Energi terbarukan menjadi masalah yang semakin penting di dunia saat ini. Selain meningkatnya biaya bahan bakar fosil dan ancaman Perubahan Iklim, ada juga perkembangan positif di bidang ini yang mencakup peningkatan efisiensi serta penurunan harga.
Semua ini telah meningkatkan permintaan energi alternatif dan mempercepat transisi menuju metode tenaga listrik yang lebih bersih dan berkelanjutan. Namun, penting untuk dicatat bahwa ada banyak jenis - biomassa, matahari, angin, pasang surut, dan tenaga panas bumi - dan bahwa masing-masing memiliki bagian kelebihan dan kekurangannya sendiri.
Biomassa:
Bentuk energi terbarukan yang paling banyak digunakan adalah biomassa. Biomassa hanya mengacu pada penggunaan bahan organik dan mengubahnya menjadi bentuk energi lain yang dapat digunakan. Meskipun beberapa bentuk biomassa telah digunakan selama berabad-abad - seperti membakar kayu - yang lain, metode yang lebih baru, difokuskan pada metode yang tidak menghasilkan karbon dioksida.
Misalnya, ada biofuel pembakaran bersih yang merupakan alternatif untuk minyak dan gas. Tidak seperti bahan bakar fosil, yang diproduksi oleh proses geologis, biofuel diproduksi melalui proses biologis - seperti pertanian dan pencernaan anaerob. Bahan bakar umum yang terkait dengan proses ini adalah bioetanol, yang dibuat dengan memfermentasi karbohidrat yang berasal dari gula atau tanaman pati (seperti jagung, tebu, atau sorgum manis) untuk membuat alkohol.
Biofuel umum lainnya dikenal sebagai biodiesel, yang diproduksi dari minyak atau lemak menggunakan proses yang dikenal sebagai transesterifikasi - di mana molekul asam ditukar dengan alkohol dengan bantuan katalis. Jenis bahan bakar ini adalah alternatif yang populer untuk bensin, dan dapat dibakar di kendaraan yang telah dikonversi untuk menjalankannya.
Tenaga surya:
Tenaga surya (alias. Photovoltaics) adalah salah satu sumber energi alternatif yang paling populer dan paling cepat berkembang. Di sini, proses melibatkan sel surya (biasanya terbuat dari irisan silikon kristalin) yang mengandalkan efek fotovoltaik (PV) untuk menyerap foton dan mengubahnya menjadi elektron. Sementara itu, tenaga surya-termal (bentuk lain dari tenaga surya) bergantung pada cermin atau lensa untuk memusatkan sebagian besar sinar matahari, atau energi panas matahari (STE), ke area kecil (mis. Sel surya).
Awalnya, daya fotovoltaik hanya digunakan untuk operasi kecil hingga menengah, mulai dari perangkat bertenaga surya (seperti kalkulator) hingga array rumah tangga. Namun, sejak 1980-an, pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi komersial telah menjadi jauh lebih umum. Tidak hanya mereka sumber energi yang relatif murah di mana daya jaringan tidak nyaman, terlalu mahal, atau tidak tersedia; peningkatan efisiensi sel surya dan penurunan harga membuat tenaga surya kompetitif dengan sumber daya konvensional (yaitu bahan bakar fosil dan batubara).
Saat ini, tenaga surya juga semakin banyak digunakan dalam situasi yang terhubung dengan jaringan sebagai cara untuk memberi makan energi rendah karbon ke dalam jaringan. Pada tahun 2050, Badan Energi Internasional mengantisipasi bahwa tenaga surya - termasuk operasi STE dan PV - akan membentuk lebih dari 25% pasar, menjadikannya sumber listrik terbesar di dunia (dengan sebagian besar instalasi dikerahkan di Cina dan India).
