Prosiding Seminar Nasional Pen gembangan
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
POTENSI ENERGI ALTERNATIF DALAM SISTEM
KELISTRIKAN INDONESIA
Edwaren Liun
Pusat Pengembangan Energi Nuklir – BATAN
Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan, Jakarta 12710
Telp./Fax.: 021-5204243, Email: edwaren@batan.go.id
ABSTRAK
POTENSI ENERGI ALTERNATIF DALAM SISTEM KELISTRIKAN INDONESIA. Telah
dilakukan analisis tentang potensi energi alternatif dalam sistem kelistrikan Indonesia. Energi fosil
sebagai andalan utama energi Indonesia hingga saat ini ketersediaannya menyusut dari hari ke hari,
sementara laju permintaan selalu meningkat. Untuk itu berbagai alternatif diupayakan untuk
menghadapi kelangkaan energi di masa depan. Energi alternatif merupakan harapan bagi sebagian
masyarakat untuk memenuhi kebutuhan energi, khususnya listrik. Beberapa jenis energi alternatif
yang dapat dikembangkan dengan kapasitas, biaya dan keandalan teknis tertentu, seperti biofuel,
surya, angin, gelombang laut, arus laut, pasang surut, dan lainnya mempunyai keunggulan dan
kelemahan dalam memenuhi persyaratan kualitas layanan pada setiap jenis demand yang berbeda.
Pada kenyataannya tidak semua energi alternatif dapat memenuhi permintaan listrik dengan
intensitas tinggi pada sektor tertentu yang menuntut derajat mutu dan pasokan yang terjamin.
Meskipun energi alternatif bersifat terbarukan, umumnya kemampuan layanannya begitu terbatas
dalam skala kapasitas, waktu, aspek lingkungan, kontinuitas, dan kebutuhan akuisisi lahan yang
signifikan, sehingga menyebabkan keluhan pada sisi demand tertentu. Biaya yang dibutuhkan untuk
mendapatkan satuan energi alternatif umumnya lebih tinggi hingga berkali lipat. Energi alternatif
juga mendapat hambatan untuk bersaing secara ekonomis dengan sumber energi konvensional air,
panas bumi, fosil dan nuklir yang sudah terbukti daya saing ekonomi, kualitas layanan dan skala
kapasitas yang dapat ditawarkannya.
Kata kunci: Energi alternatif, kualitas layanan, keekonomian, dampak lingkungan.
ABSTRACT
ALTERNATIVE ENERGY POTENTIAL IN THE INDONESIA ELECTRICITY SYSTEM. It
has been analyzed on the potential of alternative energy in the electrical system of Indonesia. Fossil
energy as the mainstay for energy in Indonesia to date availability shrinking by the day, while the rate
of demand is always increasing. For that sought alternatives to deal with energy shortages in the
future. Alternative energy is the expectation for most people to meet energy needs, especially
electricity. Some types of alternative energy that can be developed with the capacity, cost and technical
reliability, such as biofuels, solar, wind, ocean wave, ocean currents, tides, and others have advantages
and disadvantages in meeting service quality requirements in each different type of demand. In
reality, not all alternative energy to meet electricity demand with high intensity in certain sectors that
require degrees of quality and an assured supply. Although alternative energy is renewable, mostly
service capabilities so limited in scale capacity, time, environmental aspects, continuity, and
significant land acquisition needs, leading to complaints in particular demand side. Costs required to
obtain alternative energy units are generally higher up many-fold. Alternative energy is also found
barriers to compete economically with conventional energy sources of water, geothermal, fossil and
nuclear proven economic competitiveness, service quality and scale capacity that can be offered.
Keywords: Alternative energy, service quality, economics, environmental impacts.
ISSN 1979-1208
311
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
1.
PENDAHULUAN
Harga bahan bakar fosil, khususnya minyak dan gas alam, telah meningkat tajam
selama beberapa tahun terakhir. Akibatnya, sumber alternatif energi yang digunakan
khususnya pada pembangkit listrik dan transportasi semakin menarik perhatian. Meskipun
mereka masih bertemu hanya sebagian kecil dari permintaan energi global, sumber lebih
komersial energi alternatif yang berkembang pesat, menghadirkan investor dengan potensi
peluang jangka panjang yang menarik.
Energi baru dan terbarukan telah menjadi harapan masyarakat untuk dapat
memenuhi kebutuhan energi masa depan. Energi ini dianggap berlimpah lestari dan ramah
lingkungan sehingga pengembangannya sangat dinantikan agar kelak berperan menjadi
andalan utama pasokan energi nasional. Energi terbarukan terutama meliputi biomassa,
energi surya, energi angin, energi pasang surut, energi gelombang laut dan OTEC (Ocean
Thermal Energy Conversion). Energi baru dari aspek lingkungan umumnya lebih bersih dan
aman. Ketersediaannya juga menjangkau segala penjuru kawasan di permukaan bumi.
Beberapa negara di Eropa juga telah mengembangkan penggunaan energi angin
WMD (Wind as a Major Development), pengembangan prioritas energi angin) lepas pantai,
terutama Belanda, Jerman, Swedia, Denmark dan Inggris. Kelebihan dari energi angin lepas
pantai adalah bahwa kecepatan angin umumnya lebih tinggi di laut dan banyak masalah
tapak dapat dihindari. Turbin angin WMD lepas pantai telah banyak dibangun di Swedia
dan ditempatkan di lepas pantai Blekinge, di bagian barat daya Swedia. Turbin berdaya 200
kW yang ditempatkan 300 m dari pantai ditanam dengan pondasi berkedalaman 7 m. Jika
hasil dari pembangkit listrik energi angin ini memberi hasil positif, maka akan ada rencana
untuk ladang pembangkit angin besar lepas pantai yang terdiri dari 98 turbin angin berskala
multi-megawatt (multi-MW).
Makalah ini bertujuan untuk menguraikan potensi dan posisi masing-masing energi
baru dan terbarukan dalam konteks keunggulan dan kekurangannya serta
membandingkannya berdasarkan parameter yang terkait dengan perencanaan sistem
energi.
2.
ANALISIS ENERGI BARU DAN TERBARUKAN
2.1.
Definisi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja. Dalam segala aspek kehidupan
energi merupakan fasilitas meningkatkan kemampuan manusia untuk melakukan kerja dan
manusia menggunakannya untuk tujuan konstruktif secara ekonomi dalam menjalankan
kegiatan yang tidak mungkin dihadapi oleh manusia sebelum adanya teknologi energi.
Sedangkan energi alternatif mengacu pada sumber energi yang tidak didasarkan pada
pembakaran bahan bakar fosil. Ketertarikan dalam bidang studi energi pada awalnya
berasal dari efek yang tidak diinginkan dari polusi (seperti yang berlangsung saat ini) baik
dari pembakaran bahan bakar fosil dan dari produk sampingan limbah nuklir. Ada
beberapa alternatif untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi yang diharapkan tidak
terlalu besar dampak lingkungannya.
Energi baru sering diasosiasikan dengan energi alternatif. Segmen energi alternatif
dalam industri energi mencakup berbagai sumber dari sejumlah teknologi yang dinyatakan
cukup potensial, seperti energi nuklir dan pembangkit listrik tenaga air, energi angin, energi
surya dan bio fuel. Berikut adalah beberapa alternatif yang mungkin dikembangkan sebagai
pengganti bahan bakar fosil yang akan habis dalam waktu relatif sangat singkat dibanding
proses terbentuknya.
ISSN 1979-1208
312
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
2.2.
Energi Surya
Matahari merupakan sumber utama panas dan cahaya di bumi. Pada lapisan atmosfir
terluar radiasi matahari rata-rata sebesar 1.373 watt/m2. Sedangkan daya maksimum sinar
matahari yang sampai ke permukaan bumi sebesar 1.000 W/m2 secara langsung. Angka ini
merupakan jumlah energi aktual yang mencapai permukaan bumi. Di permukaan total
radiasi global yang diterima oleh berbagai benda merupakan jumlah komponen difusi
langsung yang disebut sebagai insolasi. Ada dua macam teknologi populer untuk
mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik yaitu photovoltaic dan solar thermal.
a). Photovoltaic (PV). Komponen dasar photovoltaic atau solar sel (modul) meliputi
bahan-bahan semikonduktor yang mempunyai pembawa muatan positif dan negatif. Dua
jenis modul utama adalah flat plane module dimana seluruh bidang yang disinari dipenuhi
dengan sel surya (solar cell), dan concentrator PV module dengan elemen optik (cermin, lensa)
yang mengkonsentrasikan sinar datang ke bidang kecil sel surya, sehingga lebih menghemat
penggunaan bahan semikonduktor yang harganya mahal. Sedangkan efisiensi dari panel
surya hanya sekitar 20% dari tangkapan energi sinar surya menjadi listrik.
b). Solar Thermal. Lima sistem berbeda yang digunakan untuk teknologi panas surya
adalah: cekung parabolik, piringan parabolik, penerima terpusat, mangkok hemisfirik dan
kolam matahari. Lima komponen dasar sistem panas surya adalah konsentrator (kolektor),
penerima, sistem transport energi, sistem konversi energi panas, dan sistem pengatur[1]. Data
resolusi tentang DNI (direct normal irradiance) berasal dari Solar and Wind Energy Resource
Assessment (SWERA), Amerika Serikat[2]. Dataset DNI berisi data bulanan dan tahunan ratarata untuk wilayah Afrika, Semenanjung Arab dan Timur Tengah. Potensi solar thermal yang
besar berada di negara-negara MENA (Middle East and North Africa) ke selatan. Para ahli
berasumsi bahwa teknologi CSP (concentrating solar power) membutuhkan DNI minimal 5
kWh/m2/hari atau lebih, yang umumnya berada di wilayah gurun Afrika Utara. Sebuah solar
thermal yang baik akan memberikan efisiensi sebesar maksimum 40% untuk menjadi listrik.
Namun aktualnya menjadi jauh lebih rendah jika perhitungan sistem disertakan dengan
fungsi waktu, yang mana sinar matahari hanya diperoleh pada siang hari.
Aspek Ekonomi Energi Surya
a). Solar panel. Biaya sistem photovoltaic (PV) diukur dalam harga per-watt-puncak
(€/watt atau US$/watt misalnya). “Watt Puncak” didefinisikan sebagai kekuatan pada
kondisi uji standar (iradiasi matahari 1.000 W/m2, AM 1,5 dan suhu 25 °C). Biaya sistem
fotovoltaik meliputi modul dan biaya operasi dan pemeliharaan. Biaya modul biasanya
biaya hanya 40-60% dari biaya total sistem PV. Biaya pemasangan sistem fotovoltaik dengan
daya 1 kW berkisar dari 3.500 sampai 5.000 €/kW (€ 2009). Sekitar setengah dari investasi ini
untuk modul PV, dan inverter, struktur pendukung array PV, kabel peralatan, listrik dan
instalasi. Biaya operasi dan pemeliharaan, berkisar antara 0,02 sampai 0,1 ¢/kWh. Namun,
biaya dapat bervariasi secara signifikan, berkisar antara 0,01 €/kWh sampai 0,10 €/kWh.
