70.9

Kalimantan 17,6 13,1 30,7

Jawa 2,8 7,0 9,8

Wilayah Lain 0,5 3,6 4,1

Total Indonesia 80,5 35,0 115,5


29/82


Swnber: Badan Pengkajian & Penerapan Teknologi, The Indonesia Gas Sektor, Laporan Data &Modeling Terakhir, Jakarta, Januari 1989.

Catatan:1) Lapangan Natuna termasuk Sumatera.2) SKK = Standar Kaki Kubik.

Tabel 2.14 memberikan angka-angka produksi gas bumi Indonesia menurut

produsen dan tahun 1986 sampai dengan 1988. Tampak banwa produsen terbesar adalah

kontraktor bagi hasil Pertamina

Tabel 2.14. Produksi Gas Bumi Indonesia Menurut Produsen, 1986-1988, 109 SKK

Produsen 1986 1987 1988

Pertaniina 229,1 240,3 249,1

Kontraktor Bagi-Hasil 1.377,8 1.470,9 1.576,5

Lemigas 0,2 0,2 0,1

PT Stanvac Indonesia 21,8 20,5 22,0

PT Calasiatic-Topco 0,02 0,02 0,03

Jumlah 1.628,9 1.731,9 1.847,7

Sumber: Buku Tahunan Pertambangan Indonesia 1988, Departemen Pertambangan & Energi, Jakarta,

April 1989.

Catatan:SKK = Standar Kaki Kubik.

Dari tabel itu dapat pula dilihat bahwa produksi gas bumi secara berangsur-

angsur meningkat, sekalipun tidak dengan jumlah yang besar.

Gas bumi di dalain negeri dipergunakan untuk keperluan industri, rumahtangga,

dan belakangan juga untuk transportasi, walaupun yang terakhir ini inasih dalam

jumlah yang kecil.

2.1.3. Energi NuklirReaksi Nuklir

Dalam tahun 1938 Otto Hahn, seorang ahli kimia Jerman, menemukan

pemecahan atau fisi nuklir, suatu bentuk reaksi nuklir; beberapa tahun kemudian, yaitu

tahun 1942, Enrico Fermi, di University of Chicago, Amerika Serikat.

Produksi pertama dipakai untuk sebuah bom. Pembebasan energi pada reaksi

nuklir semula dimanfaatkan untuk keperluan perang berupa bom atom. Sungguh pun

demikian penemuan itu sering dianggap sebagai kemajuan teknis terpenting setelah

penemuan api. Menurut salah satu definisi, reaksi nuklir adalah berbagai macam


30/82


interaksi (interactions) antara partikel-partikel bebas dan inti-inti (nuclei). Dalam salah

satu jenis reaksi nuklir yang tercapai antara inti degnan neutron, yang disebut absorpsi

neutron, terjadi tubrukan antara sebuah neutron bebas dan suatu inti (nucleus), sehingga

neutron bebas tersebut kehilangan kebebasannya, dan diserap, atau diabsorpsi oleh inti

itu, Salah satu kemungkinan kejadian akibat absorpsi neutron itu adalah pemecahan atau

fisi (fission). Dalam fisi ini, inti pecah menjadi dua atau lebih, dengan melepaskan dua

atau tiga neutron bebas, yang terbang dengan kecepatan yang tinggi sekali, sehingga

mempunyai energi kinetik yang besar. Dalam suatu reaktor energi ini dilepaskan kepada

moderator, yang merupakan bagian dan sumber panas dalam reaktor nuklir. Akan

terjadi reaksi berantai bilamana jumlah neutron bebas yang diabsorpsi. Dalam teknologi

nuklir bila keadaan ini terjadi maka disebut tercapai criticality, atau knitikalitas.

Reaksi fisi nuklir dapat dirumuskn sebagai berikut:

di mana:n : neutron

U : uranium

F1 : fraksi 1

F2 : fraksi 2

E : energi yang dibebaskan

Bilamana inti uranium 235 menyerap sebuah neutron (n), terjadilah suatu

transisi inti yaitu uranium -236 yang memasuki keadaan labil atau keadaan eksitasi

(diberi tanda bintang*), yang kemudian dapat melepaskan energinya dengan beberapa

cara. Tambahan energi yang diperoleh inti U -236 adalah jumlah energi kinetik dan

energi ikatan dari neutron yang diserap.

Untuk inti-inti berat dengan angka massa ganjil seperti U -235 energi eksitasi

yang berkaitan dengan serapan neutron adalah lebih besar daripada ambang (threshold)

atau energi aktivasi untuk pemisahan dua hasil fisi dalam keadaan eksitasi F1* dan F2*

dengan angka atom masing-masing Z1 dan Z2 serta angka massa A1 dan A2. Pada saat


31/82


32/82


33/82


uranium235, sebagaimana terlukis pada fase e, maka terulanglah serapan neutron oleh

U-235 yang menjadi U-236, yang kemudian menyebabkan terjadmya lagi proses

pemecahan. Knitikalitas sebagaimana telah disebut di atas tercapai, bilamana reaksi ini

telah mencapai taraf berupa reaksi berantai. Perlu dicatat bahwa dapat terjadi, neutron

lambat itu bertubrukan dengan inti uranium-238. Uranium238 tidak fisil, akan tetapi

akan menyerap neutron itu sehingga terjadi U-239, dan yang kemudian menjeLma

menjadi plutonium

239. Bila dilcatakan U-235 itu fisil, maka U-238 dinamakan fertil atau subur.

Sebagaimana telah dikemukakan terdahulu, diperlukan suatu bahan, yang

dinaniakan moderator, untuk menyerap semua energi yang dikembangkan, dan untuk

memperlambat jalannya neutron cepat yang dihasilkan oleh proses pemecahan. Reaktor-

reaktor yang pertama dibuat menggunakan grafit sebagai moderator. Bahanbaban lain

yang dipakai kemudian adalah air biasa (H20) dan air berat (D20).

Bahan yang dipakai sebagai moderator harus memenuhi syarat agar jangan

menyerap terlampau banyak neutron, karena neutron diperlukan untuk bertubrukan

seterusnya supaya reaksi berantai dapat terpelihara. Salah satu karakteristik suatu

material sebag~i moderator disebut rasio moderator yang untuk air biasa adalah 60,

untuk grafit sekitar 220 dan untuk air berat 1700. Lebih tinggi rasio moderator, lebih

baik sifat-sifatnya.

