MODUL I SUMBERDAYA ENERGI

TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS Tujuan Pokok Bahasan ini adalah Mampu memahami Sejarah penggunaan energy, Sumberdaya energy, Pengertian Energi, Cadangan Energi, Pengertian energy,Eksergi dan Anergi dan Klasifikasi sumberdaya energi. Setelah mempelajari Pokok Bahasan ini dan mengerjakan soal pelatihannya, diharapkan mahasiswa dapat: a. Memahami Sejarah penggunaan energi b. Mengetahui sumberdaya energi c. Mendifinisikan Pengertian Energi d. Menjelaskan istilah-istilah di bidang energi yang sering dipakai dengan berbagai interpretasinya. e. Menjelaskan Pengertian Energi, Eksergi dan Anergi f. Menentukan Klasifikasi Sumberdaya Energi Metode Pengajaran yang dilakukan yaitu diskusi, latihan dan pertanyaan praktis, dengan alat peraga/media White board, OHP, PC, infocus.

I.1. KEGIATAN BELAJAR 1 : Sejarah Penggunaan Energi Negara-negara maju tidak akan mungin mencapai tingkat kemajuannya tanpa menggunakan energy secara luas. Di Negara maju itu orang cukup menekan tombol di pabrik, di rumah, di jaringan telekomunikasi, dan lain-lain dan bereslah semuanya. Tingkat kemajuan seperti ini dapat dicapai dengan melibatkan pemakaian energy secara besar-besaran. Pada awalnya pekerjaan utama misalnya di bidang pertanian dilakukan dengan tangan ataupun dengan bantuan binatang beban seperti kerbau atau kuda. Misalnya pemakaian tenaga kuda sebagai sumberdaya energy terbarukan dalam bidang transfortasi. Keadaan ini terdapat di Negara yang ekonominya belum maju atau di Negara-negara berkembang. Seiring dengan kemajuan industry permakaian tenaga manusia atau hewan berkurang dan digantikan dengan tenaga teknis yaitu tenaga bukan manusia atau hewan. Setelah manusia lebih maju

kayu juga dipakai manusia untuk memenuhi kebutuhannya sepert alat rumah tangga, perahu dan alat bertukang. Selain kayu manusia manusia memanfaatkan sumber daya alam lain yang murah dan dapat diperbarui yaitu energy angin. Energi angin ini digunakan untuk pengangkutan, yaitu sebagai daya dorong kapal layar, menjalankan kipas angin, menggerakkan pompa air. Contoh keberhasilan manusia memanfaatkan energy angin misalnya kincir angin di Belanda. Sejarah lebih lanjut manusia dapat memanfaatkan sumber daya alam lain yaitu tenaga air.Sumber energy ini merupakan energy terbarukan. Pada awal abad ke 13 suatu bentuk energy baru yaitu batubara mulai dimanfaatkan manusia, pada saat ini batubara hanya dimanfaatkan untuk mamasak dan pemanasan. Setelah pada abad ke 18 ditemukan mesin uap yang menggunakan batubara.Sejak penemuan ini terjadi revolusi Industri di Eropa dimana energy batubara digunakan secara besar-besaran misalnya sebagai bahan baku untuk membuat kokas yang diperlukan dalam industry logam. Selain batubara yang berkembang pesat pada awal abad ke 19 muncullah energy baru yaitu minyak bumi yang sangat berperan dalam bidang pemanasan dan penerangan. Karena minyak bumi diperoleh dengan lebih mudah maka minyak bumi mulai menggantikan batubara di bidang pemanasan dan penerangan. Pada awal abad ke 20 dengan dipergunakannya motor pembakaran untuk pengangkutan yang memakai minyak, maka sebagai bahan bakar transfor minyak berangsur-angsur menggantikan batubara. Pada akhir abad ke 19 juga bentuk energy lain muncul yaitu tenaga listrik sebagai energy sekunder, yang memakai batubara sebagai bahan bakar utamanya. Pada awal abad ke 20 terlihat adanya pembangkit tenaga listrik dengan unit-unit termis memakai batubara dan minyak bumi sebagai bahan bakar. Pada saat yang sama gas bumi dan tenaga air (energy air) mulai digunakan untuk pembangkit tenaga listrik. Energi listrik yang semula dipakai untuk penerangan dan untuk menggerakkan motor-motor dalam industry menjadi kian penting karena dipakai juga untuk memprosese logam, pemanasan dan memasak. Selanjutnya bentuk energy baru yaitu energy panas bumi mulai berperan dalam pembangkitan tenaga listrik dan untuk penggunaan khusus seperti pemanasan. Pertengahan abad ke 20, energy nuklir mulai dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dalam unit-unit yang besar, dan untuk penggunaan yang khusus misalnya untuk bom nuklir dan kapal selam nuklir. Energi Surya yang sebenarnya sudak digunakan manusia sepanjang masa, misalnya untuk pengeringan, sejak kemelut energy tahun1974 mulai ditingkatkan pemakaiannya. Diharapkan energy surya dapat memegang peranan yang cukup berarti hingga abad mendatang.

