Upload
s-doloksaribu
View
147
Download
20
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
30 April 2013
Citation preview
Kuliah : PENGANTAR TEKNOLOGI KEBUMIAN DAN ENERGI
Pada : SEMESTER I (GASAL) 2012-2013
Untuk : T.PERMINYAKAN, T. GEOLOGI, DAN
T. PERTAMBANGAN
FTKE - USAKTI
PENGERTIAN TENTANG ENERGI
APAKAH ENERGI ITU?
ENERGI adalah Ukuran kemampuan untuk melakukan suatu usaha atau kerja
(is the measure of the ability or capacity to do work)
Energy, Work, Power
ISTILAH & SATUAN ( Work, Power)
WORK Work is the application of Force in relation to distance that
force has acted WORK = FORCE x DISTANCE SATUAN= Joules, Btu, KWh, Calories
POWER Power is the rate of doing work POWER=WORK / TIME SATUAN= Joules/sec, Btu/hrs, KWh/h, horse-power (hp)
KONVERSI SATUAN
1 kalori = 4,2 Joule
1 kilo kalori = 1000 kalori = 4200 Joule
1 watt = 1 Joule/detik1 kilo watt= 1000 Joule/detik= 1000/4200 kilo
kalori/detik
1 btu = 252 kalori
1 btu= 252 x 4,2= 1055 Joule
1 kilo kalori = 3,97 btu
1 kilo watt= 0,95 btu/detik
1 hp = 0,746 KW
BENTUK ENERGI:
KIMIA
Akibat komposisi dari bahan bakar, C + O2 CO2 + panas
PANAS
Tersedia dari Konversi bahan bakar
LISTRIK
Akibat pergerakan elektron dikonversi menjadi panas, cahaya, dll
CAHAYA
Menghasilkan penerangan
MEKANIK
Energi gerak
SUARA
Menghasilkan vibrasi
MAGNETIK
Ada pada daerah sekitar magnet
GRAVITASI
Sebagai akibat gaya tarik bumi
NUKLIR
Disebut pula “mass energy” bentuk fusi atau fisi
SUMBER ENERGI
MENGAPA PERLU ENERGI
ENERGI diperlukan untuk menggerakkan berbagai aktivitas. Kegiatan sehari-hari individu Menggerakkan berbagai aktivitas ekonomi Meningkatkan kualitas hidup masyarakat
Yang diperlukan manusia (pemakai) adalah LAYANAN ENERGI, BUKAN SUMBER ENERGI
APA ITU LAYANAN ENERGI
Angin untuk pendingin
Listrik untuk alat-alat rumah tangga
Kimia (bensin) untuk kendaraan bermotor
Panas untuk memasak
LAYANAN ENERGI YANG BAIK MEMERLUKAN:
Ketersediaan energi (availability)
Kehandalan (reliability)
Keterjangkauan (affordability)
Akses (accesibility)
ARTINYA Perlu ditopang suatu sistem energi yang berkelanjutan Selalu mampu memenuhi kebutuhan
Tidak membahayakan daya dukung lingkungan
PERSOALAN MENDASAR SISTEM ENERGI
1. Ketergantungan berlebih terhadap sumber energi fosil
Dampak: Adanya peningkatan kebutuhan
Adanya peningkatan kelangkaan energi fosil
Perkembangan harga energi fosil
Distribusi tidak merata cadangan energi fosil
Resiko keamanan dan potensi konflik
Masalah lingkungan Efek rumah kaca Hujan asam Tumpahan minyak Persoalan tambang
Masalah kesehatan
2. Rendahnya rasio elektrifikasi
Rasio elektrifikasi berkaitan erat dengan kemiskinan
Wilayah Perkotaan (%)
Pedesaan (%)
Total (%)
Afrika 67.9 19.0 37.8
Asia
Asia Timur 94.9 84.0 88.5
Asia Selatan 69.7 44.7 51.8
Timur Tengah 86.7 61.8 78.1
Negara Maju 100.0 98.1 99.5
Rasio elektrifikasi: jumlah rumah tangga yang sudah berlistrik