PLTN Francis


34/82


35/82


Dalam Tabel 2.15 tercantum angka-angka mengenai cadangan teragakan dan

cadangan terduga, sebagai ketergantungan dan harga bahan bakar nuklir di pasaran

dunia.

Uranium dijual di pasaran dunia berupa konsentrat dengan suatu komposisi

kimia tertentu dengan nama Yellou Cake; ia merupakan suatu campuran dan amonia,

sodium dan manganese, sedangkan harganya ditentukan isi uraniumnya, yang dihitung

per pound U308. Pada asasnya, Yellow Cake merupakan suatu produk, berisi uranium

alam dengan komposisi isotope sebagaimana ditemukan dalam alam, dan biasanya

berisi uranium dengan kadar 0,7%. Untuk penggunaan sebagai bahan bakar nuklir dan

reaktor air biasa, kadan uranium ini masih harus ditingkatkan dan 0,7% menjadi antara

2 dan 3%. Untuk penggunaan dalam reaktor air~ berat, bahan bakar ini tidak perlu

diperkaya, karena kadar 0,7% uranium sudah meneukupi.

Tabel 2.15. Cadangan Sebagai Fungsi Harga Bahan Bakar Nuklir

Harga U308(US$ per pound)

Cadangan Teragakan(Ribu Ton)

Cadangan Terduga(Ribu Ton)

Sampai10 765 470

Sampai 15 1.375 775

Sampai 30 1.760 1.740

Sampai 130 2.192 2.176Sumber: Energy Technology Handbook, McGraw-Hill Book Coy, New York.

Sebagaimana telah dijelaskan, untuk penggunaan dalam reaktor air biasa, bahan

bakar uranium masih perlu diperkaya, ditingkatkan kadar uranium sampai meneapai

taraf antara 2 dan 3%. Ada beberapa proses pengkayaan uranium yang dikenal pada

masa mi. Proses-proses itu umumnya dilandaskan pada fakta, bahwa uranium dengan

angka atom yang tinggi, merupakan salah satu unsur terberat yang dikenal. Pada proses

difusi, yang kini dipakai secara besan-besaran di USA dan USSR, pada asasnya atom-

atom disaring sehingga unsur-unsur yang mempunyai perbedaan berat terpisah.

Hal ini juga terjadi pada sistem nozzle yang dikembangkan oleh Jerman Barat

dan sistem sentrifugal yang dikembangkan di negeri Belanda. Prancis pada saat ini

sedang mengembangkan suatu proses keempat, yang berlandaskan suatu reaksi kimia.

Untuk dapat memperkaya bahan bakar uranium, bentuknya yang seperti roti atau

kue, harus diubah menjadi berupa gas. Salah satu jenis gas yang memenuhi syarat,

adalah gas UF6. Karenanya, sebelum diperkaya, U308 perlu dikonversi menjadi UF6.

Setelab diperkaya, bahan bakar nuklir ini perlu diberi bentuk yang cocok untuk dipakai


36/82


dalam reaktor nuklir, yaitu berbentuk tablet atau pelet. Oleh karena itu gas UF6 diubah

menjadi U02yang berbentuk bubuk atau powder, dan yang kemudian dicetak dalam

bentuk tablet atau pelet, yang diisikan dalam elemen-elemen bahan bakan nuklir, berupa

tabung-tabung. Bahan bakar nuklir kini telah siap untuk dipakai dalam pusat listrik

tenaga nuklir. Sekedar untuk mendapatkan gambaran, sebuah PLTN dengan daya terpa-

sang 600 MW PWR akan memerlukan bahan bakar U02 sebanyak 30 ton setahun, yang

berasal dad 130.000 ton bahan penambangan (uranium ore) dengan kemurnian 0,1%.

Bahan bakan yang telah dipakai didinginkan dulu, selama beberapa waktu, dalam

sebuah kolam pendingin, dan kemudian diangkut ke pabrik proses ulang. Pabrik proses

ulang menghasilkan tiga produk. Pertama adalab uranium yang masih dapat diman-

faatkan biasanya dalam bentuk UNH yang masih perlu diubah menjadi UF6, agar

kemudian dapat dibawa ke pabrik pengkayaan. Hasil kedua adalah plutonium, yang juga

dapat dimanfaatkan, dan produk ketiga adalah bahan buangan yang harus dibuang.

Kanena bahan buangan nuklir ini masih sangat radioaktif, dan masih sangat berbahaya,

penyimpanannya dilakukan dengan menanamnya dalam tanah, yang mempunyai sifat

dapat bertindak sebagai perisai lagi pula tidak mengandung air tanah. Salah satu tempat

yang dipakai untuk keperluan ini di Jerman Barat adalah suatu tambang garam yang

tidak dipakai lagi terletak di kota kecil Assen, sebelah timur Hannover, berdekatan

dengan perbatasan Jerman Timur. Bekas tambang ini diperkirakan cukup untuk 25

tahun, kira-kira sampai tahun 2000. Sedang dipersiapkan suatu tempat lain yang serupa

untuk menyimpan bahan bakar nuklir buangan pada taraf selanjutnya. Diakui, bahwa

cara penyimpanan ini, walaupun sudah dianggap baik, masih bersifat sementara.

Diperkirakan, bahwa di waktu yang akan datang, bahan buangan liii akan dimasukkan

dalam suatu kapsul, yang kemudian ditembakkan ke dalam ruang angkasa. Secara

ideal adalah, bilamana bahan buangan itu dapat didaratkan di matahari, akan tetapi halliii dipandang terlampau mahal. Atau diorbitkan di ruang angkasa yang cukup jauh dan

bumi, mengelilingi sebuah planet lain. Kiranya masalah bahan buangan ini masib

merupakan persoalan. Gambar 4.3 memperlihatkan apa yang dinamakan Sildus Bahan

Hakar Nuklir (Nuclear Fuel Cycle), mulai dan penambangan, pemanfaatan, sampai

dengan penyimpanan akhir.