Biaya semakin tinggi untuk pemeliharaan generator di daerah terpencil pada sistem PV
hibrida. Biaya juga meliputi pengembalian modal karena faktor lingkungan seperti suhu
ekstrim dan vandalisme. Biaya penggantian paling signifikan kemungkinan berupa
pembelian baterai secara berkala[3].
b). Solar thermal. Pada solar thermal teknologi CSP dianggap sebagai pengembangan
tenaga surya berskala besar. Karenanya aplikasi teknologi ini berbeda dari aplikasi lokal,
sehingga suatu tim studi untuk The Economics of Solar Thermal Electricity for Europe, North
Africa, and the Middle East menggunakan perkiraan kinerja dan biaya rata-rata dari proyek
yang dievaluasi[2]. Total energi yang dikirim ke Eropa pada tahun 2020 adalah 55 ribu GWh
yang cukup untuk memenuhi kebutuhan daya bagi 35 juta orang. Program ini secara
ISSN 1979-1208
313
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
langsung dapat menghindari sekitar 2,7 miliar ton karbon dioksida (CO2) selama masa pakai
fasilitas. Rata-rata biaya modal dilaporkan 2,77 $/watt. Karena tidak jelas apakah angka
yang dilaporkan termasuk kontinjensi proyek, tim tersebut meningkatkan angka ini dengan
20% sampai pada perkiraan 3,32 US$/watt terhadap pembangkit untuk biaya operasi dengan
kontinjensi[2]. Tim studi tersebut memperkirakan bahwa implementasi akan membutuhkan
subsidi teknologi bersih internasional sekitar $20 miliar selama sepuluh tahun yang
menghindari emisi CO2 paling kurang 14 $/ton. Ini adalah harga karbon bayangan sangat
sederhana, bahkan menurut standar konservatif. Dari angka-angka di atas dapat
disimpulkan bahwa program dapat mengurangi emisi karbon sebesar 2,7 miliar ton dengan
angka subsidi sekitar sekitar miliar US$20 dengan total energi sekitar 1,1 juta GWh[2].
Program tersebut diasumsi sesuai untuk wilayah gurun Sahara yang rata-rata berlangit
cerah dan kelembaban rendah.
2.3.
Energi Angin
Selama satu dekade terakhir, teknologi yang terkait dengan penggunaan energi
kekuatan angin telah meningkat secara signifikan. Kapasitas listrik rata-rata yang dihasilkan
turbin baru telah meningkat dari 200 kilowatt pada tahun 1990 menjadi 2,5 megawatt tahun
lalu. Inovasi mengarah pada efisiensi dan upgrade pembangkit yang ada. Industri turbin
angin telah mengalami pertumbuhan yang pesat kuat sejak 1990-an. Disainnya telah
menjadi lebih efisien yang dapat mendorong pengembangan energi angin. Pada tahun 1997,
tenaga angin menghasilkan hanya 7.636 megawatt daya, dan meningkat menjadi 47.912
megawatt pada akhir tahun 2005, atau meningkat lebih dari enam kali lipat.
Energi yang dihasilkan oleh angin dapat dihitung dengan rumus berikut[5]:
P = ½ C ρ A v3 (watt)
(1)
dimana
P = daya yang dihasilkan oleh turbin angin, watt;
ρ = massa jenis udara = 1,2 kg/m3;
A = luas sapuan rotor, m2;
v = kecepatan angin, m/s;
C = konstanta yang besarnya sekitar 0,3.
Dengan penurunan rumus di atas, untuk perioda waktu ∆t jam, energi dalam wattjam adalah:
En = 0,15 ρ A v3 ∆t (watt-jam)
(2)
Aspek Ekonomi
Biaya per daerah sapuan rotor (kWh/m2) dilaporkan turun sebesar 30 persen antara 1989 dan
2001 sebagai akibat penurunan suku bunga dan pengurangan biaya turbin (yang terhitung
sebesar 80 persen dari biaya total). Saat ini biaya energi angin bervariasi menurut lokasi dan
ukuran turbin yang secara aktual berkisar antara 4,67 – 13,93 ¢/kWh[4]. Intensitas biaya
energi juga tergantung pada ketersediaan dan kontiuitas angin. Di daerah yang intensitas
anginnya rendah biaya energi menjadi lebih tinggi.
2.4.
Tenaga Air
Pertumbuhan pembangkit listrik tenaga air global akan terus bertambah dengan pesat
selama beberapa puluhan tahun ke depan, namun umumnya terkonsentrasi di negara
berkembang. Salah satu kontributor terbesar terhadap pertumbuhan tenaga air saat ini
ISSN 1979-1208
314
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
adalah proyek kontroversial Bendungan Three Gorges di China, yang dijadwalkan untuk
mencapai tahap akhir konstruksi pada tahun 2009 [6] pada kapasitas penuh sebesar 19,2 ribu
megawatt. Bendungan yang dibangun untuk PLTA biasanya juga berfungsi untuk
mengendalikan banjir di hilir sungai, untuk irigasi dan cadangan bahan baku air bersih
penduduk.
Besarnya daya dari tenaga air diturunkan dari besarnya energi potensial yang ditentukan
oleh besarnya debit dan tinggi jatuh. Dalam persamaan ditulis sebagai:
P = ½ C ρ A v3 (watt)
(3)
dengan
P = ηρQgh
P = daya yang dihasilkan (kW);
η = efisiensi sistem;
ρ = rapat massa air (= 1);
Q = debit (m3/s);
g = percepatan gravitasi; dan
h = tinggi jatuh (m).
Sumber-sumber daya air berskala kecil sekalipun juga banyak dikembangkan
meliputi mikrohidro, tenaga pasang surut dan gelombang laut. Daya pasang surut
memanfaatkan energi baik arus yang diciptakan oleh pasang surut atau, melalui
penggunaan penghalang, kedalaman perubahan dalam cekungan sebagai akibat arus
pasang surut. Ada sejumlah pembangkit pasang surut yang sedang direncanakan secara
global, yang terbesar di antaranya ada di Rusia, Inggris dan India.
Aspek Ekonomi
Keekonomian PLTA sangat bervariasi, tergantung lokasi keberadaan potensi tenaga
airnya, tinggi relatif selisih elevasi, debit air yang tersedia, serta aspek lain yang menyertainya, seperti fungsi irigasi, pengendalian banjir dan keserbagunaan fungsi waduk. Untuk
daerah yang tidak membutuhkan evakuasi penduduk yang banyak maka biaya pembebasan
lahan relatif lebih murah. Sedangkan besarnya debit dan tinggi selisih elevasi akan
menentukan besarnya daya yang diperoleh. PLTA dapat berumur operasi yang panjang
sampai dengan 50 tahun atau lebih, sehingga untuk skala jangka panjang PLTA cukup
prospektif dan bernilai ekonomi tinggi.
2.5.
Energi Panas Bumi
Pembangkit Listrik Panas Bumi memanfaatkan tenaga tenaga panas bumi dengan
cara manyalurkan uap panas bumi ke turbin uap pada pembangkit. Relatif tidak ada produk
sampingan yang berbahaya bagi lingkungan. Juga tidak mengkonsumsi bahan bakar fosil.
Energi panas bumi juga tidak menyebabkan efek rumah kaca. Setelah pembangunan
pembangkit listrik tenaga panas bumi selesai dibutuhkan pemeliharaan.
Aspek ekonomi
Meskipun PLTP tidak membutuhkan bahan bakar, namun PLTP membutuhkan biaya
investasi tinggi karena berada di medan-medan yang berat dan jauh dari konsumen.
konsumsi energi, pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah mandiri. Keuntungan lain
untuk energi panas bumi adalah bahwa pembangkit listrik tidak harus besar yang sangat
bagus untuk melindungi lingkungan alam. Biaya pembangkitan energi pada levelized cost
diestimasi sebesar 100 US$/MWh atau 10 ¢/kWh.
ISSN 1979-1208
315
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
2.6.
Energi Biomassa
Energi dari biomassa merupakan sumber energi terbarukan, bahan biologis atau
organisme hidup seperti kayu, limbah, (hidrogen) gas, dan bahan bakar alkohol. Biomassa
umumnya berasal dari bahan tanaman yang ditumbuhkan untuk menghasilkan listrik atau
menghasilkan panas. Biomassa hidup juga dapat disertakan, sebagai tanaman juga dapat
menghasilkan listrik saat masih hidup[8]. Residu hutan, misalnya (seperti pohon mati,
cabang dan tunggul pohon), serpihan kayu dan sampah sering digunakan sebagai sumber
energi. Biomassa juga mencakup materi tumbuhan atau hewan yang digunakan untuk
produksi serat atau bahan kimia. Biomassa termasuk limbah biodegradable yang dapat
dibakar sebagai bahan bakar. Tidak termasuk bahan organik seperti bahan bakar fosil, yang
telah diubah oleh proses geologis menjadi zat seperti batu bara atau minyak bumi.
Biomassa industri dapat tumbuh dari berbagai jenis tanaman, termasuk miskantus,
switchgrass, rami, jagung, poplar, willow, sorgum, tebu, dan berbagai jenis pohon, mulai dari
kayu putih ke kelapa sawit (minyak sawit). Tanaman tertentu yang digunakan biasanya
tidak penting untuk produk akhir, tapi itu tidak mempengaruhi pengolahan bahan baku.
Walaupun bahan bakar fosil berasal dari biomassa kuno, bahan fosil tidak dianggap
biomassa oleh definisi yang berlaku umum karena mengandung karbon yang telah "keluar"
dari siklus karbon untuk waktu yang sangat lama. Pembakarannya akan menambah
kandungan karbon dioksida di atmosfer.
Aspek Ekonomi
Aspek ekonomi dari biomass didasarkan pada nilai produk bahan biomassa yang
digunakan sebagai penghasil energi. Untuk biofuel yang dapat dijadikan sebagai bahan
bakar portabel harga menjadi jauh lebih tinggi. Sedangkan bahan bakar biomassa untuk
pembangkit listrik stasioner dapat menggunakan jasad hayati umumnya, seperti kayu,
serpihan kayu, jerami, ampas atau berbagai sisa-sia produk pertanian.
Penggunaan biomass bertujuan membantu mengurangi penggunaan bahan bakar
fosil untuk pembangkit listrik. Menurut Z. Haq dalam bukunya "Biomass for Electricity
Generation" (2004) (Article Source: http://EzineArticles.com/1308171), "Pada tahun 2020,
Amerika Serikat diperkirakan memiliki maksimum 7.1 quadrillion Btu (7.1 x 1015 Btu) dari
biomassa yang tersedia dengan harga sebesar $5 per juta BTU (MMBTU) atau lebih
rendah[9]." Harga ini hampir sebanding dengan harga gas alam. Namun bila ditinjau dari
segi kemudahan dan kesederhanaan proses penggunaannya, biomassa untuk listrik dengan
harga demikian akan kalah bersaing dengan bahan bakar fosil manapun untuk keadaan saat
ini.
