Prof. Koesoemadinata: Sumber Energi Dan Sistim Penyimpanan Energi

Kalau sepuluh tahun lalu kata “reformasi” merupakan kata terpenting dalam obrolan maupun diskusi. Saat ini kata “energi” menjadi sebuah pemikiran yang penting. Namun terlalu banyak istilah atau jargon-jargon dalam dunia ilmiah memang sering membingungkan. Kalau keterusan mengundang perdebatan yang kurang bermanfaat. Nah beruntung Pak Professor Koesoemadinata sangat konsen dengan hal ini. Beliau meluruskan pengertian-pengertian yang berhubungan (blue) energi yang saya yakin akan berguna.

Berikut dongengan pak Koesoema tentang istilah-istilah dalam energi

SUMBERS ENERGI DAN SISTIM PENYIMPANAN ENERGI
(ENERGY SOURCE VS ENERGY STORAGE SYSTEM)

R.P.Koesoemadinata

Masalah Blue Energy tidak lepas dari adanya kekeliruan pemahaman antara Energy Source dengan Energy Storage.

Pertama harus difahami mengenai bentuk energi:
1. Bentuk Panas (Heat)
2. Bentuk Listrik (Electric)
3. Bentuk electro-magnetic termasuk cahaya
4. Bentuk Kinetik/mekanik (termasuk angin, aliran air)
5. Bentuk Gravitasi
6. Bentuk chemica/molecular energy (terdapat dalam minyak-dan gasbumi, batubara, alkohol dsb)
7. Bentuk voltaic/ionic energy (terdapat dalam baterai)
8. Bentuk Energi Nuklear (Nuclear energy)

(Dalam hal Blue Energy katanya bahan dasarnya adalah air biasa, secara kimia jelas air adalah senyawa “stabil”, tidak melakukan reaksi kimia yang mengeluarkan energi/panas, kecuali dengan senyawa yang justru mengandung energi kimiawi/ionic seperti oksida (CaO), karbid dsb)

Konversi:

Masing-masin bentuk energi itu dapat dikonversikan dari satu jenis menjadi jenis lain, misalnya electric energy bisa dikonversikan dalam bentuk mekanik atau bentuk panas, chemical energy dapat dikonversikan lewat pembakaran (conbustion) menjadi panas, kemudian energi kinetik dsb, biasanya disertai dengan loss.

Transmissibility vs transportability

Bentuk energi 1 s/d 5 bisa di transmisikan melalui berbagai media seperti lewat jaringan kabel, gearboxatau dengan emisi/radiasi. seperti cahaya, panas
Keuntungan bentuk energi 6 s/d 7 seperti gas, rocket fuel, minyak bumi, batubara, solid rocket fuel, uranium adalah dapat ditampung dan ditransport dalam suatu bejana, seperti tangki, truck, batterai, tabung gas, fuel cells. Ini memungkin manusia dapat menciptakan transportation system yang bebas, seperti pesawat terbang, rocket/space ship, mobil, motor dsb, sedangkan bentuk 1 s/d 6 paling juga menghasilkan transporation system yang tetap (fixed transportation system).

Sumber Energi (Energy Source):

Semua bentuk energi ini didapatkan secara alamiah, namun tidak semua dapat ditampung, tanpa dikonversikan dulu ke dalam bentuk energi 5 s/d 7, dan biasanya disebut sumber energi alami.

Sumber energi alami semua bermula dari reaksi nuklir yang disebut fusion di matahari yang kemudian dapat

1. Disinarkan langsung ke bumi dan dikonversikan secara alami dalam bentuk energi kinetik/mekanik (angin, arus air/laut), energi gravitasi (potential), listrik (petir) dsb. Kecuali energi gravitasi potential bentuk energi ini tidak dapat ditampung tanpa ulah manusia; biasanya dikonversikan ke bentuk energi yang lain.