Pasaran pengkayaan juga masih merupakan persoalan yang cukup berat. Secara

praktis, di waktu lalu USA memegang monopoli dalam jasa-jasa pengkayaan. Beberapa

tahun kemudian, USSR menyusul dan dalam waktu dekat, beberapa negara lain


37/82


kemudian juga menyusul antaranya dan Perancis, Spanyol dan Iran (Eurodif) dan dan

Jerman Barat, Inggris dan Belanda (Urenco). Pada saat ini masih dirasakan adanya

ketergantungan politis yang berat terhadap negara-negara besar dalam bidang

pengkayaan. Diharapkan ketergantungan ini akan berkurang bilamana proses-proses

pengkayaan lainnya dengan nozzle, sentrifugal, dan cara kimia telah mencapai

kematangan penuh secara ekonomis.

Catatan: Sebuah PLTN 600 MW jenis PWR akan memerlukan bahan bakar U02 sebanyak 30 tonpertahun, yang berasal dan baha~ penambangan sebanyak 130.000 ton uranium (uranium ore)

dengan kemurnian 0,1%

Gambar 4.3. Siklus Bahan Bakan Nuklir.

Kemampuan pabrik-pabrik untuk proses ulang bahan bakar yang telah dipakai,

juga masih jauh daripada mencukupi. Walaupun berbagai pabrik untuk proses ulang ini

telah dibangun: di Perancis (La Hague) dengan kemampuan 800 ton setabun, di Inggrins

(Windscale) dengan kemampuan 1200 ton setahun, dan di Jerman (Kewa) dengan

kemampuan 1500 ton setahun, namun jumlah bahan bakar terpakai yang setiap tahun

memerlukan reprosesing, jauh melampaui kapasitas pabrik yang ada.

Tiap PLTN harus mempunyai suatu rencana pengungsian. Bilamana terjadi

sesuatu hal yang tidak diinginkan, misalnya terjadi sesuatu bencana nuklir yang dapat

membahayakan penduduk Sekitamya, maka sudah harus tersedia suatu rencana

pengungsian, yang mempakan pola bagi pemerintah daerah untuk mengambil tindakan-

tindakan. Pula harus tersedia, suatu unit, suatu task force, lengkap dengan peralatan,


38/82


untuk setelah terjadinya rencana itu, datang memberi bantuan untuk mengurangi atau

men~batasi bahaya-bahaya yang terjadi karena bencana nuklir itu.

Di Jerman Barat hal ini dilakukan dengan membentuk suatu Tim Penolong, yang

dipusatkan pada Pusat Penelitian Nuklir di Karlsruhe secara tetap. Tim di Karlsruhe itu,

yang terdiri atas regu-regu terlatih baik lengkap dengan peralatan, diperuntukkan

membantu seluruh Jerman Barat.

Bersamaan dengan penggunaan PLTN, perlu dibuat juga rencana penutupan atau

pengakhirannya - kelak. Hal ini diperlukan bukan saja karena sebuah PLTN merupakan

bangunan yang besar dengan dinding-dinding yang sangat tebal akan tetapi terutama

karena di dalam PLTN itu terdapat banyak bagian-bagian dan alat-alat yang juga pada

akhir masa pemakaiannya masih mengandung kegiatan-kegiatan radioaktif yang besar.

Di antara sebabsebab pengakhiran pemakaian PLTN dapat disebut:

Telah mencapai akhir pemakaian secara teknis, ataupun secara ekonomis;

Telah mencapai akhir pemakaian secara fungsional misalnya untuk reaktor-reaktor

percobaan atau prototipe;

Terjadinya suatu kerusakan yang besar, yang akan memerlukan biaya yang

terlampau tinggi untuk perbaikan.

Pengalaman hingga kini masih terbatas pada pengakhiran beberapa PLTN ukuran

kecil saja, dengan masa pemakaian yang agak singkat. Pada pengakhiran pemakaian,

perlu dicatat sisa radio aktivitas yang ada (inventory).

Cara-cara pengakhiran pemakaian suatu PLTN terdiri atas:

Penutupan secara aman. Bagian-bagian radioaktif yang ditaruh dalam mangan-

ruangan tertentu dalam bangunan PLTN, kemudian ditutup darn dijaga.

Pembongkaran sebagian beserta penutupan secara aman dan bagian-bagian yang

tidak dibongkar. Pembongkaran secara keseluruhan. Dalam hal ini bagian-bagian yang mengandung

bahan bakar radioaktif disimpan di tempat lain yang aman.

Perkembangan PLTN

Dalam tahun 1955 di seluruh dunia hanya terdapat dua buah PLTN dengan daya

terpasang total 7,8 MWe, di dna negara. Sepuluh tahun kemudian, dalam tahun 1965,

jumlah ini menjadi 66 buah PLTN dengan daya terpasang keseluruhan 7.000 MWe, di 9

negara. Dalam tahun 1980, lima belas tahun berikutnya, jumlah ini menjadi 249 PLTN,


39/82


dalam 25 negara, dengan daya terpasang 142.000 MWe. Sedangkan dalam tahun 1991

angka-angka di atas menjadi 420 PLTN di 28 negara mengoperasikan daya terpasang

total 326,6 ribu MWe. Sedangkan pada tahun 1991 itu sejumlah 76 satuan dengan daya

terpasang sebesar 62 nbu MW berada dalam taraf pembangunan. Angka-angka di atas

terlihat pada Tabel 2.16

Tabel 2.16. Perkembangan Daya Terpasang PLTN 19551991

Keterangan 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1988 1991

Daya Terpasang (Ribu MWe) 0,008 0,13 7 20 76 142 311 327

Jumlah PLTN 2 24 66 98 200 249 410 420

Jumlah Negara 2 5 9 14 19 25 32 34Sumber: IAEA Bulletin, Quarterly Journal of the International Atomic Energy Agency,Vienna, Berbagai

edisi.

Pada tahun 1991 Perancis membangkitkan hampir 73 persen dan energi

listriknya dan tenaga nuklir, yang tertinggi di dunia, disusul dengan 59,3 persen oleh

Belgia. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.5. Selanjutnya dapat juga dibaca bahwa di ~

1 negara pangsa energi nuklir adalah lebih dan 25 persen seluruh pembangkitan tenaga

listrik.

