10

Click here to load reader

PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI PANAS LAUT

DEVELOPMENT OF OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION

Calvin E. J. Mamahit

email:[email protected]

ABSTRAK

Masalah energi saat ini sudah begitu nyata kita hadapi dan harus segera dicari solusi

yang efektif dan efisien. Energi alternatif adalah salah satu bentuk energi yang dikaji

mampu untuk membantu menyelesaikan masalah energi global. Salah satu bentuknya

adalah energi panas lautan yang bisa diubah menjadi energi listrik. Proses pengubahan

ini disebut konversi energi panas laut (ocean thermal energy conversion – otec).

Teknologi otec mengalami beberapa perkembangan dan saat ini sudah dikembangkan

teknologi yang cukup efektif dan efisien. Untuk dikembangkan di daerah-daerah di

Indonesia khususnya Sulawesi Utara, perlu dikaji potensi daerah dan kesiapan daerah

tersebut untuk mengembangkan teknologi otec. Ada beberapa keuntungan dan manfaat

sampingan dari penerapan teknologi otec di daerah yang tepat. Hampir tidak ada efek

negativ terhadap lingkungan sekitar. Hasil produksi listriknya stabil karena tidak

menggunakan bahan bakar.

Kata Kunci: energi panas laut; otec.

ABSTRACT

Current energy problems we face are very real and should be sought immediately

effective and efficient solutions. Alternative energy is one form of energy that can be

studied to help solve global energy problems. One form is ocean thermal energy can

be converted into electrical energy. This conversion process called ocean thermal

energy conversion - OTEC. OTEC technology experience some current developments

and technologies already developed a fairly effective and efficient. To be developed

in areas of North Sulawesi in Indonesia in particular, need to be assessed the potential

of the region and the region’s readiness to develop OTEC technology. There are several

advantages and benefits side of the application of OTEC technology in the right areas.

Almost no negativ effect on the surrounding environment. The output power is stable

because it does not use fuel.

Keywords: ocean thermal energy; OTEC.

PENDAHULUAN

Energi di era industri sekarang di abad

XI menjadi suatu hal yang sangat penting

untuk dikaji. Dunia menghadapi krisis energi

yang dampaknya sudah dirasakan beberapa

tahun ke belakang. Ketergantungan kita atas

satu jenis sumberdaya saja dan keterbatasan

sumberdaya tersebut menjadikan krisis

tersebut semakin nyata. Energi fosil yang

berupa minyak bumi, gas dan batubara adalah

energi yang tidak lestari. Ini artinya

sumberdaya tersebut tersedia terbatas dan

tidak terbarukan, penghematan hanyalah

mengulur waktu saja untuk sampai pada

kondisi “habis”, apalagi pemborosan atau

penggunaan yang tidak bijaksana.

Krisis energi menjadi masalah yang

secepatnya mampu dipecahkan dengan tepat.

Ada dua upaya solusi umum yang diterapkan,

yaitu penghematan dan pengembangan

sumberdaya energi alternatif. Penghematan

adalah hal yang baik, tapi bisa kita sepakati

bersama bahwa hal tersebut “menghambat

kemajuan”. Penghematan tidak sebanding

dengan kemajuan industri yang sangat pesat.

Ada beberapa industri ramah lingkungan yang

dikembangkan sekarang tetapi tidak menjamin

* Staf Pengajar Pada Program Studi Pendidikan teknik Elektro Unima

55

Page 2: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

industri tersebut menggunakan energi yang

sedikit. Malah kenyataannya pemakaian

energi praktis sama atau tidak jauh berbeda

dengan industri konvensional.

Energi alternatif adalah energi yang

berasal dari sumberdaya pengganti energi

fosil (minyak bumi, gas alam dan batubara)

yang baiknya bersifat lestari atau terbarukan.

Sumberdaya energi alternatif ini biasanya

berada di alam dan tersedia secara melimpah.