Tenaga angin:
Tenaga angin telah digunakan selama ribuan tahun untuk mendorong layar, menyalakan kincir angin, atau menghasilkan tekanan untuk pompa air. Memanfaatkan angin untuk menghasilkan listrik telah menjadi subjek penelitian sejak akhir abad ke-19. Namun, hanya dengan upaya besar untuk menemukan sumber daya alternatif di abad ke-20, tenaga angin telah menjadi titik fokus dari banyak penelitian dan pengembangan.
Dibandingkan dengan bentuk energi terbarukan lainnya, tenaga angin dianggap sangat andal dan stabil, karena angin konsisten dari tahun ke tahun dan tidak berkurang selama jam sibuk permintaan. Awalnya, pembangunan ladang angin adalah usaha mahal. Tetapi berkat perbaikan baru-baru ini, tenaga angin telah mulai menetapkan harga puncak di pasar grosir energi di seluruh dunia dan memotong pendapatan dan keuntungan industri bahan bakar fosil.
Menurut sebuah laporan yang dikeluarkan Maret lalu oleh Departemen Energi, pertumbuhan tenaga angin di Amerika Serikat dapat mengarah pada pekerjaan yang lebih terampil di banyak kategori. Berjudul "Visi Angin: Era Baru untuk Tenaga Angin di Amerika Serikat", dokumen tersebut menunjukkan bahwa pada tahun 2050, industri ini dapat mencapai 35% dari produksi listrik AS.
Selain itu, tahun lalu, Dewan Energi Angin Global dan Greenpeace International datang bersama untuk menerbitkan laporan berjudul “Global Wind Energy Outlook 2014”. Laporan ini menyatakan bahwa di seluruh dunia, tenaga angin dapat menyediakan sebanyak 25 hingga 30% dari listrik global pada tahun 2050. Pada saat penulisan laporan ini, instalasi komersial di lebih dari 90 negara memiliki total kapasitas 318 gigawatt (GW), menyediakan sekitar 3% dari pasokan global.
Kekuatan pasang surut:
Mirip dengan tenaga angin, tenaga pasang surut dianggap sebagai sumber potensial energi terbarukan karena pasang surut dan dapat diprediksi. Sama seperti kincir angin, pabrik pasang surut telah digunakan sejak zaman Romawi Kuno dan Abad Pertengahan. Air yang masuk disimpan di kolam besar, dan saat air pasang keluar, mereka mengubah roda air yang menghasilkan tenaga mekanis menjadi gilingan biji-bijian.
Baru pada abad ke-19 proses penggunaan air yang jatuh dan turbin yang berputar untuk menghasilkan listrik diperkenalkan di AS dan Eropa. Dan baru sejak tanggal 20 operasi semacam ini telah diperalat kembali untuk konstruksi di sepanjang garis pantai dan bukan hanya sungai.
Secara tradisional, daya pasang surut telah menderita dari biaya yang relatif tinggi dan ketersediaan situs yang terbatas dengan rentang pasang surut yang cukup tinggi atau kecepatan aliran. Namun, banyak perkembangan dan peningkatan teknologi baru-baru ini, baik dalam desain dan teknologi turbin, menunjukkan bahwa ketersediaan total daya pasang surut mungkin jauh lebih tinggi daripada yang diperkirakan sebelumnya, dan bahwa biaya ekonomi dan lingkungan dapat diturunkan ke tingkat kompetitif.
Pembangkit listrik pasang surut skala besar pertama di dunia adalah Rance Tidal Power Station di Prancis, yang mulai beroperasi pada tahun 1966. Dan di Orkney, Skotlandia, fasilitas uji energi laut pertama di dunia - European Energy Energy Centre (EMEC) - didirikan di 2003 untuk memulai pengembangan industri energi gelombang dan pasang surut di Inggris.