Jumlah rumah tangga yang ada
KENAPA LISTRIK PERLU DITINGKATKAN
Listrik adalah layanan energi modern yang paling nyaman dan aman
Listrik dapat meningkatkan kualitas hidup manusia
Listrik diperlukan untuk pemenuhan layanan dasar sosial
pendidikan, kesehatan, usaha produktif informal
Ratio kelistrikan di Indonesia tahun 2010 adalah 67.2%. Tahun
2025 direncanakan mencapai 93%
2.5 miliar lebih penduduk dunia masih mengandalkan diri pada
sumber energi biomassa tradisional (IEA, 2007)
Di Indonesia, mencapai 156 juta jiwa (72% dari penduduk
Indonesia) menurut IEA (2007)
Permasalahan
Tidak efisien
Menyebabkan polusi
Menyebabkan gangguan kesehatan
3. Ketergantungan pada Biomass Tradisional
AKSI UNTUK MENGURANGI PERSOALAN ENERGI
DIVERSIFIKASI Manfaatkan energi alternatif, seperti ENERGI TERBARUKAN
EFISIENSI Gunakan kendaraan yang efisien bahan bakarnya Terapkan sistem transportasi yang rational Gunakan listrik secara efisien Terapkan sistem energi yang efisien di rumah maupun perkantoran, termasuk
pemeliharaan Tingkatkan efisiensi dalam proses industri Tingkatkan efisiensi energi teknologi
EKSTENSIFIKASI Tingkatkan kegiatan eksplorasi dan ekploitasi
HARGA ENERGI Perbaiki kebijakan harga energi
PROTEKSI LINGKUNGAN Lakukan transisi ke energi baru yang aman dan efisien
MENGAPA ENERGI TERBARUKAN
“There is no energy shortage, only a shortage of applications of known resources”
Energi Terbarukan: Tersedia secara berkelanjutan secara alami
Tersedia secara berkelanjutan melalui suatu usaha tertentu
Siklus alam membuat energi ini dapat tersedia kembali atau terbarui dalam periode relatif pendek
Tersedia luas
Ramah lingkungan
POTENSI ENERGI TERBARUKAN NASIONAL
Potensi Energi Terbarukan Nasional (Dept. ESDM, 2005)
Sumber Daya Kapasitas Terpasang
Tenaga Air 75,67 GW (e.q. 845 juta SBM)
4,20 GW
Panas Bumi 27,67 GW (e.q. 220 juga SBM)
1,052 GW
Mini/Mikrohidro 500 MW 86,1 MW
Biomassa 49,81 GW 0,445 GW
Tenaga Surya 4,80 kWh/m2/hari 12,1 MW
Tenaga Angin 9,29 GW 0,0011 GW
Uranium 3 GW (e.q. 24,112 ton) untuk 11 tahun. Hanya di Kalan, Kalimantan Barat
30 MW
Energi dari matahari dimanfaatkan:
TEKNOLOGI PEMANFAATAN ENERGI MATAHARI
Dalam bentuk panas (solar termal)
Sebagai listrik (PV)
TEKNOLOGI PEMANFAATAN ENERGI MATAHARI
TEKNOLOGI SOLAR TERMAL
Prinsip:
Sinar matahari yang
datang dikonsentrasikan
dan ditangkap panasnya
TEKNOLOGI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Dari Kristalin sampai ke solar panel
TEKNOLOGI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA
Konsep PLTS
BEBERAPA CONTOH PEMANFAATAN ENERGI MATAHARI
Rumah PLTS Satelit Tenaga Surya Lampu Jalan Alat Komunikasi
Solar Water Heater Mobil Bang Surya Mobil Tenaga Surya
MANFAAT UTAMA LISTRIK TENAGA SURYA
Sumber energi tak terbatas, tidak memerlukan bahan bakar
Pemasangan dapat dilakukan secara individual, ataupun dengan jaringan
(off grid dan on grid)