Sumberdaya teresebut bisa dikembangkan

dengan aman untuk konversi energi atau

dijamin tidak beresiko mengancam kehidupan

manusia. Ada beberapa sumberdaya energi

alternatif yang sudah dikembangkan dan ada

yang masih dalam tahap penelitian. Beberapa

sumberdaya tersebut seperti: air, angin, uap,

panas bumi, nuklir, kelautan, bioenergi dan

lain-lain. Air adalah satu-satunya jenis sum-

berdaya terbarukan yang paling maksimal

dikembangkan (terutama di Indonesia)

sedangkan yang lainnya belum maksimal

karena masih dalam tahap penelitian, ujicoba

dan pengkajian efisiensi (faktor ekonomi).

Sumberdaya energi kelautan adalah

energi yang berasal dari laut dan perairan.

Bumi kita memiliki lebih besar wilayah lautan

dibandingkan daratan. Indonesia adalah nega-

ra kepulauan yang memiliki banyak laut, selat

dan teluk. Potensi energi kelautan sangat be-

sar di negara yang memiliki lautan yang luas.

Beberapa bentuk sumberdaya energi kelautan,

seperti: energi pasang surut air laut, gelom-

bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut)

dan energi panas laut. Di Indonesia, semua

energi kelautan tersebut masih dalam tahap

penelitian, sedangkan di beberapa negara

(Eropa, Amerika Serikat, Kanada, Jepang,

Korea, India dan Afrika) energi-energi ini

sudah dikembangkan.

Pengembangan teknologi dimulai dari

pembelajaran bidang teknologi tersebut di

dalam lingkungan akademis. Pemahaman

dimulai dari penguasaan konsep dasar dan

penerapan dalam penelitian. Pemahaman

komperehensif dari semua mata kuliah dan

substansi kajian menghasilkan kompetensi

dalam bidang ilmu yang sedang dipelajari.

Hal tersebut memudahkan mahasiswa untuk

melakukan riset dan pengembangan.

Konversi energi adalah salah satu kajian

teknologi dalam bidang teknik elektro.

Substansi kajiannya terdapat dalam mata

kuliah Konversi Energi Listrik atau dalam

mata kuliah Pembangkit Tenaga Lis-

trik.Konversi energi adalah suatu proses

pengubahan sebuah sumberdaya menjadi

energi yang bisa digunakan untuk kebutuhan

manusia sehari-hari. Dalam proses pengu-

bahan energi tersebut dibutuhkan beberapa

teknik dan peralatan yang selalu direncanakan

dengan teliti dan akurat. Konsep dan prinsip-

prinsip fisis menjadi fundamental dalam

pengembangan sistem konversi energi.

Efisiensi adalah faktor penting dalam

pengkajian.

Konversi energi listrik adalah pengu-

bahan sebuah sumberdaya tertentu menjadi

energi listrik, dimana energi listrik dihasilkan

dari sebuah sistem pembangkit listrik.

Konversi energi alternatif berupa energi panas

laut adalah topik yang akan kita bahas dalam

karya tulis ini.

PEMBAHASAN

Lautan yang meliputi dua per tiga

permukaan bumi, menerima energi panas

yang berasal dari penyinaran matahari.

Lautan befungsi sebagai suatu penampungan

yang cukup besar dari energi surya yang

mencapai bumi. Kira-kira seperempat dari

daya surya sebesar 1,7 x 1017 Watt yang

mencapai atmosfer diserap oleh lautan. Selain

itu, air laut juga menerima energi panas yang

berasal dari panas bumi, yaitu magma yang

berasal dari bawah laut. Pemanasan dari

permukaan air di daerah tropikal meng-

akibatkan permukaaan air laut memiliki suhu

kira-kira 27–30oC. Bilamana air permukaan

yang hangat ini dipakai dalam kombinasi

dengan air yang lebih dingin (5–7oC) pada

kedalaman 500 - 600 meter, maka suatu

sumber energi panas yang relatif besar akan

tersedia.