2. Disinarkan langsung ke bumi dan dikonversikan secara alami oleh organisme dengan proses photosynthesis kedalam bentuk energi kimiawi (kayu, buah-2an, gas, termasuk biomass) yang oleh manusia dapat diolah menjadi minyak (minyak kelapa sawit, biodiesel, alkohol dsb)

3. Disimpan secara alami disimpan (natural storage) dalam kerak bumi/bumi selama jutaan/milyardan tahun
1. Mineral radioaktif (fisionable radioactive material)
2. Panas bumi
3. Minyak dan Gasbumi (lewat proses organik)
4. Serpih minyak dan ter minyak (lewat proses organik)
5. Batubara (lewat proces organik)

Sumber energi yang terbaharukan (renewable energy source) pada umunya adalah yang no.1 dan 2, yaitu yang berasalkan dari matahari yang disinarkan langsung ke bumi yang dikonversikan secara alami maupun oleh manusia, terkecuali panas bumi yang juga dianggap tidak akan habis.
Walaupun secara umum bentuk energi yang disimpan secara alami itu disebut sebagai sumber energi, namun kita perlu memahami apa yang disebut energy balance pada proses pemanfaatan berbagai bentuk energi yang tersedia secara alami:

Neraca Energi (Energy Balance)

Setiap usaha untuk memproses/mengolah sumber energi alam sehingg langsung dapat digunakan manusia (seperti listrik, bensin, gas, baterai) memerlukan peralatan dan pemasukan sejumlah energi (energi input); contohnya untuk menambang minyak perlu pemboran, pengilangan dsb, demikian pula untuk energi nuklir, pertambangan batubara, pembuatan kincir angin, turbin air, turbin uap (geothermal). Lebih jelas lagi kalau dalam menghasilkan minyakbumi dengan metoda enhanced recovery seperti steam-flooding, dan memproduksikan tar-sand dan oil shale hanya bisa dilakukan dengan meng-inputkan energi, dan juga dalam pembuatan (manufacturing) pembuatan solar panel. Selain itu manusia juga berusaha untuk mengkonversikan jenis energi yang non-transportable seperti listrik dan cahaya matahari dsb ke dalam bentuk yang transportable seperti biodiesel, hydrogen/oksigen, baterai, fuel cells dsb memerlukan peralatan, di mana jelas ada input energi (biasanya yang dalam bentuk nontransportable) untuk mendapatkan output yang bersifat transportable. Maka dalam usaha mengexploitasi sumber energi ini terjadi input dan output energi. Energi yang diiputkan dapat juga dibagi dalam 2 jenis input seperti dalam pembiayaan suatu manufacturing production:

Invested Energy (dinyatakan dalam satuan energi, seperti cal, joule dsb, dan bukan dalam USD)
Operational Cost Energy (juga dinyatakan dalam satuan energi)

Maka perbedaan sumber energi (energy source) dengan penyimpanan energi (energy storage) akan jelas kelihatan sebagai berikut:

SUMBER ENERGI (ENERGY SOURCE): 
Input energi << (jauh lebih kecil) dari Output Energi

PENYMPANAN ENERGI (ENERGY STORAGE): 
Input Energi = > (sama atau lebih kecil) dari Output Energi

Kita lihat bahwa dalam penggunaan minyak bumi, input energi sangatlah minimal dibandingkan dengan output energi, bahkan energi yang untuk diinputkan diambil dari hasil proses itu sendiri, sehingga minyak bumi itu betul2 sumber energi. Dalam hal produksi minyakbumi dengan steamflooding, neraca energi ini akan lebih jelas lagi, khususnya biaya energinya (energy cost), karena besarnya energi yang diinputkan harus diperhitungkan (bisa sampai 30%) dengan jumlah energi yang dihasilkan, kalau tidak projek ini bukan sumber energi, tetapi mungkin suatu penyimpanan (transportable storage), terutama kalau energi yang diinputkan adalah misalnya listrik.
Dalam hal baterai dapat diyakini bahwa input energi (biasanya dalam bentuk listrik pada waktu charging) itu lebih besar daripada output energi yang dikeluarkan pada waktu baterai digunakan untuk menjalankan peralatan.
Hal yang sama juga berlaku untuk batubara, energi nuklir, tar sand, oil shale dsb. Dari rumus di atas ini maka efektivitasnya suatu sumber energi dan efisiensi suatu sistim penyimpanan energi dapat dinilai.