Tabel 1.1. Pemakaian Jenis-Jenis Sumber Energi dan Pemanfaatannya. Sumber Energi Kayu Angin Air Batubara Perkiraan Awal Sejarah Prasejarah Awal Sejarah Awal Sejarah Awal Sejarah lanjut Awal Revolusi Industri Awal abad ke-18 Pemanfaatan Memasak: pemanasan Pertukangan Pengangkutan: Penggilingan Pertukangan: Penggilingan Pemanasan: Memasak Mesin uap untuk pabrik; Kokas untuk pengerjaan logam mesin uap untuk pengangkutan Penerangan; pemanasan; Memasak Penerangan; motor untuk industri Edison: Lampu Pijar Sistem tenaga listrik memasak; pengangkutan Pembangkitan listrik termal Pembangkitan listrik hidro Pemanasan; memasak; Industri elektrokimia Pemanasan; memasak; Industri pupuk Tenaga listrik; penggunaan Khusus Tenaga listrik; penggunaan Khusus penggunaan khusus; energi Listrik; rumah tinggalTenaga listrik; penggunaan khusus

Awal abad ke-19 Minyak Bumi Listrik Awal abad ke-19 Akhir abad ke-19

Peningkatan Industrialisasi Minyak bumi Bahan bakar fosil Air Listrik Gas alam Panas bumi Nuklir SuryaHidrogen

Awal abad ke-20 Awal abad ke-20 Awal abad ke-20 Awal abad ke-20 Awal abad ke-20 Awal abad ke-20 lanjut Tengah abad ke-20 Akhir abad ke-20Awal abad ke-20

Fusi

Tengah abad ke-20

Tenaga listrik; penggunaan khusus

I.2.KEGIATAN BELAJAR 2: Sumberdaya Energi Sangat menarik untuk mengetahui factor-faktor apa saja yang mempengaruhi pembentukan atau terjadinya sumberdaya energy. Pohon atau tumbuh-tumbuhan dapat hidup dan tumbuh karena mendapat zat-zat yang diperlukannya melalui aie yang diperolehnya dari tanah. Pada saat zat-zat itu diserap tumbuhtumbuhan, daun menerima energy panas dari matahari dan menyerap zat lemas dari udara dan melepaskan zat asam ke udara.Energi yang diterima daun dari sinar matahari disimpan dalam batang dan dahan, kemudian dibebaskan lagi bila kayu dibakar. Pohon dan tumbuh-tumbuhan disebut biomassa. Angin terjadi karena udara di suatu tempat menjadi panas karena matahari, oleh karena itu berat jenisnya berkurang dan naik ke atas. Proses ini menyebabkan pergeseran udara yang disebut angin. Tenaga air terjadi karena air di lautan dan di danau menguap disebabkan oleh panas matahari naik ke langit menjadi awan dan turun di gunung dalam bentuk air sebagai hujan. Dengan gravitasi bumi air yang mengalir melalui sungai melalui lereng gunung menghasilkan potensi tenaga air. Batubara terjadi karena bahan organic yang berasal dari biomssa hutan yang tenggelam mengalami tekanan selama jangka waktu yang diperkirakan berjuta tahun. Bila batubara berasal dari bahan organic berupa biomassa, minyak dan gas bumi berasal dari bahan organic asal binatang-binatang kecil dan mengalami proses penekanan sangat lama. Energi panas bumi terjadi karena pertemuan antara magma, yaitu panas dalam perut bumi dengan air. Energi Nuklir diperoleh dengan reaksi material.Tenaga pasang surut terjadi dari resultan gaya gravitasi dan rotasi bumi dan gaya gravitasi matahari, yang bekerja pada air laut. Panas laut terjadi karena energy radiasi surya diserap air laut, sehingga energy itu tersimpan dalam air laut. Energi Ombak laut terjadi karena laut ditiup oleh angin dan disebabkan oleh udara di suatu tempat dipanasi oleh penyinaran matahari.