Produksi uranium terdapat di sejumlah negara yang relatif terbatas. Australia,

Kanada dan Amenika Serikat termasuk negara-negara yang memiliki deposit uranium

yang agak besar.

Pada saat ini Indonesia memiliki tiga buah reaktor nuklir penelitian, sebuah di

Bandung dengan daya 100 kW, sebuah lagi di Yogyakarta dengan daya terpasang 91

kW, sedangkan sebuah reaktor uji bahan (material tes reaktor) yang cukup besar

terpasang di Serpong, Jawa Barat, dekat Tangerang, dengan daya 30 MW termal.

Diperkirakan babwa pada dekade pertama Abad ke-21 Indonesia akan memiliki

PLTN komersial pertama dengan daya terpasang 600 MW elektrik, yang kemungkinan

besar akan terletak di dekat Gunung Muria, Jawa Tengah.

Eksplorasi mineral radioaktif mendapat prioritas yang tinggi di Indonesia.

Beberapa survei dilaksanakan di daerah-daerah Kalimantan, Lampung, Sumatera Barat,

dan Irian Jaya untuk memperoleh indikasi terjadinya anomali radioaktif.


40/82


2.2. Sumber Energi Terbaharukan

Sumber energi terbaharukan dapat diperbaharui/digantikan dalam priode waktu

yang tidak lama. Lima sumber energi terbaharukan yang banyak digunakan meliputi:

1. Energi panas bumi (geotermal).

2. Matahari.

3. Biomassa.4. Hydropower (air),

a. Air kandungan mekanis

i. Energi air terjung

ii. Energi pasang surut, dan

iii. Energi ombat/gelombang dan arus laut

b. Air kandungan termis

i. Energi panas laut

5. Angin.

Gambar 2.1. Sumber-sumber energiterbaharui


41/82


2.2.1. Energi panas bumi (geotermal).

Umum

Menurut salah satu teori, pada prinsipnya bumi merupakan pecahan yang

terlempar dari matahari. Karenanya, bumi hingga kini masih mempunyai suatu inti

panas sekali yang meleleh. Kegiatan gunung-gunung berapi di banyak tempat di

permukaan bumi dipandang sebagai bukti dari teori ini. Magma, yang menyebabkan

letusan-letusan vulkanik juga menghasilkan sumber-sumben uap dan air panas pada

permukaan bumi.

Pada asasnya bumi terdiri atas tiga bagian sebagaimana terlihat pada Gambar4.7. Bagian paling luar adalah lapisan kulit. Tebalnya adalah rata-rata 30 sampai 40 km

atau lebih di daratan, dan di laut antara 7 dan 10 km. Bagian berikutnya dinamakan

mantel, yang terdiri atas batu yang dalamnya mencapai kira-kira 3000 km, dan yang

berbatasan dengan inti bumi yang panas sekali. Inti ini terdiri atas inti cair, atau inti

meleleh, yang mencapai 2000 km lagi kemudian paling tengah berupa inti keras yang

mempunyai garis tengah sekitar 2600 km. Panas inti mencapai 50000C lebih.

Diperkirakan ada dua sebab mengapa inti bumi itu berada dalam keadaan panas.

Gambar 4.7. Isi Bumi Terdiri Atas, Inti, Mantel dan Lapisan Kulit.

Pertama diperkirakan disebabkan tekanan yang luar biasa besarnya karenagravitasi bumi mencoba mengkompres atau menekan bertriliun ton materi, sehingga


42/82


bagian yang tengah menjadi paling terdesak. Hal ini juga menyebabkan, bahwa

kepadatan bumi menjadi lebih besar di sebelah dalam.

Sebab kedua adalah bahwa bumi mengandung banyak bahan radioaktif seperti

uranium-238, uranium-235, dan thorium 232. Sebagai halnya dalam inti bahan bakar

sebuah reaktor atom, kegiatan bahan-baban radioaktif ini membangkitkan jumlah panas

yang tinggi. Panas ini dengan sendirinya berusaha untuk mengalir ke luar, akan tetapi

ditahan oleh mantel yang mengelilinginya. Walaupun demikian, panas yang mencapai

permukaan bumi menurut perkiraan rata-rata berjumlah 400 kCal/m2 setahun. Karena

luas permukaan bumi berjumlah 5,1 x 1014 m2, maka jumlah panas itu adalah kira-kira 2

x l017 kCal, atau kira-kira 2,3 x 1014 kWh, setahun.

Menurut perkiraan, terbanyak arus energi terdapat di bawah lautan. Bilamana

dimisalkan, bahwa 1% jumlah energi itu dapat dimanfaatkan dengan efisiensi 25% dan

faktor kapasitas kira-kira 50% maka hal ini adalah sama dengan daya terpasang pusat-

pusat listrik sebesar 200 GW, atau 200.000 MW! Kiranya suatu potensi yang cukup

mengagumkan.

Di permukaan bumi sering terdapat sumber-sumber air panas, bahkan sumber

uap panas. Panas itu datangnya dari batu~batu yang meleleh, atau magma, yang

menerima panas dari inti bumi. Gambar 4.8 memperlihatkan secara skematis terjadinya

sumber uap, yang biasanya disebut fumarol dan geiser, serta sumber air panas.

Magma, yang terletak dalam lapisan mantel, memanasi suatu lapisan batu padat.

Di atas batu padat terletak suatu lapisan batu berpori, yaitu batu yang meinpunyai

banyak lubang kecil. Bila lapisan batu berpon ini berisi air, yang berasal dan air tanah,

atau resapan air hujan, atau resapan air danau misalnya, maka air itu turut dipanaskan

oleh lapisan batu padat yang panas itu. Bila panasnya besar, maka terbentuk air panas,

bahkan dapat terbentuk juga uap dalam lapisan batu berpori. Bilamana di atas lapisanbatu berpori terdapat lagi Sam lapisan. batu padat, maka lapisan batu berpori berfungsi

sebagai semacam boiler. Uap dan juga air panas, bertekanan, dan akan berusaha keluar,

dalam hal ini ke atas, yaitu ke arah permukaan bumi. Hal ini akan terjadi bila terdapat

celah-celah atau pecahan-pecahan batu padat. Demikianlah terjadinya sumber air panas

dan sumber uap.