Solar panel:

Dalam soal photo-voltaci solar panel yang menggunakan cahaya matahari juga berlaku hal ini. Walaupun pada waktu dioperasikannya cahaya matahari itu gratis, tetapi pada pembuatan solar cell sendiri (pembuatan kepingan2 silicon) diperlukan input energi terutama yang bersifat invesment energy (energi yang diinvestasikan) Untuk bisa dikatakan sebagai sumber energi maka harus diperhitungkan dengan rumus di atas tadi. Ternyata neraca energi akan menjadi positif kalau solar panel ini bisa berproduksikan listrik lebih dari 2.78 tahun Schneider, David, 2008. Untuk 3 tahun pertama besarnya energi listrik yang dihasilkan itu harus membayar energi yang diinvestasikan pada waktu pembuatan solar cell ini. Selain dinyatakan dalam satuan energi, tentu juga dapat dinyatakan keekonomiannya dalam rupiah atau USD, dengan memperhitungkan lifetime dari solar cell ini yang biasanya bertahan puluhan tahun. Dengan demikian untuk menghasilkan listrik gratis dari matahari itu memerlukan input energi yang cukup besar sebagai investasi untuk memisahkan silicon murni dari silicon-oksida seperti kwarsa yang terdapat secara alami secara melimpah. Inilah yang menyebabkan harga listrik dari solar panel ini masih sangat mahal

Fuel Cells:

Fuel cells sering dikatakan sebagai sumber energi baru. Namun dengan menggunakan konsep/rumus di atas ini jelaslah bahwa fuel cells tidak lain adalah suatu sistim penyimpanan energi (energy storage system) yang dapat mengkonversikan non-transportable energy menjadi transportable energy., sebab untuk mendapatkan Oxigen dan Hidrogen tidak dapat dihasilkan secara alami, tetapi melulu dengan mengiputkan energi lain (misalnya dengan electrolysa yang menginputkan energi listrik), dan jumlah energi yang dihasilkan maximal sama dengan yang dinputkan.

Silahkan menghitung apakah Blue Energy itu merupakan sumber energi baru atau tidak lain dari energy storage system baru.

Sumber Energi Awali (The Ultimate Energy Source):

Di jagat raya ini sumber awali dari semua bentuk energi adalah hasil konversi dari zat/materi dengan reaksi nuklear sesuai dengan rumus Einstein E=M*C2 di mana dikenal 2 jenis reaksi:

1. Fission, di mana suatu atom radioaktif terurai dua atau lebih atom2 yang berat atom totalnya menjadi lebih kecil dari pada atom radioaktif asalnya. Perbedaan masa inilah dikonversikan menjadi energi yang sangat besar Ini biasanya yang terjadi pada reaktor nuklear dan bom nuklear.
2. Fusion, di mana 2 atom menyatu menjadi atom yang lain yang jumlah berat atomnya lebih kecil daripada total berat ke-2 atom asalnya.Perbedaan masa inilah dikonversikan menjadi energi yang sangat besar. Ini biasanya terjadi antara atom hidrogen yang menjadi atom helium. Namun reaksi ini hanya dapat terjadi pada temperatur yang sangat tinggi, konon katanya sampai jutaan derajat C. Ini hanya dapat terjadi di matahari, dan pada bom hidrogen. Pada yang terakhir ini temperatur yang kelewat tinggi didapatkan dengan cara meledakan bom nuklir yang bertindak sebagai detonator.

Mengingat diperlukannya temperatur yang begitu maha tingginya, sampai kini manusia belum pernah dapat memberangus (harnessing) atau mengendalikan suatu reaksi fusion untuk keperluan sebagai sumber energi yang sangat dahsyat ini, lain dengan reaksi fission yang dapat dikendalikan dalam reaktor nuklear.

“Cold Fusion”. Menjelang akhir abad ke-20 dunia ilmiah pernah dihebohkan dengan suatu publikasi dalam journal yang cukup bergengsi di dunia ilmiah yaitu diketemukannya apa yang disebut cold fusion di laboratorium universitas yang cukup terkemuka, yaitu dengan didapatkannya energi dari air sebagai sumber H² dengan menggunakan elektroda logam paladium. Namun ternyata experimen ini tidak dapat diulangi atau dikonfirmasikan oleh laboratorium lainnya di seluruh dunia. Akhirnya dipastikan cold fusion ini tidak pernah terbukti keberadaannya, atau tidak pernah akan ada.

Kalau Anda masih begitu yakin akan adanya Blue Energy ini, maka satu-satunya teori yang dapat mendukung adalah cold fusion yang sudah diyakini kebohongannya oleh masyarakat ilmiah

Referensi:
Schneider, David, 2008, Solar energy red queen- Science Observer: The American Scientist, Vol. 96 (January-February, 2008), p. 24-25

Dongeng lain yang berhubungan :

• Blue Energy – Mimpi masa depan yang sudah terasa di Indonesia !
• Mengapa SBY menyebut Blue Energy, dan apa yg mungkin menghambat ?
• “Blue Energi”, itu Create value ?

SUMBER