2.7.
Energi Gelombang Laut
Energi gelombang juga telah menjalani uji coba untuk pemanfaatan lebih luas. Tetapi
selama ini lebih banyak pembangunan penerapan teknologi untuk memanfaatkan energi
pasang surut. Berbeda dari energi pasang surut, teknologi yang diuji termasuk ponton yang
dibaringkan di air yang menggunakan aksi gelombang untuk mendorong dan menarik
generator, serta mekanisme membran karet yang menggunakan tekanan melalui gelombang
untuk memompa air ke pantai yang menggerakkan generator.
Aspek Ekonomi
Penggunaan energi gelombang laut membutuhkan biaya investasi tinggi karena
intensitas energi yang rendah, sedangkan biaya operasi hanya berupa biaya perawatan
tanpa bahan bakar. Secara keseluruhan biaya pembangkitan menurut hasil studi Jennifer
Guinevere Vining, pada daerah gelombang iklim yang baik dapat menghasilkan listrik
dengan teknologi generasi pertama dengan biaya sekitar 10 sen AS per kWh[11], dan
menurutnya pada lokasi pantai yang ideal biaya sekitar sekitar 5 sen US$/kWh. Namun para
ISSN 1979-1208
316
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
ahli mengindikasikan bahwa kelemahan terbesar energi gelombang adalah biaya
dibandingkan dengan sumber konvensional. Menurut estimasi biaya listrik adalah sekitar
minimal 18 atau 20 sen per kWh. Sedangkan sumber konvensional berkisar antara 3 sampai
5 sen$ per kWh.
2.8.
Energi Nuklir
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) telah dimulai lebih dari 50 tahun yang lalu
dan sekarang menghasilkan listrik secara global sebanyak yang diproduksi oleh berbagai
sumber energi lainnya. Sekitar dua-pertiga dari penduduk dunia hidup di negara-negara di
mana pembangkit listrik tenaga nuklir merupakan bagian integral dari produksi listrik yang
juga merupakan infrastruktur industri. Setengah penduduk dunia tinggal di negara di mana
reaktor nuklir baru masih dalam perencanaan atau sedang dibangun. Reaktor nuklir
berkapasitas 1.000 MW hanya membutuhkan sekitar 30 ton bahan bakar uranium setahun,
sehingga mudah dalam urusan transportasi bahan bakar. Dapat dibandingkan bahwa
sebuah PLTU batubara dengan kapasitas yang sama membutuhkan 10 ribu ton batubara
sehari atau sekitar 3,5 juta ton setahun.
Saat ini hampir 440 reaktor nuklir menghasilkan listrik di seluruh dunia. Lebih dari 15
negara bergantung pada tenaga nuklir untuk 25% atau lebih dari listrik mereka. Di Eropa
dan Jepang, pangsa listrik nuklir adalah lebih dari 30%. Di AS, tenaga nuklir menyumbang
sekitar 20% energi listrik.
Pembangkit tenaga nuklir kompetitif dari segi biaya dengan pembangkit listrik jenis
lain, kecuali jika terdapat akses langsung untuk bahan bakar fosil dengan harga murah.
Biaya bahan bakar untuk pembangkit nuklir hanya sebagian kecil dari biaya pembangkitan
total. Sedangkan biaya modal lebih besar daripada untuk pembangkit listrik tenaga
batubara, dan jauh lebih besar daripada mereka untuk pembangkit turbin gas. Dalam
menilai ekonomi tenaga nuklir, pembongkaran (decommissioning) dan biaya pembuangan
limbah secara penuh diperhitungkan.
Aspek Ekonomi
PLTN tergolong pembangkit listrik yang mempu menghasilkan listrik dalam skala
besar hingga mencapai 1.000 – 1.500 MW per unit. Karenanya PLTN sangat sesuai untuk
negara-negara industri maupun yang berpenduduk besar. Biaya pembangkitan PLTN
kompetitif dengan biaya pembangkitan jenis lain yang murah, seperti batubara, gas bumi
dan PLTA. Biaya pembangkitan PLTN di Finlandia dilaporkan sebesar 3.36 ¢/kWh.
Sedangkan biaya pembangkitan rata-rata di berbagai negara di seluruh dunia berkisar pada
3.4 – 7.1 ¢/kWh[12]. Namun angka dapat bervariasi lebih luas berdasarkan overnight capital
cost, lama pembangunan, dan umur operasi pembangkit. Tabel 1 berikut menunjukkan
keuntungan dan kekurangan masing-masing jenis energi yang disinggung di atas.
Tabel 1. Keuntungan dan Kekurangan Masing-masing Jenis Energi Alternatif
ENERGI
KEUNTUNGAN
KEKURANGAN
a) Energi
terbarukan,
sehingga a) Sel surya berharga mahal.
dapat dianggap tidak akan habis- b) Tidak dapat menghasilkan listrik
pada malam hari.
habisnya.
b) Selama operasi bebas dari polusi c) Biaya untuk menghasilkan per
ENERGI
satuan kWh cukup tinggi.
udara.
SURYA
zat-zat
beracun
c) Sel surya sesuai untuk pengguna d) Menimbulkan
selama produksi sel surya.
kecil.
e)
ISSN 1979-1208
317
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
ENERGI
ANGIN
TENAGA
AIR
PANAS
BUMI
BIOMASS[10]
a) Sumber
energi
bersih
dan
terbarukan.
b) Tidak ada komponen bahan
bakar. Setelah dibangun tidak ada
ketergantungan pada pasokan
bahan bakar.
c) Dapat diterapkan dan sesuai di
daerah terpencil, termasuk di
area lepas pantai.
d) Selain untuk skala kecil di daerah
lokal atau di tingkat properti
individu,
juga
dapat
menghasilkan daya yang dapat
dikoneksi ke sistem jaringan
listrik.
e) Di area ladang energi angin di
darat, setelah menara angin
dipasang, lahan sekitar menara
dapat
digunakan
untuk
keperluan
lain,
seperti
penggunaan pertanian.
a) Dapat menghasilkan listrik pada
tingkat konstan.
b) Dapat mengatur tingkat daya
hingga kapasitas maksimum
relatif besar.
c) Tidak menimbulkan polusi udara
secara langsung.
d) Bendungan
besar
yang
menyertakan
pembangunan
PLTA dapat digunakan sekaligus
sebagai
fasilitas
irigasi,
pengendalian
banjir,
dan
persediaan bahan baku air bersih.
e) Danau dapat menjadi sarana
rekreasi dan objek wisata.
a) Dapat menghasilkan listrik pada
tingkat konstan.
b) Tidak
membutuhkan
bahan
bakar.
c) Dapat mengatur tingkat daya
hingga kapasitas maksimum.
d) Tidak menimbulkan polusi udara
secara langsung yang signifikan.
e) Penggunaan lahan relatif efisien.
a) Dapat digunakan sebagai bahan
bakar
untuk
mengurangi
ketergantungan pada bahan bakar
fosil.
b) Selalu
tersedia
dan
dapat
diproduksi sebagai sumber daya
terbarukan.
ISSN 1979-1208
a) Tidak tersedia secara kontinyu dan
saat yang mungkin sangat membutuhkan.
b) Menimbulkan
dampak
visual
terhadap keindahan alam sekitar.
c) Menimbulkan kebisingan terhadap
lingkungan.
d) Menyita cukup banyak lahan untuk
per satuan energi yang dihasilkan
di daratan.
e) Kecelakaan operasi yang berakibat
konsekuensi eksternal. Kecelakaan
sporadis berupa terlemparnya daun
turbin dan suku cadangnya.
f) Bahaya setempat akibat kecelakaan
yang diestimasi berkisar antara 0,4 –
10 WDL (work day lost) per MWa.
a) Biaya investasi bendungan mahal,
harus dibangun dengan standar
sangat
tinggi,
harus
dapat
beroperasi selama lebih dari 50
tahun agar menguntungkan.
b) Area
genangan
melenyapkan
lingkungan hidup dan seisinya.
c) Butuh
evakuasi
besar
pada
masyarakat yang tinggal di desa
dan kota genangan.
d) Dapat menyebabkan kerusakan
geologi serius[7].
e) Bendungan dapat menyebabkan
masalah serius antara negaranegara bertetangga.
f) Menyebabkan perubahan level
water table alami.
a) Harus membor di banyak titik pada
area yang luas.
b) Terkadang mengalami kesulitan
pada proses pengeboran.
c) Kemungkinan
mengandung
mineral yang berpotensi membahayakan dan uapnya bisa lolos dari
bawah tanah.
d) Pencemaran dapat terjadi akibat
proses pengeboran yang tidak tepat.
a) Pekerjaan tambahan diperlukan di
bidang-bidang
seperti
metode
panen.
b) Tanah yang digunakan untuk
tanaman energi yang mungkin
dalam permintaan untuk keperluan
lain, seperti faming, konservasi,
318
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
GELOMBA
NG LAUT
ENERGI
NUKLIR
c) Dapat diperoleh dari limbah
pertanian
sebagai
produk
sekunder untuk nilai tambah
pada tanaman pertanian.
d) Pertumbuhan tanaman biomassa
menghasilkan
oksigen
dan
menyerap karbon dioksida.
e) Penggunaan
bahan
limbah
mengurangi kebutuhan akan
tempat
pembuangan
akhir
sampah
dan
mengosongkan
sebagian ruang untuk keperluan
lain.
f) CO2 yang dilepaskan ketika
biomassa
dibakar,
diambil
kembali oleh tanaman.
a) Gelombang terus melepaskan
energi, sedangkan cuaca buruk di
laut hanya meningkatkan energi
gelombang.
b) Sumber energi terbarukan dan
bersih. dan lestari.
c) Tidak menimbulkan gas rumah
kaca, dan tidak melepaskan
partikel apapun.
d) Tidak membutuhkan pasokan
bahan bakar.
a) PLTN dapat membangkitkan
listrik berskala besar untuk
memenuhi kebutuhan industri,
pusat beban skala besar.
b) Pasokan kontinyu dan stabil.
c) Biaya pembangkitan bersaing.
d) Tidak melepaskan emisi udara.
perumahan,
resor
atau
menggunakan pertanian.
c) Beberapa proyek konversi Biomassa
berasal dari limbah hewan dan
relatif kecil dan oleh karena itu
terbatas.
d) Penelitian
diperlukan
untuk
mengurangi biaya produksi bahan
bakar berbasis biomassa.
e) Kemungkinan dalam
beberapa
kasus merupakan penyebab utama
polusi.
a) Gelombang bisa besar atau kecil
sehingga
tidak
selalu
dapat
menghasilkan
listrik
secara
konstan..
b) Diperlukan cara khusus transmisi
listrik dari laut ke daratan.
c) Peralatan relatif mahal.
d) Menimbulkan dampak terhadap
ikan dan biota laut sekitar pantai.
e) Biaya pemeliharaan yang tinggi.
a) Biaya investasi tinggi.
b) Dikhawatirkan risiko kebocoran
bahan radioaktif akibat kecelakaan
reaktor.
c) Kekhawatiran aksi terorisme.
d) Mengandung limbah radioaktif
umur panjang
Gambar 1. Perbandingan Biaya Pembangkitan
Listrik di Finlandia[12]
3.