Energi panas bumi sudah lama digunakan manusia. Orang-orang Romawi

menggunakan sumber air panas bumi untuk mengisi kolam pemandian panas bagi

kesehatan lebih dari 2000 tabun yang lalu. Dan dalam zaman modem ini banyak


43/82


Kurhaus yang tersohor di Jerman pada prinsipnya mempergunakan sumber daya panas

bumi.

Gejala tenaga panas bumi pada umumnya tampak di permukaan bumi berupa

mata air panas, fumarol (uap panas) geiser (semburan air panas), dan sulfatora (sumber

belerang). Dengan jalan pengeboran, uap alam yang bersuhu dan tekanan tinggi dapat

diambil dari dalam bumi dan dialirkan ke generator turbo yang selanjutnya

menghasilkan tenaga listrik.

Gambar 4.8. Skema Terjadinya Sumber Air Panas dan Sumber Uap.

Perkiraan atau penilaian potensi panas bumi pada prinsipnya mempergunakan

data-data geologi, geofisika dan geokimia. Analisis-analisis kimia memberikan

parameter-paremeter yang dapat digunakan untuk perkiraan potensi panas bumi suatu

daerah. Rumus-rumus yang ada, adalah sangat kasar, dan merupakan perkiraan-

perkinaan gariis besar. Di antara rumus atau metode, yang sering dipakai, dapat disebut

Metode Perry dan Metode Bandwell, yang pada umumnya memupakan minus empinis.

Rumus-mumus tersebut disainpaikan di bawah mi.

Metode Perry mempergunakan prinsip energi dan panas yang hilang.

Rumus E = D x Dt x P kCal per detik


44/82


dengan E = energi;

D = debit (L/dtk);

Dt = perbedaan suhu permukaan air panas dan

air dingin;

P = panas jenis (kCallkg), diambil berat jenis

air = 1; (1 kCaL/dtk = 4,186 kW).

Untuk perhitungan-perhitungan ini, data-data suhu dinyatakan dalam derajat

Celcius (0C), debit air panas dalam satuan liter per detik, sedangkan isi klorida dalam

lamutan air panas dinyatakan dalam miligram per liter.

Metode Bandwell E = (panas) M (h1 H) kWh

dengan . M = massa dan waduk uap panas bunu

yang terdiri atas cairan dan uap (kg);

= enthalphy uap pada t1 (BTU/lb);.

= enthalphy uap pada t2 (BTU/lb);

= suhu waduk uap panas bumi mula-

mula (0F);

= suhu waduk uap panas bumi mula-

mula (0F);

M tergantung daripada:

a. Volume waduk uap panas bumi (kin3);

b. % uap yang terkandung dalam waduk.

Perkembangan Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi

Percobaan pertama untuk membangkitkan tenaga listrik dengan energi panas

bumi dimulai di Lardarello, Itali, tahun 1904. PLTP (Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi)

pertama dengan daya terpasang 250 kW mulai beroperasi di tempat itu dalam tahun

1913. Kemudian Jepang menyusul dengan mengadakan pengeboran dalam tahun 1919,

dan memasang sebuah PLTP kecil sebesar 1 kW dalain tahun 1924. Di Amerika Serikat

pemboran dimulai di tahun 1920-an di Geysers dan Niland, California. Dalam tahun

1928 diadakan pemboran di Kamojang, dekat kota Garnt, Jawa Barat, Indonesia. Juga

dalam tahun 1928 dilakukan pemboran di Reykjavih, Islandia, yang


45/82


mempergunakannya untuk pemanasan. Menjelang tahun 1940 diselenggarakan

pemboran di Rotoma dan Danau Tuopo, Selandia Baru, untuk keperluan pemanasan.

Setelah Perang Dunia II perhatian yang besar kembali ditumpuhkan kepada

energi panas bumi, terutama di negan-negara yang tidak mempunyai sumberdaya

minyak, seperti Itali, Jepang dan Selandia Baru.

Setelah terjadinya embargo minyak dalam tahun 1973, disusul dengan apa yang

dinamakan kemelut energi, perhatian itn menjadi lebih besar lagi. Dalam tahnn 1976

daya terpasang dunia PLTP mencapai hampir 1.400 MW, tahun 1980 lebih dan 2.500

MW,dan tahnn 1985 sebesar hampir 15.000 MW.

Menurut perkiraan, dalam tahun 2000 daya terpasang PLTP seluruh dnnia akan

berjumlah antara 80.000 dan 118.000 MW.

Tabel 2.17 memperlihatkan daya terpasang tersebut untuk 23 negara dalam

tahun 1976, 1980 dan 1985 serta perkiraan untuk tahun 2000. Dari tabel itu dapatdilihat

bahwa dalam tahun 1976 tiga besar adalah Amerika Serikat, Itali dan Selandia Baru.

Komposisi ini berubah menjadi Amerika Serikat, Itali dan Filipina dalam tahu 1980.

Dalam tahun 1985 urutan ini menjadi Amerika Serikat, Filipina dan Itali.

Tabel 2.17. Daya Terpasang Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi 19761985 dan

Perkiraan Tahun 2000

Negara 1976 (MW)) 1980 (MW 1985 (MW) 2000 (MW)

Amerika Serikat 522 908 3.000 20.00040.000

Itali 421 455 800

Filipina 443 1.726 4.000

Jepang 68 218 100 48.000

Selandia Barn 192 203 282 352

Meksiko 78,5 218 400 1.500-20.000

Eslandia 2,5 64 150 500

El Savador 60 60 180 180

Urn Soviet 3 5,7 5,7 5,7

Indonesia 2,3 142,5 600

RRC 1 3 50 200

Turki 0,5 0,5 400 1.000

Nikaragua - - 150 300-400

Kosta Rika - - 100 100

Guatemala 100 100

Honduras 100 100

Panama 60 60

Taiwan - - 50 200Portugal 30 200


46/82


Kenya 30 6090Spanyol 25 200

Argentina 20 20Kanada 10 10

Jumlah 1.348,5 2.580,5 7911,2 80.000100.000Bahan dari berbagai sumber.