Menurut rancangan–rancangan terkini

energi listrik akan dapat dibangkitkan dalam

pusat–pusat listrik tenaga panas laut (PLT–

PL) dengan menggunakan siklus Rankine

rangkaian tertutup maupun terbuka. Selisih

suhu sebesar 20oC akan tersedia selama 24

jam sehari dan sepanjang tahun. Hal ini jauh

lebih menguntungkan dibanding dengan

56 ELEKTROMATIKA, VOL. 1, N0. 1, Maret 2011

Page 3: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

pemanfaatan sinar matahari di daratan, yang

tersedia hanya siang hari, itupun bilamana

udara tidak mendung atau cuaca tidak

hujan.Bilamana selisih 20oC itu dimanfaatkan

dengan suatu efisiensi efektif sebesar

misalnya 1,2%, maka suatu arus air sebesar

5m3/s (meter kubik per detik) akan dapat

menghasilkan daya elektrik bersih dengan

daya sebesar kira-kira 1MW. Dapat diba-

yangkan bahwa ukuran–ukuran yang besar

sekali diperlukan untuk dapat membantu

suatu PLT–PL yang besar. Sebab sejumlah

arus air yang meliputi 500 meter kubik per

detik yang akan diperlukan untuk dapat

membuat suatu PLT–PL yang besar, misalnya

100MW. Dengan demikian maka taraf

efisiensi yang perlu diusahakan untuk

ditingkatkan.

Prinsip Kerja

Ide pemanfaatan energi panas laut

bersumber dari adanya perbedaan temperatur

di dalam laut. Jika anda pernah berenang di

laut dan menyelam ke bawah permukaannya,

anda tentu menyadari bahwa semakin dalam

di bawah permukaan, airnya akan semakin

dingin. Temperatur di permukaan laut lebih

hangat karena panas dari sinar matahari

diserap sebagian oleh permukaan laut.Tapi di bawah permukaan, temperaturakan turun dengan cukup drastis. Inilahsebabnya mengapa penyelam mengguna-kan pakaian khusus selam ketika menyelam

jauh ke dasar laut. Pakaian khusus tersebut

dapat menangkap panas tubuh sehingga

menjaga mereka tetap hangat.Sinar matahari

yang jatuh di lautan diserap oleh air laut

secara efektif dan energi tersebut tertahan

pada lapisan permukaan laut pada kedalaman

35– 100m, dimana gaya angin dan gelombang

menyebabkan temperatur dan kadar garam

mendekati uniform. Pada wilayah lautan

tropis yang terletak kira–kira diantara 15°

lintang utara dan 15° lintang selatan, energi

panas yang diserap dari matahari memanasi

air laut pada mixed layer dengan suhu sekitar

28°C (82°F) yang konstant siang dan malam

setiap bulan (Avery and Wu.1994).

Dibawah mixed layer, air laut menjadi

semakin dingin seiring dengan pertambahan

kedalaman hingga mencapai kedalaman 800

sampai 1000m (2500 to 3300ft), temperatur air

berubah menjadi 4,4°C (40°F). Pada kedalaman

900 m keatas terdapat reservoir air dingin yang

sangat besar. Air dingin ini merupakan akumulasi

dari air dan es yang mencari dari daerah kutub.

Gambar 1. Citra Satelit Temperature Permukaan Laut

(NASA.2009)

Mamahit, Pengembangan Konversi Energi Panas Laut 57

Page 4: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

2 hal diatas adalah adanya reservoir air panas

yang besar di permukaan dan reservoir air

dingin dibawah dengan perbedaan suhu

sekitar 22°C sampai 25°C. Temperatur ini tak

berubah drastis sepanjang tahun, dengan

variasi beberapa derajat akibat adanya peru-

bahan cuaca dan musim, dan perbedaan suhu

antara pergantian siang dan malam hanya

berefek sekitar 1 derajat (Rahman.2008).

OTEC merupakan singkatan dari Ocean

Thermal Energy Conversion adalah salah satu

teknologi terbaru yang menggunakan perbe-

daan suhu antara permukaan laut dan dasar

laut untuk mengoperasikan generator yang

menghasilkan energi listrik (wikipedia.2009).

Sistem kerja OTEC mempunyai kemirip-

an dengan mesin uap yaitu fluida dievaporasi

dan dikondensasi, perbedaan tekanan yang

terjadi inilah yang memutar turbin dan

kemudian menghasilkan listrik. namun, pada

OTEC menggunakan air laut yang tak terbatas

jumlahnya sehingga OTEC dapat menjadi

salah satu sumber energi terbaharukan (Avery

and Wu.1994).