HASIL ANALISIS
ISSN 1979-1208
319
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
Penggunaan energi masing-masing alternatif sebagai sumber energi listrik sangat
sangat bervariasi dalam kemampuan layanannya, dan tergantung pula pada kondisi
lingkungan yang dapat berubah-ubah. Untuk daerah gurun dengan cuaca yang rata-rata
selalu cerah energi surya memberikan prospek penggunaan yang lebih baik. Di daerah yang
banyak hujan, kelembaban tinggi dan banyak berawan seperti wilayah Indonesia kurang
menguntungkan. Sedangkan angin juga demikian tergantung di lingkungan apakah daerah
banyak angin atau tidak. Penggunaan energi angin di wilayah Indonesia juga kurang
prospektif, karena wilayah Indonesia tidak termasuk wilayah yang banyak angin untuk
dimanfaatkan sebagai pembangkit energi.
3.1. Energi Surya
Aspek teknis: Energi terbarukan, tergantung pada situasi lapangan yang berbeda di setiap
tempat di muka bumi, daya tidak kontinyu, hanya tersedia siang hari, butuh area luas,
keandalan rendah, cocok di wilayah bagian dunia beriklim cerah, (gurun).
Keekonomian: Biaya investasi per satuan energi tingi, bebas dari kebutuhan bahan bakar.
Lingkungan: Tidak menimbulkan emisi yang signifikan, heliostat pemantul dapat
mengganggu masyarakat sekitar.
3.2. Energi Angin
Aspek teknis: Intensitas energi rendah, tidak kontinyu, membutuhkan kondisi angin yang
relatif banyak, hanya cocok di wilayah yang banyak angin seperti wilayah subtropis dan
sedang, pasokan listrik tidak andal.
Keekonomian: Investasi relatif tinggi,
Lingkungan: Dampak visual, kebisingan, gangguan biota terbang, risiko terlepasnya
komponen.
3.3. Tenaga Air
Aspek teknis: Daya relatif besar dan kontinyu, mudah dalam pengaturan level daya, pasokan
listrik andal.
Keekonomian: Biaya investasi tinggi, tanpa bahan bakar, menggenangi area yang luas,
membutuhkan pengungsian penduduk secara besar-besaran.
Lingkungan: Lenyapnya habitat alam yang luas, berkurangnya luas area tumbuhan yang luas
sebagai penyerap CO2, terputusnya, jalur biota air, risiko banjir/ aliran deras secara tiba-tiba,
risiko bobolnya bendungan.
3.4. Panas Bumi
Aspek teknis: Daya yang diperoleh relatif besar dan stabil, mudah pengaturan level daya,
pasokan listrik andal.
Keekonomian: Biaya investasi tinggi, tanpa bahan bakar.
Lingkungan: Kemungkinan ada mineral berbahaya keluar bersama uap panas,
membutuhkan area ladang uap yang relatif luas,
3.5. Energi Bimassa
Aspek teknis: Energi terbarukan, kapasitas terbatas, pasokan energi relatif stabil, daya listrik
relatif lebih andal, kapasitas daya relatif kecil.
Keekonomian: Pasokan bahan bakar butuh tenaga kerja yang banyak, butuh area ladang
energi yang luas.
Lingkungan: Menyebabkan gangguan ekosistem,
3.6. Gelombang Laut
ISSN 1979-1208
320
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
Aspek teknis: Intensitas energi rendah, sulit membangkitkan energi besar-besaran, butuh area
pantai yang luas, pasokan energi tidak stabil, tidak membutuhkan bahan bakar.
Keekonomian: Biaya investasi tinggi.
Lingkungan: Tumpahan limbah pelumas ke laut, gangguan terhadap biota laut, menyita area
pantai yang luas, dampak visual yang luas.
3.7. Energi Nuklir
Aspek teknis: Intensitas energi tinggi, dapat membangkitkan listrik skala besar dengan suplai
daya kontinyu. Paling sesuai untuk pemikul beban dasar, mudah transportasi bahan bakar.
Keekonomian: Biaya pembangkitan listrik kompetitif dengan pembangkit fosil (batubara dan
gas), namun biaya investasi jauh lebih tinggi, sedangkan biaya bahan bakar rendah.
Lingkungan: Tidak menimbulkan emisi udara, SO2, NOX, CO maupun CO2. Namun jika
terjadi kecelakaan berpotensi melepaskan bahan radioaktif.
4.
KESIMPULAN
Beberapa jenis energi alternatif yang diuraikan dimuka menunjukkan bahwa masingmasing jenis mempunyai keunggulan dan kekurangan. Energi terbarukan terutama surya,
angin, biomass, dan gelombang laut merupakan energi yang akan selalu tersedia, namun
keandalan yang ditawarkannya sangat rendah, karena intensitasnya rendah, tidak kontinyu,
biaya investasi tinggi, dan kemampuan kapasitas daya terbatas, meskipun sesuai untuk
wilayah yang kebutuhan energinya kecil.
Dari aspek teknis berbagai pembangkit mempunyai karakteristik teknik dan ekonomi
yang berbeda yang akan menentukan apakah sesuai untuk diterapkan di suatu lingkungan
demand yang beragam pula kondisinya. Energi nuklir dapat memasok listrik untuk
kawasan industri dan kota-kota besar dan wilayah demand yang kebutuhannya besar.
Dari aspek lingkungan berbagai jenis energi alternatif juga mempunyai karakteristik
yang berbeda pula. Energi surya, angin biomass, gelombang laut menimbulkan dampak
secara kontinyu selama sejak mulai dibangun hingga habis masa operasinya, sedangkan
energi nuklir menimbulkan dampak serius pada saat terjadi kecelakaan.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Renewable Energy Sources for electricity generation in selected developed countries,
IAEA-TECDOC-646, International Atomic Energy Agency (IAEA), 1992.
[2] Kevin Ummel, David Wheeler, Desert Power: The Economics of Solar Thermal
Electricity For Europe, North Africa, and the Middle East, Center for Global
Development, December, 2008.
[3] Photovoltaic economics: http://www.pvresources.com/en/economics.php, 5/12/2011 6:11
PM.
[4] Reneable
UK,
The
voice
of
wind
and
marine
energy:
http://www.bwea.com/ref/econ.html
[5] Wind Turbines and the Energy in Wind: http://www.ftexploring.com/energy/windenrgy.html
[6] Sarah E. Douglass, ASIP, VP, Investment Research Publications, Special Report:
Identifying the Opportunities in Alternative Energy, Wells Fargo.
[7] Advantages and Disadvantages of Hydropower: http://www.technologystudent.com/energy1/ hydr2.htm, 5/24/2011 10:16 AM
[8] Biomass Energy Centre: http://www.biomassenergycentre.org.uk/portal/page?_pageid=76,15049&_ dad=portal&_schema=PORTAL, 19 May 2011.
ISSN 1979-1208
321
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
[9] Cost of Biomass Compared Fossil Fuel Cost, By Pauline Go, Article Source:
http://EzineArticles.com/
1308171:
http://ezinearticles.com/?Cost-of-BiomassCompared-Fossil-Fuel-Cost&id=1308171
[10] Biomass( incineration): http://science134.tripod.com/id9.html, 19 May 2011.
[11] Jennifer Guinevere Vining, Ocean Wave Energy Converters: Realities of Wave
Technology, A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree
of Master of Science (Electrical Engineering) at the University of Wisconsin-Madison
January 2007.
[12] Nuclear Power Economics | Nuclear Energy Costs, (updated 9 March 2011):
http://www.world-nuclear.org/info/inf02.html 5/28/2011 6:27 PM.
[13] Ocean Energy Technologies For Renewable Energy Generation: http://www.geni.org/globalenergy/research/ocean-energy-technologies/OceanEnergyTechnologies.pdf.
[14] Leon Basye, Shiva Swaminathan, Hydrogen Production Costs - A Survey, Sentech, Inc.,
4733 Bethesda Avenue, Suite 608, Bethesda, MD 20814, December 4,1997.
http://homepages.cae.wisc.edu/ ~vining/JVining_MastersThesis.pdf, 5/27/2011 8:35 AM
[15] Balu Balagopal, Petros Paranikas, Justin Rose, BCG Report: What’s next for alternative
energy, The Boston consulting Group Inc., November 2010.
[16] Two
Days
National
Seminar
on
August
27-28,
2005:
http://www.vpmthane.org/publication-aenergysource/alternate _energy_ebook.pdf
[17] Solar Thermal Efficiency: http://poweredbysolarpanels.com/solar-panel-efficiency/,
5/12/2011 4:19 PM.
[18] What’s the highest efficiency the Solar-thermal power system could have?,
http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sustainable/solar/thermal.html, 5/12/2011 4:59 PM
[19] Solar Panel Efficiency, http://poweredbysolarpanels.com/solar-panel-efficiency/
[20] Wind Turbine Power Calculations RWE npower renewable: http://www.raeng.org.uk/
education/diploma/maths/pdf/exemplars_advanced/23_Wind Turbine.pdf.
DISKUSI
1.
Pertanyaan dari Sdr. Sunardi (BATAN):
a. Dengan begitu banyaknya jenis energi alternatif dan terbarukan, seperti energi
surya, angin, gelombang laut, biomassa dan sebagainya, tetapi mengapa hingga
saat ini energi tersebut penggunaannya masih sangat terbatas atau belum terlihat
peranannya?
b. Di antara energi alternatif tersebut, mana yang paling potensial untuk
dikembangkan di Indonesia?
Jawaban:
a. Pemilihan atas sumber-sumber energi yang tersedia lebih banyak didasarkan pada
aspek kemudahan dan keekonomiannya. Selama sumber energi yang mudah dan
ekonomis berupa bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas dan batubara
tersedia, maka sumber panas energi terbarukan sulit bersaing.
b. Energi terbarukan yang telah banyak digunakan adalah tenaga air dan panas
bumi, karena jenis ini mempunyai daya saing yang cukup tinggi dan keunggulan
lainnya tinggi. Namun tenaga air dan panas bumi mempunyai keterbatasan karena
tidak dapat memenuhi kebutuhan energi portable, sehingga energi ini hanya dapat
digunakan secara stasioner. Sedangkan energi dari jenis energi baru dan
terbarukan untuk kebutuhan portable paling potensial untuk kondisi Indonesia
saat ini adalah energi dari jenis biofuel seperti biodiesel dan etanol yang
diproduksi dari tanaman.