Tabel 1.2.Ikhtisar Sumberdaya Energi yang tersedia di Bumi dan Faktor yang berpengaruh pada Pembentukan

I.3.KEGIATAN BELAJAR 3: Pengertian Energi Menurut Purwadarminta energy adalah tenaga, atau gaya untuk berbuat sesuatu. Dalam pengertian sehari-hari energy dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Persamaan Planck yang merupakan landasan teori kuantum, mengatakan bahwa perpindahan energy yang berkaitan dengan radiasi terdiri atas kuanta energy tertentu yang berbanding lurus dengan frekwensi radiasi.

Energi dapat mempunyai berbagai bentuk. Sebuah medan listrik akan mempunyai jumlah energy yang dinyatakan oleh rumus 0,5 CU2. Dalam rumus ini C adalah besar kapasitansi dan U besar tegangannya. Sedangkan jumlah energy yang tersimpan dalam sebuah medan magnet dinyatakan dalam rumus 0,5 LI2. Dimana L = induktansi dan I = besar arus yang mengalir. Energi Potensial dapat disimpan dalam gas yang ditekan. Energi Potensial dapat pula tersimpan dalam inti atom-atom yang dapat dibebaskan pada pengaturan-oengaturan nuklir tertentu. Energi Kinetik adalah energy yang berkaitan dengan gerakan mekanik suatu benda. Ek = 0,5 mv2 Dimana : m = massa benda, v = kecepatan Dalam suatu system tertentu energy dapat diubah dari suatu bentuk ke b entuk lain, dan kembali tanpa mengubah energy keseluruhan.Contoh dalam subuah ayunan bandul sebuah jam, yang secara periodic berganti bentuk energy kietik dan energy potensial. Rumus energy kinetic yang tadi berupa 0,5 mv2 tidak berlaku lagi bilamana kecepatan yang dipakai mendekati kecepatan cahaya dan memerlukan koreksi sesuai teori relativitas. Menurut Einstein : E = mc2 Dimana: E =energy, m = massa dan c = kecepatan cahaya

I.4.KEGIATAN BELAJAR 4: Cadangan Energi Beberapa istilah yang penting dalam bidang energy misalnya: Cadangan (reserve), Sumberdaya(resource), terbukti(proven) dan ditemukan(identified). Sumberdaya terbagi atas 2 bagian yaitu ditemukan(identified) dan yang belum ditemukan (undiscovered). Sumberdaya yang ditemukan terdiri atas yang teragakan (demonstrated) dan yang terduga (possible, atau inferred). Yang teragakan juga terbagi 2 yaitu yang terbukti atau terukur (proven, atau measured), dan terindikasi (probable, atau indicated). Sumber daya yang belum ditemukan terdiri atas bagian yang hipotesis dan bagian yang spekulatif.

Gambar1.1.Diagram Klasifikasi Sumberdaya Mineral

Pada eksplorasi batubara, suatu cadangan yang dinyatakan sebagai terbukti (proven atau measure) apabila pengukuran-pengukuran yang berupa pengeboran, dilakukan dengan jarak kurang dari 1 km antar lubang. Dalam hal ini wilayah pengaruh (area of influence) dianggap berupa segi empat sekitar lubang itu dengan sisi 250 meter atau seluas 62.500 m2 Untuk cadanganyang bertaraf terindikasi (probable, indicated), di anggap jarak antar lubang b erkisar dari 1 sampai 2 km, dengan wilayah pengaruh berkisar dari 250 m sampai 500 m atau antara 62.500 dan 250.000 m2. Sedangkan untuk cadangan bertaraf terduga (possible atau inferred) jarak antar lubang di atas 2 km, dengan wilayah pengaruh di atas 500 m atau melebihi 250.000 m2. Untuk jelasnya lihat table 1.3