Dalam sistem OTEC terdapat dua macam

siklus yang bisa digunakan untuk mengha-

silkan energi, yaitu siklus terbuka (Open-

Cycle) dan siklus tertutup (Closed-Cycle).

Pada siklus terbuka fluida kerja dilepaskan

setelah digunakan dan fluida kerja itu adalah

uap air. Air hangat dengan temperatur berkisar

25°C–30°C, dipompa dengan menggunakan

pipa masuk ke dalam ruang vakum untuk di-

evaporasi. Akibat perbedaan tekanan antara

tekanan uap air dan tekanan dalam turbin

maka uap air yang telah masuk kedalam

turbin dapat memutar rotor turbin sehingga

menghasilkan listrik. Selanjutnya uap air

dialirkan kembali lagi ke kondensator untuk

dikondensasikan kembali oleh air dingin yang

dipompa dari kedalaman 1000m yang

kemudian menjadi air bersih (desalinated

water). Sedangkan siklus tertutup meng-

gunakan fluida kerja sebagai pemutar rotor

turbin. Dimana fluida kerja tersebut harus

mempunyai titik didih yang rendah agar cepat

menguap sehingga air hangat dan air dingin

yang berasal dari laut dapat berfungsi sebagai

evaporator dan kondensor bagi fluida kerja

(Avery and Wu.1994).

Pembangkit listrik dapat memanfaatkan

perbedaan temperatur tersebut untuk meng-

hasilkan energi. Pemanfaatan sumber energi

jenis ini disebut dengan konversi energi panas

laut (Ocean Themal Energy Conversion atau

OTEC). Perbedaan temperatur antara per-

mukaan yang hangat dengan air laut dalam

yang dingin dibutuhkan minimal sebesar 77

derajat Fahrenheit (25°C) agar dapat diman-

faatkan untuk membangkitkan listrik dengan

baik. Adapun proyek-proyek demonstrasi dari

OTEC sudah terdapat di Jepang, India, dan

Hawaii.

Pada teknologi konversi energi panas

laut atau KEPL (Ocean Thermal Energy

Conversion, OTEC), siklus Rankine diguna-

kan untuk menarik arus–arus energi termal

yang memiliki sekurang–kurangnya selisih

suhu sebesar 20°C.

Gambar 2. Ocean Thermal Energy Conversion

dengan Siklus Tertutup

Berdasarkan siklus yang digunakan,

OTEC dapat dibedakan menjadi tiga macam:

siklus tertutup, siklus terbuka, dan siklus

gabungan (hybrid). Pada alat OTEC dengan

siklus tertutup, air laut permukaan yang

hangat dimasukkan ke dalam alat penukar

panas untuk menguapkan fluida yang mudah

menguap seperti misalnya amonia. Uap

amonia akan memutar turbin yang

menggerakkan generator. Uap amonia

keluaran turbin selanjutnya dikondensasi

dengan air laut yang lebih dingin dan

dikembalikan untuk diuapkan kembali (Lihat

gambar 2).Pada siklus terbuka, air laut

permukaan yang hangat langsung diuapkan

pada ruang khusus bertekanan rendah. Kukus

yang dihasilkan digunakan sebagai fluida

penggerak turbin bertekanan rendah. Kukus

keluaran turbin selanjutnya dikondensasi

dengan air laut yang lebih dingin dan sebagai

58 ELEKTROMATIKA, VOL. 1, N0. 1, Maret 2011

Page 5: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

Gambar 3. Skema Prinsip Konversi Energi Panas Laut (Siklus Terbuka)

Hasil yang terjadi hasilnya diperoleh air

desalinasi. Pada siklus gabungan, air laut

yang hangat masuk ke dalam ruang vakum

untuk diuapkan dalam sekejap (flash-

evaporated) menjadi kukus (seperti siklus

terbuka). Kukus tersebut kemudian

menguapkan fluida kerja yang memutar

turbin (seperti siklus tertutup). Selanjutnya

kukus kembali dikondensasi menjadi air

desalinasi.