ISSN 1979-1208
View publication stats
322
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
POTENSI ENERGI ALTERNATIF DALAM SISTEM
KELISTRIKAN INDONESIA
Edwaren Liun
Pusat Pengembangan Energi Nuklir – BATAN
Jl. Kuningan Barat, Mampang Prapatan, Jakarta 12710
Telp./Fax.: 021-5204243, Email: edwaren@batan.go.id
ABSTRAK
POTENSI ENERGI ALTERNATIF DALAM SISTEM KELISTRIKAN INDONESIA. Telah
dilakukan analisis tentang potensi energi alternatif dalam sistem kelistrikan Indonesia. Energi fosil
sebagai andalan utama energi Indonesia hingga saat ini ketersediaannya menyusut dari hari ke hari,
sementara laju permintaan selalu meningkat. Untuk itu berbagai alternatif diupayakan untuk
menghadapi kelangkaan energi di masa depan. Energi alternatif merupakan harapan bagi sebagian
masyarakat untuk memenuhi kebutuhan energi, khususnya listrik. Beberapa jenis energi alternatif
yang dapat dikembangkan dengan kapasitas, biaya dan keandalan teknis tertentu, seperti biofuel,
surya, angin, gelombang laut, arus laut, pasang surut, dan lainnya mempunyai keunggulan dan
kelemahan dalam memenuhi persyaratan kualitas layanan pada setiap jenis demand yang berbeda.
Pada kenyataannya tidak semua energi alternatif dapat memenuhi permintaan listrik dengan
intensitas tinggi pada sektor tertentu yang menuntut derajat mutu dan pasokan yang terjamin.
Meskipun energi alternatif bersifat terbarukan, umumnya kemampuan layanannya begitu terbatas
dalam skala kapasitas, waktu, aspek lingkungan, kontinuitas, dan kebutuhan akuisisi lahan yang
signifikan, sehingga menyebabkan keluhan pada sisi demand tertentu. Biaya yang dibutuhkan untuk
mendapatkan satuan energi alternatif umumnya lebih tinggi hingga berkali lipat. Energi alternatif
juga mendapat hambatan untuk bersaing secara ekonomis dengan sumber energi konvensional air,
panas bumi, fosil dan nuklir yang sudah terbukti daya saing ekonomi, kualitas layanan dan skala
kapasitas yang dapat ditawarkannya.
Kata kunci: Energi alternatif, kualitas layanan, keekonomian, dampak lingkungan.
ABSTRACT
ALTERNATIVE ENERGY POTENTIAL IN THE INDONESIA ELECTRICITY SYSTEM. It
has been analyzed on the potential of alternative energy in the electrical system of Indonesia. Fossil
energy as the mainstay for energy in Indonesia to date availability shrinking by the day, while the rate
of demand is always increasing. For that sought alternatives to deal with energy shortages in the
future. Alternative energy is the expectation for most people to meet energy needs, especially
electricity. Some types of alternative energy that can be developed with the capacity, cost and technical
reliability, such as biofuels, solar, wind, ocean wave, ocean currents, tides, and others have advantages
and disadvantages in meeting service quality requirements in each different type of demand. In
reality, not all alternative energy to meet electricity demand with high intensity in certain sectors that
require degrees of quality and an assured supply. Although alternative energy is renewable, mostly
service capabilities so limited in scale capacity, time, environmental aspects, continuity, and
significant land acquisition needs, leading to complaints in particular demand side. Costs required to
obtain alternative energy units are generally higher up many-fold. Alternative energy is also found
barriers to compete economically with conventional energy sources of water, geothermal, fossil and
nuclear proven economic competitiveness, service quality and scale capacity that can be offered.
Keywords: Alternative energy, service quality, economics, environmental impacts.
ISSN 1979-1208
311
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
1.
PENDAHULUAN
Harga bahan bakar fosil, khususnya minyak dan gas alam, telah meningkat tajam
selama beberapa tahun terakhir. Akibatnya, sumber alternatif energi yang digunakan
khususnya pada pembangkit listrik dan transportasi semakin menarik perhatian. Meskipun
mereka masih bertemu hanya sebagian kecil dari permintaan energi global, sumber lebih
komersial energi alternatif yang berkembang pesat, menghadirkan investor dengan potensi
peluang jangka panjang yang menarik.
Energi baru dan terbarukan telah menjadi harapan masyarakat untuk dapat
memenuhi kebutuhan energi masa depan. Energi ini dianggap berlimpah lestari dan ramah
lingkungan sehingga pengembangannya sangat dinantikan agar kelak berperan menjadi
andalan utama pasokan energi nasional. Energi terbarukan terutama meliputi biomassa,
energi surya, energi angin, energi pasang surut, energi gelombang laut dan OTEC (Ocean
Thermal Energy Conversion). Energi baru dari aspek lingkungan umumnya lebih bersih dan
aman. Ketersediaannya juga menjangkau segala penjuru kawasan di permukaan bumi.
Beberapa negara di Eropa juga telah mengembangkan penggunaan energi angin
WMD (Wind as a Major Development), pengembangan prioritas energi angin) lepas pantai,
terutama Belanda, Jerman, Swedia, Denmark dan Inggris. Kelebihan dari energi angin lepas
pantai adalah bahwa kecepatan angin umumnya lebih tinggi di laut dan banyak masalah
tapak dapat dihindari. Turbin angin WMD lepas pantai telah banyak dibangun di Swedia
dan ditempatkan di lepas pantai Blekinge, di bagian barat daya Swedia. Turbin berdaya 200
kW yang ditempatkan 300 m dari pantai ditanam dengan pondasi berkedalaman 7 m. Jika
hasil dari pembangkit listrik energi angin ini memberi hasil positif, maka akan ada rencana
untuk ladang pembangkit angin besar lepas pantai yang terdiri dari 98 turbin angin berskala
multi-megawatt (multi-MW).
Makalah ini bertujuan untuk menguraikan potensi dan posisi masing-masing energi
baru dan terbarukan dalam konteks keunggulan dan kekurangannya serta
membandingkannya berdasarkan parameter yang terkait dengan perencanaan sistem
energi.
2.
ANALISIS ENERGI BARU DAN TERBARUKAN
2.1.
Definisi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja. Dalam segala aspek kehidupan
energi merupakan fasilitas meningkatkan kemampuan manusia untuk melakukan kerja dan
manusia menggunakannya untuk tujuan konstruktif secara ekonomi dalam menjalankan
kegiatan yang tidak mungkin dihadapi oleh manusia sebelum adanya teknologi energi.
Sedangkan energi alternatif mengacu pada sumber energi yang tidak didasarkan pada
pembakaran bahan bakar fosil. Ketertarikan dalam bidang studi energi pada awalnya
berasal dari efek yang tidak diinginkan dari polusi (seperti yang berlangsung saat ini) baik
dari pembakaran bahan bakar fosil dan dari produk sampingan limbah nuklir. Ada
beberapa alternatif untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi yang diharapkan tidak
terlalu besar dampak lingkungannya.
Energi baru sering diasosiasikan dengan energi alternatif. Segmen energi alternatif
dalam industri energi mencakup berbagai sumber dari sejumlah teknologi yang dinyatakan
cukup potensial, seperti energi nuklir dan pembangkit listrik tenaga air, energi angin, energi
surya dan bio fuel. Berikut adalah beberapa alternatif yang mungkin dikembangkan sebagai
pengganti bahan bakar fosil yang akan habis dalam waktu relatif sangat singkat dibanding
proses terbentuknya.
ISSN 1979-1208
312
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
2.2.
Energi Surya
Matahari merupakan sumber utama panas dan cahaya di bumi. Pada lapisan atmosfir
terluar radiasi matahari rata-rata sebesar 1.373 watt/m2. Sedangkan daya maksimum sinar
matahari yang sampai ke permukaan bumi sebesar 1.000 W/m2 secara langsung. Angka ini
merupakan jumlah energi aktual yang mencapai permukaan bumi. Di permukaan total
radiasi global yang diterima oleh berbagai benda merupakan jumlah komponen difusi
langsung yang disebut sebagai insolasi. Ada dua macam teknologi populer untuk
mengkonversi energi matahari menjadi energi listrik yaitu photovoltaic dan solar thermal.
a). Photovoltaic (PV). Komponen dasar photovoltaic atau solar sel (modul) meliputi
bahan-bahan semikonduktor yang mempunyai pembawa muatan positif dan negatif. Dua
jenis modul utama adalah flat plane module dimana seluruh bidang yang disinari dipenuhi
dengan sel surya (solar cell), dan concentrator PV module dengan elemen optik (cermin, lensa)
yang mengkonsentrasikan sinar datang ke bidang kecil sel surya, sehingga lebih menghemat
penggunaan bahan semikonduktor yang harganya mahal. Sedangkan efisiensi dari panel
surya hanya sekitar 20% dari tangkapan energi sinar surya menjadi listrik.
b). Solar Thermal. Lima sistem berbeda yang digunakan untuk teknologi panas surya
adalah: cekung parabolik, piringan parabolik, penerima terpusat, mangkok hemisfirik dan
kolam matahari. Lima komponen dasar sistem panas surya adalah konsentrator (kolektor),
penerima, sistem transport energi, sistem konversi energi panas, dan sistem pengatur[1]. Data
resolusi tentang DNI (direct normal irradiance) berasal dari Solar and Wind Energy Resource
Assessment (SWERA), Amerika Serikat[2]. Dataset DNI berisi data bulanan dan tahunan ratarata untuk wilayah Afrika, Semenanjung Arab dan Timur Tengah. Potensi solar thermal yang
besar berada di negara-negara MENA (Middle East and North Africa) ke selatan. Para ahli
berasumsi bahwa teknologi CSP (concentrating solar power) membutuhkan DNI minimal 5
kWh/m2/hari atau lebih, yang umumnya berada di wilayah gurun Afrika Utara. Sebuah solar
thermal yang baik akan memberikan efisiensi sebesar maksimum 40% untuk menjadi listrik.
Namun aktualnya menjadi jauh lebih rendah jika perhitungan sistem disertakan dengan
fungsi waktu, yang mana sinar matahari hanya diperoleh pada siang hari.
Aspek Ekonomi Energi Surya
a). Solar panel. Biaya sistem photovoltaic (PV) diukur dalam harga per-watt-puncak
(€/watt atau US$/watt misalnya). “Watt Puncak” didefinisikan sebagai kekuatan pada
kondisi uji standar (iradiasi matahari 1.000 W/m2, AM 1,5 dan suhu 25 °C). Biaya sistem
fotovoltaik meliputi modul dan biaya operasi dan pemeliharaan. Biaya modul biasanya
biaya hanya 40-60% dari biaya total sistem PV. Biaya pemasangan sistem fotovoltaik dengan
daya 1 kW berkisar dari 3.500 sampai 5.000 €/kW (€ 2009). Sekitar setengah dari investasi ini
untuk modul PV, dan inverter, struktur pendukung array PV, kabel peralatan, listrik dan
instalasi. Biaya operasi dan pemeliharaan, berkisar antara 0,02 sampai 0,1 ¢/kWh. Namun,
biaya dapat bervariasi secara signifikan, berkisar antara 0,01 €/kWh sampai 0,10 €/kWh.