Sejarah panas bumi di Indonesia sudah dimulai pada awal Abad ke-20. Pemboran

percobaan di Kawah Kamojang (Jawa Barat) dan Dataran Tinggi Dieng (Jawa Tengah)

dalam tahun 1928 membuktikan bahwa terdapat uap panas bumi. Tampaknya terdapat

suatu jalur api (fire-belt) yang mulai dan Aceh di ujung Barat Laut Sumatera berjalan

melalui Jawa, Bali dan Sulawesi hingga Halmahera di bagian Timur Nusantara. Jalur

itu, yang mempunyai lebar anatana 50-200 km sepanjang 7.000-7.500 km menjadi

tempat kedudukan gunung-gunung berapi yang aktif sejak beberapa juta tahun yang

lalu. Pada waktu ini, sebagian yang cukup besar gunung-gunung api itu masih berada

dalam keadaan aktif. Peta potensi panas bumi Indonesia dapat dilihat pada gambar

?????

Untuk mengembangkan potensi tenaga panas bumi, khususnya untuk

pembangkitan tenaga listrik, mulai tahun 1980 telah diundang ealon-ealon investor luar

negeni untuk mengadakan perundingan bagi penanaman modal. Diperkirakan bahwa

pada akhir Abad ke-20, kira-kira sebanyak 600 MW tenaga panas bumi dapat

dikembangkan untuk pembangkitan tenaga listnik.

2.2.2. Energi Surya Langsung

Umum

Sebagaimana telah dikemukakan dalam bab-bab sebelumnya, pada asasnya dan

datam arti yang luas, energi yang berasal dan sang surya bukan saja terdiri atas

penyinaran langsung oleh pancaran matahari ke bumi, akan tetapi sebenarnya termasuk

seluruh efek tidak langsung, seperti tenaga angin, tenaga air dan energi dan taut. Bahkan

juga termasuk segala macam bentuk energi yang berasal dan biomassa. Dalam bab ini

akan dibatasi dengan uraian mengenai pemanfaatan energi yang berasal dan pancaran

sinarsinar matahani secara langsung.

Dalam pelaksanaan pemanfaatannya, dapat dibedakan tiga cara. Cara pertama

adalah prinsip pemanasan langsung. Dalam hal ini sinar-sinar matahani memanasi


47/82


48/82


49/82


Profesor Francia, dengan unit-unit hingga 1 MW listrik, untuk dijual secara komersial.

Diperkirakan, bahwa sebuah unit KSTE 100 MW listrik akan mempunyai 12.500 buah

heliostat, dengan permukaan refleksi masing-masing seluas 40 m2, sebuah menara

penerima setinggi 250 m, yang memikul sebuah penyerap untuk membuat uap bagi

sebuah turbin selama enam hingga delapan jam sehari. Desain-desain PLTS (Pusat

Listrik Tenaga Surya) ini dilengkapi dengan sebuah boiler biasa agar sentral listrik

bekerja siang dan malam. Harganya diperkirakan antara US$ 2000,- hingga US$ 5000,-

per kW listrik.

Gambar 4.10. Pembangkitan Tenaga Listrik dengan Mempergunakan Menara

dan Deretan Heliostat.

Konversi Energi Fotovoltaik

Energi radiasi surya dapat diubah inenjadi arus listrik searah dengan

mempergunakan lapisan-lapisan tipis dan silikon (Si) murni atau bahan semikonduktorlainnya. Pada saat ini silikon mert4akan bahan yang terbanyak dipakai. Silikon

mempakan pula suatu unsur yang banyak terdapat di alam. Untuk keperluan pemakaian

Sebagai semikonduktor, silikon harus dimurnika hingga suatu tingkat pemurnian yang

tinggi sekali: kurang dan sarn atom pengotoran per 1010 atom silikon. Gambar 4.11(a)

memperlihatkan pengaturan atom dalam kristal silikon. Bentuk kristalisasi demikian

akan terjadi bilamana silikon cair terjadi padat, hal mana disebabkan karena tiap atom

silikon mempunyai elektron valensi. Dengan demikian terjadi suatu bentuk kristal dimana tiap atom silikon mempunyai sejumlah 4 tetangga terdekat. Tiap dua atom silikon


50/82


yang bertetangga saling memiliki salah satu elektron valensinya. Bentuk kisi kristal

menurut Gambar 4.11(a) sering juga dinamakan kisi intan.

Struktur tiga dimensi menurutt Gambar 4.11(a) diperlihatkan dalam Gambar

4.11(b) secara skematis dengan bentuk dua dimensi. Dalam gambar ini terlihat pula

bahwa tiap atom mempunyai empat tetangga terdekat. Kedua garis antara tiap atom

merupakan dua elektron valensi, satu buah dari masing-masing atom. Tiap pasangan

elektron valensi adalah suatu ikatan kovalensi, yang pada asasnya merupakan hubungan

yang mengikat atom-atom kristal.

Pada suhu nol absolut (00 K) semua ikatan kovalensi berada dalam keadaan utuh

dan lengkap. Bilamana suhu naik, atom-atom akan mengalami keadaan getaran termal.

Getaran-getaran ini yang meningkat dengan suhu, pada suatu saat dapat nengganggu

beberapa ikatan kovalensi.

Terganggunya ikatan valensi dalam kristal semikonduktor pada suhu lingkungan

biasa mempunyai beberapa akibat besar terhadap sifat-sifat listrik kristal itu dan penting

dalam penjelasan efek fotovoltaik.

Dan Gambar 4.11(b) terlihat bahwa terputusnya ikatan valensi melepaskan

sebuah elektron, yang dapat bergerak bebas dalam kristal dan dapat berperan serta

dalam proses hantaran. Cara bantaran listrik dapat terjadi bila sebuah lubang yang

terjadi karena pelepasan elektron, diisi oleh elektron lain dan tetangganya, dan

setemsnya.

Gambar 4.11. Kisi Intan Kristal Silikon.


51/82


Jika kristal itu diletakkan dalam suatu medan listrik, maka elektron-elektron

bebas itu condong mengalir ke arab melawan medan sedangkan lubang-lubang yang

terjadi akan memiliki arab yang berlawanan. Lubang-lubang itu berperan sebagai

partikel dengan muatan positif. Dengan demikian seolah-olah dalam sebuah

semikonduktor terjadi dua anus dengan arab saling berlawanan:

suatu arus elektron dan suatu arus lubang.