Dapat dipakai dimana saja, terutama di daerah-daerah yang belum dialiri
listrik
Dapat digunakan untuk menyuplai listrik dalam perangkat listrik yang
manapun
Minim perawatan khusus dan tidak ada biaya abodemen
Sangat ramah lingkungan
TEKNOLOGI PEMANFAATAN ENERGI AIR
Pada dasarnya adalah usaha untuk memanfaatkan energi potensial dan
kinetik air energi diperoleh dari air yang bergerak atau mengalir
Salah satu pemanfaatan energi air adalah untuk keperluan pembangkitan
listrik
PENGGOLONGAN PLTA
Dasar Kriteria Penggolongan
Tinggi Jatuhan Head tinggi 50 m[1] atau 100 m[2] atau antara 100 - 2000 m [3]
Head menengah antara 15 - 50 m atau antara 10 - 100 m atau antara 20 - 100 m
Head rendah < 15 m atau
< 10 m atau
< 20 m
Kapasistas Terpasang
Besar > 100 MW [1]
Menengah antara 100 dan 1 MW[1]
Kecil <1 MW[1] atau < 10 MW[4]
Mini antara 1 MW dan 100 kW[4]
Mikro < 100 kW[4]
Topografi [1] PLTA di hulu, misal PLTA waduk
PLTA di tengah, misal PLTA aliran sungai dan PLTA waduk
PLTA di hilir, misal PLTA aliran sungai
Pengoperasian[1] 1. On grid 2. Stand alone
Sumber [1] Giesecke dan Mosonyi (2003), [2] Boyle (2004), [3] Kaltschmitt dkk. (2003), [4] OECD/IEA (2003)
TEKNOLOGI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
PLTA Waduk
Menyumbang 19%
kebutuhan listrik dunia
Potensi di Indonesia
70.000 MW, baru
dimanfaatkan ± 6%
TEKNOLOGI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
Mikrohidro PLTMH
Daya yang dibangkitkan 5
- 100 kW
Dapat dipasang disungai
kecil tidak memerlukan
dam
TEKNOLOGI PEMANFAATAN ENERGI ANGIN
Sistem pemanfaatan energi angin dibangun untuk mengubah energi yang
dikandung angin (kinetik) menjadi energi lain
energi mekanik untuk pompa air
energi listrik untuk pembangkit listrik
TEKNOLOGI PEMANFAATAN ENERGI ANGIN
Prinsip kerja
Energi mekanik angin memutar kincir
Energi putaran kincir memutar generator
Syarat: rata-rata kecepatan angin 6-10 m/detik untuk menghasilkan listrik. 2m/detik untuk menggerakkan baling-baling
TEKNOLOGI PEMANFAATAN ENERGI ANGIN
Turbin Angin
PENGGOLONGAN TURBIN ANGIN
Dasar Kriteria Penggolongan
Kapasitas terpasang [1, 2]
Kecil max 10 kW Menengah
10 kW – 250 kW
Besar kW – 2 MW
Mikro max 100 W Mini 100 W – 10 kW
Posisi sumbu Horisontal
Horizontal Axes wind
Converter
Vertikal
Vertical Axes Wind
Converter
Soliditas Soliditas tinggi Soliditas rendah
Pengoperasian Stand alone On grid
Sumber: [1] DS-DOE 920030, [2] NRCan (2000)
TEKNOLOGI PEMANFAATAN BIOMASSA
Biomassa adalah semua produk alami yang
berasal dari bahan tanaman (limbah pertanian,
industri kayu, atau hama tanaman biasa) atau
sampah (kotoran ternak dan sampah rumah
tangga)
Sumber Biomassa
SIKLUS ENERGI BIOMASSA
PENGOLAHAN BIOMASSA
Secara garis besar, pengolahan biomassa sebagai
sumber energi dapat dilakukan melalui tiga cara:
Konversi termokimiawi
Konversi fisis-kimiawi
Konversi bio-kimiawi
PENGOLAHAN BIOMASSA