Biaya semakin tinggi untuk pemeliharaan generator di daerah terpencil pada sistem PV
hibrida. Biaya juga meliputi pengembalian modal karena faktor lingkungan seperti suhu
ekstrim dan vandalisme. Biaya penggantian paling signifikan kemungkinan berupa
pembelian baterai secara berkala[3].
b). Solar thermal. Pada solar thermal teknologi CSP dianggap sebagai pengembangan
tenaga surya berskala besar. Karenanya aplikasi teknologi ini berbeda dari aplikasi lokal,
sehingga suatu tim studi untuk The Economics of Solar Thermal Electricity for Europe, North
Africa, and the Middle East menggunakan perkiraan kinerja dan biaya rata-rata dari proyek
yang dievaluasi[2]. Total energi yang dikirim ke Eropa pada tahun 2020 adalah 55 ribu GWh
yang cukup untuk memenuhi kebutuhan daya bagi 35 juta orang. Program ini secara
ISSN 1979-1208
313
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
langsung dapat menghindari sekitar 2,7 miliar ton karbon dioksida (CO2) selama masa pakai
fasilitas. Rata-rata biaya modal dilaporkan 2,77 $/watt. Karena tidak jelas apakah angka
yang dilaporkan termasuk kontinjensi proyek, tim tersebut meningkatkan angka ini dengan
20% sampai pada perkiraan 3,32 US$/watt terhadap pembangkit untuk biaya operasi dengan
kontinjensi[2]. Tim studi tersebut memperkirakan bahwa implementasi akan membutuhkan
subsidi teknologi bersih internasional sekitar $20 miliar selama sepuluh tahun yang
menghindari emisi CO2 paling kurang 14 $/ton. Ini adalah harga karbon bayangan sangat
sederhana, bahkan menurut standar konservatif. Dari angka-angka di atas dapat
disimpulkan bahwa program dapat mengurangi emisi karbon sebesar 2,7 miliar ton dengan
angka subsidi sekitar sekitar miliar US$20 dengan total energi sekitar 1,1 juta GWh[2].
Program tersebut diasumsi sesuai untuk wilayah gurun Sahara yang rata-rata berlangit
cerah dan kelembaban rendah.
2.3.
Energi Angin
Selama satu dekade terakhir, teknologi yang terkait dengan penggunaan energi
kekuatan angin telah meningkat secara signifikan. Kapasitas listrik rata-rata yang dihasilkan
turbin baru telah meningkat dari 200 kilowatt pada tahun 1990 menjadi 2,5 megawatt tahun
lalu. Inovasi mengarah pada efisiensi dan upgrade pembangkit yang ada. Industri turbin
angin telah mengalami pertumbuhan yang pesat kuat sejak 1990-an. Disainnya telah
menjadi lebih efisien yang dapat mendorong pengembangan energi angin. Pada tahun 1997,
tenaga angin menghasilkan hanya 7.636 megawatt daya, dan meningkat menjadi 47.912
megawatt pada akhir tahun 2005, atau meningkat lebih dari enam kali lipat.
Energi yang dihasilkan oleh angin dapat dihitung dengan rumus berikut[5]:
P = ½ C ρ A v3 (watt)
(1)
dimana
P = daya yang dihasilkan oleh turbin angin, watt;
ρ = massa jenis udara = 1,2 kg/m3;
A = luas sapuan rotor, m2;
v = kecepatan angin, m/s;
C = konstanta yang besarnya sekitar 0,3.
Dengan penurunan rumus di atas, untuk perioda waktu ∆t jam, energi dalam wattjam adalah:
En = 0,15 ρ A v3 ∆t (watt-jam)
(2)
Aspek Ekonomi
Biaya per daerah sapuan rotor (kWh/m2) dilaporkan turun sebesar 30 persen antara 1989 dan
2001 sebagai akibat penurunan suku bunga dan pengurangan biaya turbin (yang terhitung
sebesar 80 persen dari biaya total). Saat ini biaya energi angin bervariasi menurut lokasi dan
ukuran turbin yang secara aktual berkisar antara 4,67 – 13,93 ¢/kWh[4]. Intensitas biaya
energi juga tergantung pada ketersediaan dan kontiuitas angin. Di daerah yang intensitas
anginnya rendah biaya energi menjadi lebih tinggi.
2.4.
Tenaga Air
Pertumbuhan pembangkit listrik tenaga air global akan terus bertambah dengan pesat
selama beberapa puluhan tahun ke depan, namun umumnya terkonsentrasi di negara
berkembang. Salah satu kontributor terbesar terhadap pertumbuhan tenaga air saat ini
ISSN 1979-1208
314
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
adalah proyek kontroversial Bendungan Three Gorges di China, yang dijadwalkan untuk
mencapai tahap akhir konstruksi pada tahun 2009 [6] pada kapasitas penuh sebesar 19,2 ribu
megawatt. Bendungan yang dibangun untuk PLTA biasanya juga berfungsi untuk
mengendalikan banjir di hilir sungai, untuk irigasi dan cadangan bahan baku air bersih
penduduk.
Besarnya daya dari tenaga air diturunkan dari besarnya energi potensial yang ditentukan
oleh besarnya debit dan tinggi jatuh. Dalam persamaan ditulis sebagai:
P = ½ C ρ A v3 (watt)
(3)
dengan
P = ηρQgh
P = daya yang dihasilkan (kW);
η = efisiensi sistem;
ρ = rapat massa air (= 1);
Q = debit (m3/s);
g = percepatan gravitasi; dan
h = tinggi jatuh (m).
Sumber-sumber daya air berskala kecil sekalipun juga banyak dikembangkan
meliputi mikrohidro, tenaga pasang surut dan gelombang laut. Daya pasang surut
memanfaatkan energi baik arus yang diciptakan oleh pasang surut atau, melalui
penggunaan penghalang, kedalaman perubahan dalam cekungan sebagai akibat arus
pasang surut. Ada sejumlah pembangkit pasang surut yang sedang direncanakan secara
global, yang terbesar di antaranya ada di Rusia, Inggris dan India.
Aspek Ekonomi
Keekonomian PLTA sangat bervariasi, tergantung lokasi keberadaan potensi tenaga
airnya, tinggi relatif selisih elevasi, debit air yang tersedia, serta aspek lain yang menyertainya, seperti fungsi irigasi, pengendalian banjir dan keserbagunaan fungsi waduk. Untuk
daerah yang tidak membutuhkan evakuasi penduduk yang banyak maka biaya pembebasan
lahan relatif lebih murah. Sedangkan besarnya debit dan tinggi selisih elevasi akan
menentukan besarnya daya yang diperoleh. PLTA dapat berumur operasi yang panjang
sampai dengan 50 tahun atau lebih, sehingga untuk skala jangka panjang PLTA cukup
prospektif dan bernilai ekonomi tinggi.
2.5.
Energi Panas Bumi
Pembangkit Listrik Panas Bumi memanfaatkan tenaga tenaga panas bumi dengan
cara manyalurkan uap panas bumi ke turbin uap pada pembangkit. Relatif tidak ada produk
sampingan yang berbahaya bagi lingkungan. Juga tidak mengkonsumsi bahan bakar fosil.
Energi panas bumi juga tidak menyebabkan efek rumah kaca. Setelah pembangunan
pembangkit listrik tenaga panas bumi selesai dibutuhkan pemeliharaan.
Aspek ekonomi
Meskipun PLTP tidak membutuhkan bahan bakar, namun PLTP membutuhkan biaya
investasi tinggi karena berada di medan-medan yang berat dan jauh dari konsumen.
konsumsi energi, pembangkit listrik tenaga panas bumi adalah mandiri. Keuntungan lain
untuk energi panas bumi adalah bahwa pembangkit listrik tidak harus besar yang sangat
bagus untuk melindungi lingkungan alam. Biaya pembangkitan energi pada levelized cost
diestimasi sebesar 100 US$/MWh atau 10 ¢/kWh.
ISSN 1979-1208
315
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
2.6.
Energi Biomassa
Energi dari biomassa merupakan sumber energi terbarukan, bahan biologis atau
organisme hidup seperti kayu, limbah, (hidrogen) gas, dan bahan bakar alkohol. Biomassa
umumnya berasal dari bahan tanaman yang ditumbuhkan untuk menghasilkan listrik atau
menghasilkan panas. Biomassa hidup juga dapat disertakan, sebagai tanaman juga dapat
menghasilkan listrik saat masih hidup[8]. Residu hutan, misalnya (seperti pohon mati,
cabang dan tunggul pohon), serpihan kayu dan sampah sering digunakan sebagai sumber
energi. Biomassa juga mencakup materi tumbuhan atau hewan yang digunakan untuk
produksi serat atau bahan kimia. Biomassa termasuk limbah biodegradable yang dapat
dibakar sebagai bahan bakar. Tidak termasuk bahan organik seperti bahan bakar fosil, yang
telah diubah oleh proses geologis menjadi zat seperti batu bara atau minyak bumi.
Biomassa industri dapat tumbuh dari berbagai jenis tanaman, termasuk miskantus,
switchgrass, rami, jagung, poplar, willow, sorgum, tebu, dan berbagai jenis pohon, mulai dari
kayu putih ke kelapa sawit (minyak sawit). Tanaman tertentu yang digunakan biasanya
tidak penting untuk produk akhir, tapi itu tidak mempengaruhi pengolahan bahan baku.
Walaupun bahan bakar fosil berasal dari biomassa kuno, bahan fosil tidak dianggap
biomassa oleh definisi yang berlaku umum karena mengandung karbon yang telah "keluar"
dari siklus karbon untuk waktu yang sangat lama. Pembakarannya akan menambah
kandungan karbon dioksida di atmosfer.
Aspek Ekonomi
Aspek ekonomi dari biomass didasarkan pada nilai produk bahan biomassa yang
digunakan sebagai penghasil energi. Untuk biofuel yang dapat dijadikan sebagai bahan
bakar portabel harga menjadi jauh lebih tinggi. Sedangkan bahan bakar biomassa untuk
pembangkit listrik stasioner dapat menggunakan jasad hayati umumnya, seperti kayu,
serpihan kayu, jerami, ampas atau berbagai sisa-sia produk pertanian.
Penggunaan biomass bertujuan membantu mengurangi penggunaan bahan bakar
fosil untuk pembangkit listrik. Menurut Z. Haq dalam bukunya "Biomass for Electricity
Generation" (2004) (Article Source: http://EzineArticles.com/1308171), "Pada tahun 2020,
Amerika Serikat diperkirakan memiliki maksimum 7.1 quadrillion Btu (7.1 x 1015 Btu) dari
biomassa yang tersedia dengan harga sebesar $5 per juta BTU (MMBTU) atau lebih
rendah[9]." Harga ini hampir sebanding dengan harga gas alam. Namun bila ditinjau dari
segi kemudahan dan kesederhanaan proses penggunaannya, biomassa untuk listrik dengan
harga demikian akan kalah bersaing dengan bahan bakar fosil manapun untuk keadaan saat
ini.