Pada 2015, stasiun tenaga gelombang pertama yang terhubung dengan jaringan (CETO, dinamai setelah dewi laut Yunani) online di lepas pantai Australia Barat. Dikembangkan oleh Carnegie Wave Energy, pembangkit listrik ini beroperasi di bawah air dan menggunakan pelampung bawah laut untuk memompa serangkaian pompa berlabuh di dasar laut, yang pada gilirannya menghasilkan listrik.
Panas bumi:
Listrik panas bumi adalah bentuk lain dari energi alternatif yang dianggap berkelanjutan dan dapat diandalkan. Dalam hal ini, energi panas berasal dari Bumi - biasanya dari saluran magma, mata air panas atau sirkulasi hidrotermal - untuk memutar turbin atau memanaskan bangunan. Itu dianggap andal karena Bumi mengandung 1031 joule senilai energi panas, yang secara alami mengalir ke permukaan dengan konduksi pada tingkat 44,2 terawatt (TW) - lebih dari dua kali lipat konsumsi energi manusia saat ini.
Salah satu kelemahannya adalah kenyataan bahwa energi ini tersebar, dan hanya dapat dimanfaatkan dengan murah di lokasi tertentu. Namun, di wilayah-wilayah tertentu di dunia, seperti Islandia, Indonesia, dan kawasan lain dengan tingkat aktivitas panas bumi yang tinggi, ini merupakan cara yang mudah diakses dan hemat biaya untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dan batubara untuk menghasilkan listrik. Negara-negara yang menghasilkan lebih dari 15 persen listriknya dari sumber panas bumi termasuk El Salvador, Kenya, Filipina, Islandia, dan Kosta Rika.
Pada 2015, kapasitas daya panas bumi di seluruh dunia mencapai 12,8 gigawatt (GW), yang diperkirakan akan tumbuh menjadi 14,5 hingga 17,6 GW pada tahun 2020. Terlebih lagi, Asosiasi Energi Geotermal (GEA) memperkirakan bahwa hanya 6,5 persen dari total potensi global yang telah disadap sejauh ini, sementara IPCC melaporkan potensi daya panas bumi berada di kisaran 35 GW hingga 2 TW.
Masalah dengan Adopsi:
Satu masalah dengan banyak bentuk energi terbarukan adalah bahwa mereka bergantung pada keadaan alam - angin, pasokan air, dan sinar matahari yang cukup - yang dapat memaksakan keterbatasan. Masalah lain adalah pengeluaran relatif dari banyak bentuk energi alternatif dibandingkan dengan sumber-sumber tradisional seperti minyak dan gas alam. Sampai baru-baru ini, menjalankan pembangkit listrik tenaga batu bara atau minyak lebih murah daripada menginvestasikan jutaan dalam pembangunan operasi tenaga surya, angin, pasang surut atau panas bumi yang besar.
Namun, perbaikan berkelanjutan yang dilakukan dalam produksi sel surya, turbin angin, dan peralatan lainnya - belum lagi peningkatan dalam jumlah energi yang dihasilkan - telah mengakibatkan banyak bentuk energi alternatif menjadi kompetitif dengan metode lain. Di seluruh dunia, negara dan komunitas sedang melangkah untuk mempercepat transisi menuju metode yang lebih bersih, lebih berkelanjutan, dan lebih mandiri.
Kami telah menulis banyak artikel menarik tentang energi alternatif di Space Magazine. Inilah Energi Alternatif, Apa itu Energi Matahari? dan Dari mana Datangnya Energi Geotermal, Mungkinkah Dunia Menggunakan Tenaga Surya dan Angin ?, dan Memanen Tenaga Surya dari Luar Angkasa.
Anda juga harus memeriksa Laboratorium Energi Terbarukan Nasional dan Proyek Kebijakan Energi Terbarukan.
Pemain Astronomi juga memiliki episode pada subjek. Inilah Episode 51: Bumi.
Sumber:
- Wikipedia - Energi Terbarukan
- Administrasi Informasi Energi A.S. - Bahan Bakar Terbarukan dan Alternatif