Tabel 1.3.Kuantifikasi Kepastian untuk Eksplorasi Batubara Wilayah Jarak Antar (m) 250 250 500 500 Pengaruh (m) 62.500 62.500 250.000 250.000

Taraf Kepastian Terbukti Terindikasi Terduga

Lubang Bor < 1 km 1 2 km > 2 km

Pada gambar 1.2.terlihat urutan taraf kelayakan energy yang dapat dimanfaatkan (recoverable) secara ekonomis dan atau teknis, kemudian taraf marginal, yaitu agak berada di bawah perbatasan layak, atau taraf submarginal, yaitu jauh di bawah kelayakan untuk dimanfaatkan. Pada gambar 1.2 didefinisikan bahwa cadangan adalah sumberdaya yang ditemukan, dan yang dapat dimanfaatkan sampai taraf marginal. Jadi jelas bahwa batasan yang dikemukakan bukanlah batasan yang statis melainkan batasan yang dinamis. Batasan ini akan berubah sesuai dengan waktu, sesuai dengan perkembangan harga dan juga sesuai dengan perkembangan teknologie. Suatu sumberdaya yang misalnya pada suatu saat dianggap pada taraf kelayakan yang submarginal, kemudian dipandang dapat dimanfaatkan, karena harga naik atau teknologie yang berkembang memungkinkan untuk menggalinya dengan biaya yang layak.

Gambar 1.2 Skema Energi yang Dimanfaatkan yang Berasal dari Energi Surya.

Gambar 1.2.memperlihatkan secara skematis energy asal radiasi surya yang mencapai bumi dan yang melalui berbagai proses, baik alamiah maupun buatan manusia, diubah bentuknya menjadi energy yang dapat dimanfaatkan. Proses I. Sinar matahari ditangkap oleh daun-daun tumbuh-tumbuhan yang dikumpul dalam bentuk kayu dan biomassa. Sebagai kayu bakar dan biomassa, energy ini dimanfaatkan oleh manusia. Proses II. Menunjukkan radiasi surya, yang memanasi atmosfer sehingga terjadi perpindahan udara yang berupa angin dan arus pancar.Proses III.an dipanaskan. Di sini terjadi 2 hal. Pertama air naik sebagai uap menjadi awan dan turun lagi ke bumi dalam bentuk hujan.Hujan yang turun di gunung dan air mengalir di sungai merupakan potensi tenaga air. Selain itu lautan dipanaskan. Lapisan laut sebelah atas lebih panas dari lapisan bawah. Panas ini merupakan potensi energy yang dapat dimanfaatkan dengan cara Konversi Energi Panas Lautan (KEPL), atau yang biasa disebut dalam bahasa inggris Ocean Thermal Energy Converter (OTEC). Proses IV.Panas matahari dimanfaatkan secara langsung, misalnya pada saat kita menjemur pakaian, menjemur ikan kering atau membuat garam di pantai. Pada Proses V,VI dan VII Pemanfaatan panas matahari dengan kolektor buatan manusia. Dengan kolektor dimaksud suatu alat untuk penangkap dan pengumpul sinar matahari. Pada proses I, daun merupaka kolektor, sedangkan kayu merupakan penyimpan ebergi.Pada proses II dan III, tubuh atmosfer dan tubuh lautan merupakan baik kolektor maupun penyimpan energy. Sedangkan pada proses IV benda yang dijemur, langsung merupakan kolektor, dan benda yang menerima energy surya. Pada proses V energy yang dikumpulkan oleh kolektor biasanya dimanfaatkan untuk memanaskan air. Air yang dipanaskan tersebut dapat dimanfaatkan, atau melalui proses uap atau dijadikan tenaga listrik. Pada proses VI.Sinar surya melalui prinsip Fotovoltaik diubah langsung menjadi energy listrik. Pada proses VII. Masih merupakan angan-angan, dipergunakan sebuah satelit surya yang beredar dalam sebuah orbit di atas bumi untuk menangkap sinar matahari dan mengubahnya mnejadi pancaran gelombang mikro, yang dikirim ke suatu stasiun bumi. Stasiun bumi ini akan mengubah pancaran gelombang mikro menjadi tenaga listrik, yang selanjutnya ditransmisikan dan didistribusikan secara konvensional ke pemakai.