2.7.
Energi Gelombang Laut
Energi gelombang juga telah menjalani uji coba untuk pemanfaatan lebih luas. Tetapi
selama ini lebih banyak pembangunan penerapan teknologi untuk memanfaatkan energi
pasang surut. Berbeda dari energi pasang surut, teknologi yang diuji termasuk ponton yang
dibaringkan di air yang menggunakan aksi gelombang untuk mendorong dan menarik
generator, serta mekanisme membran karet yang menggunakan tekanan melalui gelombang
untuk memompa air ke pantai yang menggerakkan generator.
Aspek Ekonomi
Penggunaan energi gelombang laut membutuhkan biaya investasi tinggi karena
intensitas energi yang rendah, sedangkan biaya operasi hanya berupa biaya perawatan
tanpa bahan bakar. Secara keseluruhan biaya pembangkitan menurut hasil studi Jennifer
Guinevere Vining, pada daerah gelombang iklim yang baik dapat menghasilkan listrik
dengan teknologi generasi pertama dengan biaya sekitar 10 sen AS per kWh[11], dan
menurutnya pada lokasi pantai yang ideal biaya sekitar sekitar 5 sen US$/kWh. Namun para
ISSN 1979-1208
316
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
ahli mengindikasikan bahwa kelemahan terbesar energi gelombang adalah biaya
dibandingkan dengan sumber konvensional. Menurut estimasi biaya listrik adalah sekitar
minimal 18 atau 20 sen per kWh. Sedangkan sumber konvensional berkisar antara 3 sampai
5 sen$ per kWh.
2.8.
Energi Nuklir
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) telah dimulai lebih dari 50 tahun yang lalu
dan sekarang menghasilkan listrik secara global sebanyak yang diproduksi oleh berbagai
sumber energi lainnya. Sekitar dua-pertiga dari penduduk dunia hidup di negara-negara di
mana pembangkit listrik tenaga nuklir merupakan bagian integral dari produksi listrik yang
juga merupakan infrastruktur industri. Setengah penduduk dunia tinggal di negara di mana
reaktor nuklir baru masih dalam perencanaan atau sedang dibangun. Reaktor nuklir
berkapasitas 1.000 MW hanya membutuhkan sekitar 30 ton bahan bakar uranium setahun,
sehingga mudah dalam urusan transportasi bahan bakar. Dapat dibandingkan bahwa
sebuah PLTU batubara dengan kapasitas yang sama membutuhkan 10 ribu ton batubara
sehari atau sekitar 3,5 juta ton setahun.
Saat ini hampir 440 reaktor nuklir menghasilkan listrik di seluruh dunia. Lebih dari 15
negara bergantung pada tenaga nuklir untuk 25% atau lebih dari listrik mereka. Di Eropa
dan Jepang, pangsa listrik nuklir adalah lebih dari 30%. Di AS, tenaga nuklir menyumbang
sekitar 20% energi listrik.
Pembangkit tenaga nuklir kompetitif dari segi biaya dengan pembangkit listrik jenis
lain, kecuali jika terdapat akses langsung untuk bahan bakar fosil dengan harga murah.
Biaya bahan bakar untuk pembangkit nuklir hanya sebagian kecil dari biaya pembangkitan
total. Sedangkan biaya modal lebih besar daripada untuk pembangkit listrik tenaga
batubara, dan jauh lebih besar daripada mereka untuk pembangkit turbin gas. Dalam
menilai ekonomi tenaga nuklir, pembongkaran (decommissioning) dan biaya pembuangan
limbah secara penuh diperhitungkan.
Aspek Ekonomi
PLTN tergolong pembangkit listrik yang mempu menghasilkan listrik dalam skala
besar hingga mencapai 1.000 – 1.500 MW per unit. Karenanya PLTN sangat sesuai untuk
negara-negara industri maupun yang berpenduduk besar. Biaya pembangkitan PLTN
kompetitif dengan biaya pembangkitan jenis lain yang murah, seperti batubara, gas bumi
dan PLTA. Biaya pembangkitan PLTN di Finlandia dilaporkan sebesar 3.36 ¢/kWh.
Sedangkan biaya pembangkitan rata-rata di berbagai negara di seluruh dunia berkisar pada
3.4 – 7.1 ¢/kWh[12]. Namun angka dapat bervariasi lebih luas berdasarkan overnight capital
cost, lama pembangunan, dan umur operasi pembangkit. Tabel 1 berikut menunjukkan
keuntungan dan kekurangan masing-masing jenis energi yang disinggung di atas.
Tabel 1. Keuntungan dan Kekurangan Masing-masing Jenis Energi Alternatif
ENERGI
KEUNTUNGAN
KEKURANGAN
a) Energi
terbarukan,
sehingga a) Sel surya berharga mahal.
dapat dianggap tidak akan habis- b) Tidak dapat menghasilkan listrik
pada malam hari.
habisnya.
b) Selama operasi bebas dari polusi c) Biaya untuk menghasilkan per
ENERGI
satuan kWh cukup tinggi.
udara.
SURYA
zat-zat
beracun
c) Sel surya sesuai untuk pengguna d) Menimbulkan
selama produksi sel surya.
kecil.
e)
ISSN 1979-1208
317
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
ENERGI
ANGIN
TENAGA
AIR
PANAS
BUMI
BIOMASS[10]
a) Sumber
energi
bersih
dan
terbarukan.
b) Tidak ada komponen bahan
bakar. Setelah dibangun tidak ada
ketergantungan pada pasokan
bahan bakar.
c) Dapat diterapkan dan sesuai di
daerah terpencil, termasuk di
area lepas pantai.
d) Selain untuk skala kecil di daerah
lokal atau di tingkat properti
individu,
juga
dapat
menghasilkan daya yang dapat
dikoneksi ke sistem jaringan
listrik.
e) Di area ladang energi angin di
darat, setelah menara angin
dipasang, lahan sekitar menara
dapat
digunakan
untuk
keperluan
lain,
seperti
penggunaan pertanian.
a) Dapat menghasilkan listrik pada
tingkat konstan.
b) Dapat mengatur tingkat daya
hingga kapasitas maksimum
relatif besar.
c) Tidak menimbulkan polusi udara
secara langsung.
d) Bendungan
besar
yang
menyertakan
pembangunan
PLTA dapat digunakan sekaligus
sebagai
fasilitas
irigasi,
pengendalian
banjir,
dan
persediaan bahan baku air bersih.
e) Danau dapat menjadi sarana
rekreasi dan objek wisata.
a) Dapat menghasilkan listrik pada
tingkat konstan.
b) Tidak
membutuhkan
bahan
bakar.
c) Dapat mengatur tingkat daya
hingga kapasitas maksimum.
d) Tidak menimbulkan polusi udara
secara langsung yang signifikan.
e) Penggunaan lahan relatif efisien.
a) Dapat digunakan sebagai bahan
bakar
untuk
mengurangi
ketergantungan pada bahan bakar
fosil.
b) Selalu
tersedia
dan
dapat
diproduksi sebagai sumber daya
terbarukan.
ISSN 1979-1208
a) Tidak tersedia secara kontinyu dan
saat yang mungkin sangat membutuhkan.
b) Menimbulkan
dampak
visual
terhadap keindahan alam sekitar.
c) Menimbulkan kebisingan terhadap
lingkungan.
d) Menyita cukup banyak lahan untuk
per satuan energi yang dihasilkan
di daratan.
e) Kecelakaan operasi yang berakibat
konsekuensi eksternal. Kecelakaan
sporadis berupa terlemparnya daun
turbin dan suku cadangnya.
f) Bahaya setempat akibat kecelakaan
yang diestimasi berkisar antara 0,4 –
10 WDL (work day lost) per MWa.
a) Biaya investasi bendungan mahal,
harus dibangun dengan standar
sangat
tinggi,
harus
dapat
beroperasi selama lebih dari 50
tahun agar menguntungkan.
b) Area
genangan
melenyapkan
lingkungan hidup dan seisinya.
c) Butuh
evakuasi
besar
pada
masyarakat yang tinggal di desa
dan kota genangan.
d) Dapat menyebabkan kerusakan
geologi serius[7].
e) Bendungan dapat menyebabkan
masalah serius antara negaranegara bertetangga.
f) Menyebabkan perubahan level
water table alami.
a) Harus membor di banyak titik pada
area yang luas.
b) Terkadang mengalami kesulitan
pada proses pengeboran.
c) Kemungkinan
mengandung
mineral yang berpotensi membahayakan dan uapnya bisa lolos dari
bawah tanah.
d) Pencemaran dapat terjadi akibat
proses pengeboran yang tidak tepat.
a) Pekerjaan tambahan diperlukan di
bidang-bidang
seperti
metode
panen.
b) Tanah yang digunakan untuk
tanaman energi yang mungkin
dalam permintaan untuk keperluan
lain, seperti faming, konservasi,
318
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
GELOMBA
NG LAUT
ENERGI
NUKLIR
c) Dapat diperoleh dari limbah
pertanian
sebagai
produk
sekunder untuk nilai tambah
pada tanaman pertanian.
d) Pertumbuhan tanaman biomassa
menghasilkan
oksigen
dan
menyerap karbon dioksida.
e) Penggunaan
bahan
limbah
mengurangi kebutuhan akan
tempat
pembuangan
akhir
sampah
dan
mengosongkan
sebagian ruang untuk keperluan
lain.
f) CO2 yang dilepaskan ketika
biomassa
dibakar,
diambil
kembali oleh tanaman.
a) Gelombang terus melepaskan
energi, sedangkan cuaca buruk di
laut hanya meningkatkan energi
gelombang.
b) Sumber energi terbarukan dan
bersih. dan lestari.
c) Tidak menimbulkan gas rumah
kaca, dan tidak melepaskan
partikel apapun.
d) Tidak membutuhkan pasokan
bahan bakar.
a) PLTN dapat membangkitkan
listrik berskala besar untuk
memenuhi kebutuhan industri,
pusat beban skala besar.
b) Pasokan kontinyu dan stabil.
c) Biaya pembangkitan bersaing.
d) Tidak melepaskan emisi udara.
perumahan,
resor
atau
menggunakan pertanian.
c) Beberapa proyek konversi Biomassa
berasal dari limbah hewan dan
relatif kecil dan oleh karena itu
terbatas.
d) Penelitian
diperlukan
untuk
mengurangi biaya produksi bahan
bakar berbasis biomassa.
e) Kemungkinan dalam
beberapa
kasus merupakan penyebab utama
polusi.
a) Gelombang bisa besar atau kecil
sehingga
tidak
selalu
dapat
menghasilkan
listrik
secara
konstan..
b) Diperlukan cara khusus transmisi
listrik dari laut ke daratan.
c) Peralatan relatif mahal.
d) Menimbulkan dampak terhadap
ikan dan biota laut sekitar pantai.
e) Biaya pemeliharaan yang tinggi.
a) Biaya investasi tinggi.
b) Dikhawatirkan risiko kebocoran
bahan radioaktif akibat kecelakaan
reaktor.
c) Kekhawatiran aksi terorisme.
d) Mengandung limbah radioaktif
umur panjang
Gambar 1. Perbandingan Biaya Pembangkitan
Listrik di Finlandia[12]
3.