Jumlah elektron yang mengalir dalam semikonduktor jauh lebib kecil daripada

yang merupakan konduktor. Sebagai perbandingan, dalam bahan silikon murni, pada

suhu ruangan biasa, terdapat kirakira satu pasangan elektron dan lubang per 1010 atom.

Untuk kebanyakan kristal logam angka itu adalah satu per satu.

Dapat juga terjadi bahwa ikatan valensi terganggu disebabkan pengaruh radiasi

elektromagnetik yang datang dan luar. Jika foton dan radiasi yang masuk itu memiliki

banyak energi, maka di tempat resapan akan dapat terjelma suatu pasangan

elektron dan lubang. Jumlah energi yang diperlukan untuk terjadinya hal itu adalah

1,1 eV bagi siikon pada suhu ruangan biasa. Dengan demikianmaka setiap foton yang

memiliki jumlah energi yang lebih besar dan 1,1 eV, atau panjang gelombang kurang

dan 1.100 nm, yang tenletak di wilayah inframerah spektmm, dapat mengakibatkan

terjadinya pasangan elektron dan lubang di silikon. Khususnya be,sar dan spektrum

radiasi surya mempunyai kemampuan tersebut bila diresap siikon. Dengan demikian

maka akan terdapat suatu muatan listnik yang melampaui keseimbangan hal mana dapat

mengakibatkan terjadinya suatu gaya gerak listrik.

Gambar 4.12 memperlihatkan sebuab knistal silikon yang di

masukkan satu atom arsenikum (As), yang diperoleh misalnya dan suatu peleburan yang

diberi sedikit arsenikum sebagai pengotoran. Atom arsenikum memiliki lima elektron

valensi. Bilaimana sebuah atom arsenikum menempati suatu posisi struktural dalamkristal silikon, ia mempunyai kelebihan satu buah elektron. Pada suhu lingkungan biasa

daya ikat elektron kelima terhadap induk atom arsenikum adalah relatif kecil. Dengan

demikian terjadi suatu sirnasi di mana terdapat sebuah elektron bebas dalam knistal

silikon. Atom arsenikum yang terikat dalam kristal mendapat muatan positif sedangkan

elektron bebas itu dapat bergerak dalam seluruh kristal dan mengikuti proses

konduksi bila terdapat suatu niedan listrik. Arsenikum dengan semikian merupakan

suatu pengotoran yang merupakan pemberi, atau donor elektron. Hal demikian juga

akan terjadi dengan atom-atom lain yang mempunyai ikatan valensi lima. Dan


52/82


53/82


54/82


tebu, dan banyak lagi yang dihasilkan dari bermacam-macam hasil pertanian.

Proses Fotosintesis

Biomassa merupakan produk fotosintesis, yakni butir-butir hijau daun yang

bekerja sebagai sel-sel surya, menyerap energi matahari dan mengkonversi dioksida

karbon dengan air menjadi suatu senyawa karbon, hidrogen dan oksigen. Senyawa mi

dapat dipandang sebagai suatu penyerapan energi yang dapat dikonversi menjadi suatu

produk lain. Hasil konversi dan senyawa itu dapat berbentuk arang atau karbon, alkohol

kayu, ter dan lain sebagainya. Energi yang disimpan itu dapat pula dimanfaatkan

dengan lang-sung membakar kayu itu; panas yang dihasilkan digunakan untuk memasak

atau untuk keperluan lain.

Proses fotosintesis dapat dirumuskan dengan reaksi kimia berikut:

CO2 +H20+E Cx (H20)x +02Klorofil

di mana E = energi cahaya;

CO2 = gas dioksida karbon;

HO = air;

CX(H20)x = hidrokarbon yang terjadi; dan

02 = gas oksigen

Klorofil adalah bahan yang membuat hijau daun. Hidrat karbon yang terjadi

dapat berbentuk gula tebu atau gula bit yang mempunyai rumus C12H22011, ataupun

misalnya berbentuk selulosa yang mempunyai rumus yang lebih kompleks berupa

(C6H10O5)x.

Ada baiknya untuk mencoba mengetahui potensi bahan organik sebagai balian

bakar dengan menilai isi energinya.

Energi total suatu molekul dianggap sama dengan jumlali energi dan masing-masing ikatan atom ke atom. Dengan demikian energi yang terdapat pada dioksida

karbon CO2 (sebesar 1600 kJ/ mole) dapat dianggap kurang-lebih sama dengan empat

ikatan C-0, karena setiap atom oksigen diikat oleh karbon dengan ikatan ganda (CO2

dapat digambarkan 0 = C = 0). Energi interaksi antara kedua atom oksigen diabaikan

dan setiap ikatan CO dianggap sebesar 400 kJ/mole. Energi ikatan gas oksigen 02

adalab 48 kJ/mole, atau 24 kJ/mole untuk tiap ikatan 00, oleh karena 0 2 mempunyai

dua ikatan (0=0). Ikatan 0H mempunyai energi sebanyak 460 kJ/mole.


55/82


56/82


banyak mengandung air. Proses-proses kimia sepenti pirolisa atau reduksi katalitis lebih

cocok untuk bahan yang kening dan tahan terhadap biodegradasi.

Proses Fermentasi untuk Membuat Etanol

Fermentasi alkoholik merupakan suatu proses yang lama dikenal dan banyak

dipakai. Etil alkohol atau etanol muda dibuat dan berbagai hasil pertanian yang

mengandung gula. Ragi mengubah gula-gula heksose menjadi etanol dan dioksida

karbon sesuai rumus di bawah mi:

Jenis-jenis gula yang difermentasikan dapat berupa glukosa, fruktosa, sukrosa,

maltosa, rafinosa dan manosa.

Gula tetes, suatu hasil tambahan dari produksi gula tebu mengandung 55% gula-

gula dan dapat secara mudah dan murah difermentasikan menjadi etanol. Dalam proses

demikian gula tetes diencerkan dengan air hingga mencapai kekentalan gula sebanyak

20%, kemudian dicampur dengan biakan ragi sebanyak 5% volume. Campuran ini

difermentasikan selama 23 hari hingga mencapai nilai alkohol setinggi 910%.