I.5. KEGIATAN BELAJAR 5: Pengertian Energi, Eksergi dan Anergi Bila disebut Energi biasanya yang dimaksud adalah Perbedaan Energi. Contoh Bila dari bak kamar mandi diambil air satu ember, dan ember berisi air itu ditaruh di atas meja, maka air seember itu mempunyai suatu energy potensial. Besarnya energy potensial

itu dianggap relative terhadap tinggi dasar kamar mandi. Bukan absolute. Secara absolute, energy potensial yang dimiliki oleh ember yang berisi air itu adalah, secara teoritis,terhadap titik berat bumi. Kiranya tidak mungkin energy potensial absolute demikian dapat dimanfaatkan. Yang dapat dimanfaatkan adalah energy relative itu, atau selisih pitensial antara dua situasi tertentu yang praktis. Demikian pula untuk energy panas atau energy termal. Biasanya yang dimaksud , bahwa suatu energy benda memiliki sejumlah energy termal, maka dimaksud jumlah energy yang berkaitan dengan selisih suhu benda itu dan misalnya suhu lingkungan. Kembali ke suatu jumlah energy yang relative. Energi termal dalam arti yang absolute, adalah energy yang berhubungan dengan selisih benda itu dan suhu absolute terendah atau 0 K. Dengan memperhatikan uraian di atas maka: -Energi adalah jumlah enrgi absolute, yang berhubungan dengan taraf yang paling rendah. -Eksergi adalah jumlah energy secara relative, yaitu selisih enrgi dengan ligkungan. -Anergi adalah selisih antara energy dan eksergi, atau Energi = Anergi + Eksergi Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa apa yang sehari-hari disebut sebagai enrgi pada asasnya merupakan eksergi. Dan eksergi inilah yang merupakan bagian yang dapat dimanfaatkan untuk bekerja. Sedangkan Anergi merupakan bagian dari jumlah energy yang secara praktis tidak dapat dimanfaatkan.

I.6 KEGIATAN BELAJAR 6: Klasifikasi Sumberdaya Energi Macam-macam Energi: 1. Energi Primer: adalah energy yang belum mengalami perubahan 2. Energi Sekunder: adalah energy yang dihasilkan dengna konversi energy atau transformasi energy. 3. Energi bermanfaat: Energi yang tersedia dan bermanfaat bagi konsumen dalam konversi akhir. 4. Energi tersedia: Energi yang disediakan bagi konsumen sebelum konversi akhir. Sumber Energi adalah semua energy yang bermanfaat dapat diperoleh baik secara langsung atau dengan proses konversi atau transformasi.

Sumberdaya Energi juga dapat dibagi menjadi: 1. Energi Fosil: yang termasuk energy fosil adalah minyak bumi, gas bumi dan batubara 2. Energi non fosil atau Energi baru dan terbarukan Energi baru: misalnya energy angin, energy surya dan energy samudra Energi terbarukan: misalnya biomassa, energy panas bumi, energy tenaga air, dan energi nuklir

I.7.KEGIATAN BELAJAR 7: Satuan Energi Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Pada gilirannya kerja didefinisikan sebagai gaya yang bekerja sepanjang suatu jarak yang sejajar gaya itu. Dalam rumus dinyatakan sebagai berikut: E = G X L Bila sebuah mobil didorong sepanjang 10 meter dengan gaya sebesar 300 newton (N), maka jumlah kerja yang dilakukan adalah sebesar : E = 300 N X 10 m = 3000 Nm Nama lain dari Nm adalah Joule yang disingkat (J). Dengan demikian jumlah kerja yang dilakukan adalah 3000 joule energy. Energi dapat dikategorikan dalam 3 bentuk yaitu: 1. Energi Kinetik 2. Energi Potensial 3. Energi Massa

Selanjutnya ketikkan di buku abdul kadir .. hal 35 sd 39.. table 1.4.. ok

SOAL-SOAL LATIHAN

SUMBER BACAAN Abdul Kadir, 1995,Energi Sumberdaya, inovasi, Tenaga Listrik dan Potensi Ekonomi, Penerbit Universitas Indonesia, edisi kedua. Departemen Pertambangan dan Energi, Buku Statistik Pertambangan Indonesia, tahun 1999 Kadir,A, Suatu uraian Singkat Mengenai Satuan-satuan Energi, Majalah Warta Akli, No.5, Juni 1991.