HASIL ANALISIS
ISSN 1979-1208
319
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
Penggunaan energi masing-masing alternatif sebagai sumber energi listrik sangat
sangat bervariasi dalam kemampuan layanannya, dan tergantung pula pada kondisi
lingkungan yang dapat berubah-ubah. Untuk daerah gurun dengan cuaca yang rata-rata
selalu cerah energi surya memberikan prospek penggunaan yang lebih baik. Di daerah yang
banyak hujan, kelembaban tinggi dan banyak berawan seperti wilayah Indonesia kurang
menguntungkan. Sedangkan angin juga demikian tergantung di lingkungan apakah daerah
banyak angin atau tidak. Penggunaan energi angin di wilayah Indonesia juga kurang
prospektif, karena wilayah Indonesia tidak termasuk wilayah yang banyak angin untuk
dimanfaatkan sebagai pembangkit energi.
3.1. Energi Surya
Aspek teknis: Energi terbarukan, tergantung pada situasi lapangan yang berbeda di setiap
tempat di muka bumi, daya tidak kontinyu, hanya tersedia siang hari, butuh area luas,
keandalan rendah, cocok di wilayah bagian dunia beriklim cerah, (gurun).
Keekonomian: Biaya investasi per satuan energi tingi, bebas dari kebutuhan bahan bakar.
Lingkungan: Tidak menimbulkan emisi yang signifikan, heliostat pemantul dapat
mengganggu masyarakat sekitar.
3.2. Energi Angin
Aspek teknis: Intensitas energi rendah, tidak kontinyu, membutuhkan kondisi angin yang
relatif banyak, hanya cocok di wilayah yang banyak angin seperti wilayah subtropis dan
sedang, pasokan listrik tidak andal.
Keekonomian: Investasi relatif tinggi,
Lingkungan: Dampak visual, kebisingan, gangguan biota terbang, risiko terlepasnya
komponen.
3.3. Tenaga Air
Aspek teknis: Daya relatif besar dan kontinyu, mudah dalam pengaturan level daya, pasokan
listrik andal.
Keekonomian: Biaya investasi tinggi, tanpa bahan bakar, menggenangi area yang luas,
membutuhkan pengungsian penduduk secara besar-besaran.
Lingkungan: Lenyapnya habitat alam yang luas, berkurangnya luas area tumbuhan yang luas
sebagai penyerap CO2, terputusnya, jalur biota air, risiko banjir/ aliran deras secara tiba-tiba,
risiko bobolnya bendungan.
3.4. Panas Bumi
Aspek teknis: Daya yang diperoleh relatif besar dan stabil, mudah pengaturan level daya,
pasokan listrik andal.
Keekonomian: Biaya investasi tinggi, tanpa bahan bakar.
Lingkungan: Kemungkinan ada mineral berbahaya keluar bersama uap panas,
membutuhkan area ladang uap yang relatif luas,
3.5. Energi Bimassa
Aspek teknis: Energi terbarukan, kapasitas terbatas, pasokan energi relatif stabil, daya listrik
relatif lebih andal, kapasitas daya relatif kecil.
Keekonomian: Pasokan bahan bakar butuh tenaga kerja yang banyak, butuh area ladang
energi yang luas.
Lingkungan: Menyebabkan gangguan ekosistem,
3.6. Gelombang Laut
ISSN 1979-1208
320
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
Aspek teknis: Intensitas energi rendah, sulit membangkitkan energi besar-besaran, butuh area
pantai yang luas, pasokan energi tidak stabil, tidak membutuhkan bahan bakar.
Keekonomian: Biaya investasi tinggi.
Lingkungan: Tumpahan limbah pelumas ke laut, gangguan terhadap biota laut, menyita area
pantai yang luas, dampak visual yang luas.
3.7. Energi Nuklir
Aspek teknis: Intensitas energi tinggi, dapat membangkitkan listrik skala besar dengan suplai
daya kontinyu. Paling sesuai untuk pemikul beban dasar, mudah transportasi bahan bakar.
Keekonomian: Biaya pembangkitan listrik kompetitif dengan pembangkit fosil (batubara dan
gas), namun biaya investasi jauh lebih tinggi, sedangkan biaya bahan bakar rendah.
Lingkungan: Tidak menimbulkan emisi udara, SO2, NOX, CO maupun CO2. Namun jika
terjadi kecelakaan berpotensi melepaskan bahan radioaktif.
4.
KESIMPULAN
Beberapa jenis energi alternatif yang diuraikan dimuka menunjukkan bahwa masingmasing jenis mempunyai keunggulan dan kekurangan. Energi terbarukan terutama surya,
angin, biomass, dan gelombang laut merupakan energi yang akan selalu tersedia, namun
keandalan yang ditawarkannya sangat rendah, karena intensitasnya rendah, tidak kontinyu,
biaya investasi tinggi, dan kemampuan kapasitas daya terbatas, meskipun sesuai untuk
wilayah yang kebutuhan energinya kecil.
Dari aspek teknis berbagai pembangkit mempunyai karakteristik teknik dan ekonomi
yang berbeda yang akan menentukan apakah sesuai untuk diterapkan di suatu lingkungan
demand yang beragam pula kondisinya. Energi nuklir dapat memasok listrik untuk
kawasan industri dan kota-kota besar dan wilayah demand yang kebutuhannya besar.
Dari aspek lingkungan berbagai jenis energi alternatif juga mempunyai karakteristik
yang berbeda pula. Energi surya, angin biomass, gelombang laut menimbulkan dampak
secara kontinyu selama sejak mulai dibangun hingga habis masa operasinya, sedangkan
energi nuklir menimbulkan dampak serius pada saat terjadi kecelakaan.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Renewable Energy Sources for electricity generation in selected developed countries,
IAEA-TECDOC-646, International Atomic Energy Agency (IAEA), 1992.
[2] Kevin Ummel, David Wheeler, Desert Power: The Economics of Solar Thermal
Electricity For Europe, North Africa, and the Middle East, Center for Global
Development, December, 2008.
[3] Photovoltaic economics: http://www.pvresources.com/en/economics.php, 5/12/2011 6:11
PM.
[4] Reneable
UK,
The
voice
of
wind
and
marine
energy:
http://www.bwea.com/ref/econ.html
[5] Wind Turbines and the Energy in Wind: http://www.ftexploring.com/energy/windenrgy.html
[6] Sarah E. Douglass, ASIP, VP, Investment Research Publications, Special Report:
Identifying the Opportunities in Alternative Energy, Wells Fargo.
[7] Advantages and Disadvantages of Hydropower: http://www.technologystudent.com/energy1/ hydr2.htm, 5/24/2011 10:16 AM
[8] Biomass Energy Centre: http://www.biomassenergycentre.org.uk/portal/page?_pageid=76,15049&_ dad=portal&_schema=PORTAL, 19 May 2011.
ISSN 1979-1208
321
Prosiding Seminar Nasional Pengembangan Energi Nuklir IV, 2011
Pusat Pengembangan Energi Nuklir
Badan Tenaga Nuklir Nasional
[9] Cost of Biomass Compared Fossil Fuel Cost, By Pauline Go, Article Source:
http://EzineArticles.com/
1308171:
http://ezinearticles.com/?Cost-of-BiomassCompared-Fossil-Fuel-Cost&id=1308171
[10] Biomass( incineration): http://science134.tripod.com/id9.html, 19 May 2011.
[11] Jennifer Guinevere Vining, Ocean Wave Energy Converters: Realities of Wave
Technology, A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree
of Master of Science (Electrical Engineering) at the University of Wisconsin-Madison
January 2007.
[12] Nuclear Power Economics | Nuclear Energy Costs, (updated 9 March 2011):
http://www.world-nuclear.org/info/inf02.html 5/28/2011 6:27 PM.
[13] Ocean Energy Technologies For Renewable Energy Generation: http://www.geni.org/globalenergy/research/ocean-energy-technologies/OceanEnergyTechnologies.pdf.
[14] Leon Basye, Shiva Swaminathan, Hydrogen Production Costs - A Survey, Sentech, Inc.,
4733 Bethesda Avenue, Suite 608, Bethesda, MD 20814, December 4,1997.
http://homepages.cae.wisc.edu/ ~vining/JVining_MastersThesis.pdf, 5/27/2011 8:35 AM
[15] Balu Balagopal, Petros Paranikas, Justin Rose, BCG Report: What’s next for alternative
energy, The Boston consulting Group Inc., November 2010.
[16] Two
Days
National
Seminar
on
August
27-28,
2005:
http://www.vpmthane.org/publication-aenergysource/alternate _energy_ebook.pdf
[17] Solar Thermal Efficiency: http://poweredbysolarpanels.com/solar-panel-efficiency/,
5/12/2011 4:19 PM.
[18] What’s the highest efficiency the Solar-thermal power system could have?,
http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sustainable/solar/thermal.html, 5/12/2011 4:59 PM
[19] Solar Panel Efficiency, http://poweredbysolarpanels.com/solar-panel-efficiency/
[20] Wind Turbine Power Calculations RWE npower renewable: http://www.raeng.org.uk/
education/diploma/maths/pdf/exemplars_advanced/23_Wind Turbine.pdf.
DISKUSI
1.
Pertanyaan dari Sdr. Sunardi (BATAN):
a. Dengan begitu banyaknya jenis energi alternatif dan terbarukan, seperti energi
surya, angin, gelombang laut, biomassa dan sebagainya, tetapi mengapa hingga
saat ini energi tersebut penggunaannya masih sangat terbatas atau belum terlihat
peranannya?
b. Di antara energi alternatif tersebut, mana yang paling potensial untuk
dikembangkan di Indonesia?
Jawaban:
a. Pemilihan atas sumber-sumber energi yang tersedia lebih banyak didasarkan pada
aspek kemudahan dan keekonomiannya. Selama sumber energi yang mudah dan
ekonomis berupa bahan bakar fosil seperti minyak bumi, gas dan batubara
tersedia, maka sumber panas energi terbarukan sulit bersaing.
b. Energi terbarukan yang telah banyak digunakan adalah tenaga air dan panas
bumi, karena jenis ini mempunyai daya saing yang cukup tinggi dan keunggulan
lainnya tinggi. Namun tenaga air dan panas bumi mempunyai keterbatasan karena
tidak dapat memenuhi kebutuhan energi portable, sehingga energi ini hanya dapat
digunakan secara stasioner. Sedangkan energi dari jenis energi baru dan
terbarukan untuk kebutuhan portable paling potensial untuk kondisi Indonesia
saat ini adalah energi dari jenis biofuel seperti biodiesel dan etanol yang
diproduksi dari tanaman.
ISSN 1979-1208
View publication stats
322