Alkohol in i kemudian diambil dengan proses destilasi. Satu liter alkobol dengan

kemurnian 95% dapat diperoleh dad 2,5 liter gula tetes dengan biaya yang rendah.

Proses Fermentasi Anaerobik untuk Membuat Metan

Gambar 6.1 mencoba mempenlihatkan skema sebuah instalasi gas biomassa. Di

tempat A bahan orgarnk yang dipotong kecil-kecil dicampur dengan air dan dipompa ke

tempat tangki pencernaan B. Di tangki mi terjadi proses pencernaan. Tingkat kecepatan

pencennaan akan tergantung dad suhu dan suhu sekitar 35C tampaknya membenikan

basil optimal bagi produksi gas. Gas yang dihasilkan itu dikeluarkan dad keran C.

Endapan yang terjadi dalam tangki pencernaan yang mempunyai bentuk yang sangat

padat dikeluarkan melalui keran D untuk dikeluarkan dan dapat dimanfaatkan untuk

keperluan-kepenluan lain seperti pengurugan tanah. Cairan selebihnya dialirkan ke

kolam oksidasi E. Dad kolam mi cairan kental dialirkan kembali ke tangki pencemaan

sedangkan cairan yang encer dimafaatkan kembali untuk dicampur dengan masukan

bahan organik barn. Cara umpan-balik mi mengunangi kepenluan menambah


57/82


komponen-komponen campuran yang diperlukan sehingga meningkatkan efisiensi kerja

instalasi.

Gambar 6.1. Skema Proses Fermentasi Anaerobik untuk Membuat Metan.

Proses Pirolisa

Gambar 6.2 mempenlihatkan suatu skema dan proses pirolisa yang mempergunakan

limbah kota sebagai bahan baku. Limbah kota dimasukkan di tempat A dan dipotong

hingga mencapai ukuran keeil. Kemudian bahan baku dibawa ke tempat B untuk

dikeningkan. Di tempat C dilakukan pernisahan: semua bahan organik sepenti

potongan-potongan logam dan gelas disisihkan sedangkan matenal lainnya yang

menupakan bahan organik dibawa ke tempat D untuk digiling halus. Bejana E

merupakan reaktor pirolisa. Di tempat F basil-basil pirolisa berupa gas, minyak danarang dipisahkan. Jika suhu dalam reaktor dinaikkan komponen gas akan menjadi lebih

besar.


58/82


Gambar 6.2. Skema Proses Pirolisa.

Penggasan dengan Pembakaran Parsial

Penggasan merupakan suatu proses di mona dengan bantuan bahang (heat) bahan

bakar padat diuraikan untuk menghasilkan suatu bahan bakar gas. Di antara bahan bakar

padat yang dapat digaskan dapat berupa kayu, arang kayu, batu bana dan berbagai jenis

bahan organik kening. Pembuatan biogas benbeda kanena mempengunakan bahan baku

onganik basah serta memanfaatkan pnoses biologis. Pninsip penggasan adalah cukup

sederhana. Sebuah alat penggas terdini atas suatu wadah yang diisi dengan bahan bakar

dad sisi atas sebagaimana tenlihat pada Gamban 6.3. Bahan baku akan tenletak di atas

kisi.

Udara dalam jumlah tertentu dimasukkan dan sisi bawah. Udana akan nailc ke atas

melalui kisi dan bahan baku. Pengendalian udara dilakukan sedemikian rupa sehingga

pembakaran terbatas pada bagian bawah saja. yaitu pada zona A. Pembakaran mi

mengakibatkan terjadinya sejumlah bahang yang menyebabkan bahan baku selebihnya

mengunai secara kimiawi dan terjadinya penggasan.

Oleh karena itu pnoses mi sening juga dinamakan penggasan dengan pembakaran

parsial.


59/82


Gambar 6.3. Pembuatan Gas dengan Proses Pirolisa.

Gas yang tesjadi akan naik dan dikeluarkan dad sebelah sam-ping atas. Pada saat

meninggalkan reaktor gas memiliki suhu antara 100 dan 2000C.

Alat penggas jenis mi sangat sederhana. Kekurangannya adalah bahwa gas yang

dihasilkannya sangat kotor kecuali jika dipakai bahan baku yang bebas ten. Ten dan

hasil-hasil pirolisa lainnya tidak diuraikan dalam wilayah pembakaran, melainkan

dibawa ke atas dan barn akan mengendap bila suhu gas menurun. Hal mi tidak akantenjadi bilamana arang kayu dipakai sebagai bahan baku. Untuk meningkatkan mutu

termal dad gas yang dihasilkan reaktor didinginkan dengan air pada wilayah

pembakaran A.

Adalah penting bahwa kisi yang memikul wilayah pembakaran A memiliki bentuk

yang tepat Kisi mi hams memungkinkan abu jamb ke bawali tanpa kehilangan bahan

baku. Selanjutnya dapat disebut bahwa di atas wilayah pembakaran A terdapat zona re-

duksi B, zona pirolisa C dan zona pengeningan D.


60/82


61/82


bahan bakar. Karenanya, mesihmesin hidro rnempunyai masa rnanfaat yang biasanya

lebih lama danipada mesin-mesin termis.

Gambar 3.1. Siklus Hidrologik.

Pada asasnya dapat dikemukakan adanya tiga faktor utama dalarn penentuan

pemanfaatan suatu potensi sumber tenaga air bagi pembangkitan tenaga listnik.

a. Jurnlah air yang tersedia, yang merupakan fungsi dani jatuh hujan dan atau salju.

b. Tinggi terjun yang dapat dirnanfaatkan, hal mana tergantung dan topografi daerah

tersebut; dan

c. Jarak lokasi yang dapat dimanfaatkan terhadap adanya pusatpusat beban atau

jaringan transmisi.

Gambar 3.2 rnemperlihatkan lengkung tinggi sebuah sungai, sebagai fungsi

daripada jarak terhadap sumber atau awal sungai itu. Pada awal sungai, di jarak nol,

tinggi sungai adalah H. Lengkung (a) mempenlihatkan fungsi tersebut dan sebuah

sungai yang ideal, yang menuruni lereng sebu

Bab IIa Sumber-Sumber Energi2

Documents

Bab IIa Sumber-Sumber Energi2