Dari pengolahan tersebut didapat bahan bakar, baik berbentuk gas, cair, maupun padat
BIOGAS DAN BIODIESEL
Dua energi yang paling dikenal:1. Biogas dihasilkan dari fermentasi bahan organik dalam kondisi anaerobik Kandungan utama metana dan karbondioksida Untuk bahan bakar kendaraan atau listrik2. Biodiesel dihasilkan dari olahan limbah pertanian Kandungannya metil ester (nabati) yang sifat fisika dan kimia serupa petroleum diesel Untuk bahan bakar kendaraan atau listrik
Contoh bahan baku biodiesel
MANFAAT PENGGUNAAN SUMBER ENERGI TERBARUKAN DALAM KERANGKA PEMBANGUNAN BERKELANJUTAN
Pembangunan berkelanjutan
Pembangunan yang memenuhi kebutuhan masa kini tanpa
mengorbankan kemampuan generasi mendatang untuk memenuhi
kebutuhannya (UNEP – IEA, 2002)
Landasan teori: - Triple Bottom Line, artinya Peningkatan ekonomi
perlu disertai pertimbangan kesetaraan kesejahteraan sosial dan
perlindungan lingkungan
Faedah Pemanfaatan Sumber Energi Terbarukan (lihat misalnya, Van Dijk dkk., 2003)
Sisi Manfaat
Ekonomi
Penciptaan lapangan kerjaPengembangan kompetensi dalam negeriPeningkatan pasar luar negeriPeningkatan keamanan dan kehandalan pasokanReduksi biaya bahan bakarOptimalisasi biaya pembukaan daerah terpencilPengembangan potensi wisataPeningkatan distribusiKesejahteraan ditingkat lokal
Sosial
Peningkatan derajat kesehatan dan kualitas hidup secara keseluruhanPeredam arus urbanisasiPeningkatan kebanggaan masyarakat lokalPeningkatan partisipasi masyarakat lokal
Lingkungan
Mengurangi emisi gas rumah kacaMembentuk habitat baruMenjaga kelestarian lingkungan yang adaMengurangi banjir atau potensinyaMengurangi volume sampahMengurangi pemakaian lahan konservasi
PERBANDINGAN ANTAR TEKNOLOGI
SURYA AIR ANGIN BIOMASSA
TEKNOLOGI Matang Matang Matang Demonstrasi s.d. Matang
EMISI Tidak ada Tidak ada Tidak ada Ada akibat perubahan lahan
EFISIENSI Rendah Tinggi Tergantung ketersediaan angin
n.a
PEMELIHARAAN Sederhana DAS untuk ketersediaan air dan antisipasi banjir
Cukup sulit Alat proses yang berteknologi
PEMANFAATAN Multiguna Multiguna Multiguna Multiguna
POTENSI DAMPAK NEGATIF
Limbah baterai
EmisiProduk PV
Memicu masalah sosial budayaMerubah ekologiDAS
Polusi suara Gangguan burung
Benturan dengan keperluan pangan penggunaan lahan penggunaan air + pestisida
PERBANDINGAN ANTAR TEKNOLOGI
SURYA AIR ANGIN BIOMASSA
HARGA 24-34 US¢/kWh, namun harga terus turun
2-9 US¢/kWh tanpa transmisi5-20 US¢/kWh PLTA kecil5-10 US¢/kWh PLTA besar
3-12 US¢/kWh untuk on shore9-20.5 US¢/kWh untuk off shore
3-10 US¢/kWh untuk limbah perkotaan
TANTANGAN Perlu riset PVPerlu sosialisasi luas
Sangat memerlukan pemeliharaan (PLTA & DAS)
Perlu riset untuk turbin angin kecepatan rendah
Sumber ketersediaan Teknologi pemurnian biogas
RESOURCES Tidak terbatas Terbatas Terbatas Kecocokan dengan kendaraan terbatas
TERIMAKASIH
Untuk:
Mendengar
Membaca (mengulang)
Menulis (membuat ringkasan)
Selamat belajar