Siklus terbuka dengan mendidihkan air

laut yang beroperasi pada tekanan rendah,

menghasilkan uap air panas yang melewati

turbin penggerak /generator Siklus tertutup

menggunakan panas permukaan laut untuk

menguapkan fluida penggerak dengan

Amonia atau Freon. Uap panas menggerak-

kan turbin, kemudian turbin berkerja

menghidupkan generator untuk menghasil-

kan listrik. Prosesnya, air laut yang angat

dipompa melewati tempat pengubah.

dimana fluida pemanas tekanan rendah

diuapkan hingga menjalankan turbo-

generator. Air dingin dari dalam laut

dipompa melewati pengubah digunakan

sebagai medium kerja maupun sebagai sumber

energi. Air hangat yang berasal dari permukaan

laut diuapkan dalamsuatu alat penguap (flash

evaporator) dan menghasilkan uap air dengan

tekanan yang sangat rendah, l.k. 0,02 hingga

0,03 bar dan suhu kira-kira 20°C. Uap itu

memutar sebuah turbin uap yang merupakan

penggerak mula bagi generator yang

menghasilkan energi listrik (Gambar 3).

Karena tekanan uap itu rendah sekali maka

ukuran–ukuran turbin menjadi sangat besar.

Setelah melewati turbin, uap yang sudah

dimanfaatkan dialirkan kesebuah kondensor

yang menghasilkan air tawar. Kondensor

didinginkan oleh air laut yang berasal dari

lapisan bawah permukaan laut. Dengan

demikian, metode dengan siklus Claude ini

menghasilkan energi listrik maupun air tawar.

Masalah dengan metode ini adalah bahwa

ukuran– ukuran turbin menjadi sangat besar

oleh karena tekanan uap yang begitu rendah.

Sebagai contoh, sebuah modul sebesar 10MW

yang terdiri atas penguap, turbin dan

kondensor, akan memerlukan ukuran garis

tengah dan panjang 100 meter.

Mamahit, Pengembangan Konversi Energi Panas Laut 59

Page 6: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

Dalam kaitan ini maka metode kedua,

yaitu dengan siklus tertutup, merupakan

pilihan yang pada saat ini lebih disukai dan

digunakan banyak proyek percobaan. Seperti

yang terlihat pada gambar 4, air permukaan

yang hangat dipompa kesebuah penukar

panas atau evaporator, dimana energi panas

dilepaskan kepada suatu medium kerja,

misalnya amonia. Amonia cair itu akan

berubah menjadi gas dengan tekanan kira-

kira 8,7 bar dan suhu ±21oC. Turbin berputar

menggerakkan generator listrik yang

menghasilkan energi listrik. Gas amonia akan

meninggalkan turbin pada tekanan kira-kira

5,1 bar dan suhu ±11oC dan kemudian di

bawa ke kondensor. Pendinginan pada

kondensor mengakibatkan gas amonia itu

kembali menjadi bentuk benda cair.

Perbedaan suhu dalam rangkaian perputaran

amonia adalah 10oC sehingga rendemen

Carnot akan menjadi :

bergantung pada tekanan uap dari fluida kerja

yang digunakan. Semakin tinggi tekanan

uapnya maka semakin kecil ukuran turbin dan

alat penukar panas yang dibutuhkan,

sementara ukuran tebal pipa dan alat penukar

panas bertambah untuk menahan tingginya

tekanan terutama pada bagian evaporator

Rendemen ini merupakan efisiensi

termodinamika yang baik sekali, namun

didalam praktek rendemen yang sebenarnya

akan terjadi lebih rendah, yaitu sekitar 2–

2,5%. Pada rancangan-rancangan terkini

suatu arus air sebesar 3–5m3/s baik pada sisi

air hangat maupun pada sisi air dingin,

diperlukan untuk menghasilkan daya sebesar

1 MW pada generator. Selain amonia (NH3),

juga Fron-R-22 (CHClF2) dan Propan

(C3H6) memiliki titik didih yang sangat

rendah, yaitu antara -30°C sampai -50°C pada

tekanan atmosfer dan 30°C pada tekanan

antara 10 dan 12,5Kg/cm2. Gas-gas inilah

yang prospektif untuk dimanfaatkan sebagai

medium kerja pada konversi energi panas

laut.

Fluida kerja yang populer digunakan

adalah amonia karena tersedia dalam jumlah

besar, murah, dan mudah ditransportasikan.

Namun, amonia beracun dan mudah terbakar.

Senyawa seperti CFC dan HCFC juga

merupakan pilihan yang baik, sayangnya

menimbulkan efek penipisan lapisan ozon.

Hidrokarbon juga dapat digunakan, akan

tetapi menjadi tidak ekonomis karena

menjadikan OTEC sulit bersaing dengan

pemanfaatan hidrokarbon secara langsung.

Selain itu, yang juga perlu diperhatikan

adalah ukuran pembangkit listrik OTEC

Gambar 4. Skema Prinsip Konversi Panas laut (Siklus Tertutup)

60 ELEKTROMATIKA, VOL. 1, N0. 1, Maret 2011

Page 7: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

tetapi menjadi tidak ekonomis karena

menjadikan OTEC sulit bersaing dengan

pemanfaatan hidrokarbon secara langsung.

Selain itu, yang juga perlu diperhatikan

adalah ukuran pembangkit listrik OTEC

bergantung pada tekanan uap dari fluida kerja

yang digunakan. Semakin tinggi tekanan

uapnya maka semakin kecil ukuran turbin dan

alat penukar panas yang dibutuhkan,

sementara ukuran tebal pipa dan alat penukar

panas bertambah untuk menahan tingginya

tekanan terutama pada bagian evaporator.

Benefit dan “Produk Samping” Teknologi

OTEC

Walaupun sampai saat ini biaya investasi

awal OTEC masih mahal, namun OTEC

memiliki berbagai keuntungan Keuntungan

dan keunggulan dari teknologi OTEC ini

antara lain adalah :

1.Sumber daya energi untuk OTEC

merupakan sumber terbarukan secara

alamiah.

2. Hampir tidak ada dampak negatif terhadap

lingkungan, bahkan dari sisi ekologi

berdampak positif karena akan

memperkaya nutrisi pada permukaan air

laut.

3.Tidak menghasilkan gas rumah kaca

ataupun limbah lainnya.

4. Tidak membutuhkan bahan bakar, biaya

operasional relatif rendah.

5. Produksi listrik stabil.

Selain itu, walaupun biaya investasi awal

OTEC masih dipandang terlalu mahal, namun

riset termutakhir menunjukkan berbagai

potensi produk samping OTEC yang

bermanfaat, sehingga dapat meningkatkan

nilai ke-ekonomian dari teknologi OTEC.

“Produk Samping” dari OTEC tersebut antara

lain :

1.Air pendingin AC: air dingin sisa proses

OTEC dapat dimanfaatkan untuk

mendinginkan air biasa yang dibutuhkan

AC standar melalui mekanisme tertentu.

2.Pertanian: saat air laut mengalir melalui

pipa bawah tanah, akan mendinginkan

tanah di sekitarnya, sehingga tanah dapat

ditanami berbagai tanaman yang cocok

untuk ditanam di iklim dingin.

3.Desalinasi air laut: proses pembangkitan

energi.

4.Produksi hidrogen: hidrogen diproduksi

dengan proses elektrolisis, dengan

memanfaatkan tenaga listrik yang

diproduksi dari proses OTEC.

5.Produksi air minum, suplai air untuk

aquaculture, ekstraksi mineral.

Prospek Di Indonesia

Minyak merupakan sumber energi utama

di Indonesia. Pemakaiannya terus meningkat

baik untuk komoditas ekspor yang meng-

hasilkan devisa maupun untuk memenuhi

kebutuhan energi dalam negeri. Sementara

cadangannya terbatas sehingga pengelo-

laannya harus dilakukan seefisien mungkin.

Karena itu, ketergantungan akan minyak bumi

untuk jangka panjang tidak dapat diperta-

hankan lagi sehingga perlu ditingkatkan

pemanfaatan energi baru dan terbarukan.

Energi baru dan terbarukan adalah energi

yang pada umumnya sumber daya nonfosil

yang dapat diperbarui atau bisa dikelola

dengan baik, maka sumber dayanya tidak

akan habis.

Laut selain menjadi sumber pangan juga

mengandung beraneka sumber dayaenergi.

Kini para ahli menaruh perhatian terhadap

laut sebagai upaya mencari jawaban terhadap

tantangan kekurangan energi di waktu

mendatang dan upaya menganekakan

penggunaan sumber daya energi. Kesen-

jangan antara kebutuhan dan persediaan ener-

gi merupakan masalah yang perlu segera

dicari pemecahannya. Apalagi mengingat per-

kiraan dan perhitungan para ahli pada tahun

2010-an produksi minyak akan menurun

tajam dan bisa menjadi titik awal kesenjangan

energi. Untuk lautan di wilayah Indonesia,

potensi termal 2,5 x 1023 joule dengan

efisiensi konversi energi panas laut sebesar

tiga persen dapat menghasilkan daya sekitar

240.000 MW. Potensi energi panas laut yang

baik terletak pada daerah antara 6–9° lintang

selatan dan 104–109° bujur timur. Di daerah

tersebut pada jarak kurang dari 20km dari

pantai didapatkan suhu rata-rata permukaan

laut di atas 28°C dan didapatkan perbedaan

suhu permukaan dan kedalaman laut

(1.000m) sebesar 22,8°C. Sedangkan perbe-

daan suhu rata-rata tahunan permukaan dan

kedalaman lautan (650m) lebih tinggi dari 20°C.

Mamahit, Pengembangan Konversi Energi Panas Laut 61

Page 8: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

Dengan potensi sumber energi yang

melimpah, konversi energi panas laut dapat

dijadikan alternatif pemenuhan kebutuhan

energi listrik di Indonesia.

Sebagaimana kita ketahui, luas laut

Indonesia mencapai 5,8 juta km2, mendekati

70% luas keseluruhan wilayah Indonesia.

Dengan luas wilayah mayoritas berupa lautan,

wilayah Indonesia memiliki energi yang

punya prospek bagus yakni energi arus laut.

Hal ini dikarenakan Indonesia mempunyai

banyak pulau dan selat sehingga arus laut

akibat interaksi Bumi – Bulan – Matahari

mengalami percepatan saat melewati selat-

selat tersebut. Selain itu, Indonesia adalah

tempat pertemuan arus laut yang diakibatkan

oleh konstanta pasang surut M2 yang

dominan di Samudera Hindia dengan periode

sekitar 12 jam dan konstanta pasang surut K1

yang dominan di Samudra Pasifik dengan

periode lebih kurang 24 jam. M2 adalah

konstanta pasang surut akibat gerak Bulan

mengelilingi Bumi, sedangkan K1 adalah

konstanta pasang surut yang diakibatkan oleh

kecondongan orbit Bulan saat mengelilingi

Bumi.

bawah laut yang mahal. Jenis ini masih

dalam taraf penelitian dan pengembangan.

Perkembangan teknologi konversi energi

panas laut di Indonesia baru mencapai status

penelitian, dengan jenis konversi energi panas

laut landasan darat dan dengan kapasitas 100

kW, lokasi di Bali Utara.

Di Indonesia, potensi energi samudera

sangat besar karena Indonesia adalah negara

kepulauan yang terdiri dari 17.000 pulau dan

garis pantai sepanjang 81.000km dan terdiri

dari laut dalam dan laut dangkal. Biaya

investasi belum bisa diketahui di Indonesia

tetapi berdasarkan uji coba di beberapa

negara industri maju adalah berkisar 9 sen /

kWh hingga 15 sen /kWh.

Berdasarkan letak penempatan pompa

kalor, konversi energi panas laut dapat

diklasifikasikan menjadi tiga tipe, konversi

energi panas laut landasan darat, konversi

energi panas laut terapung landasan

permanen, dan konversi terapung kapal.

Konversi energi panas laut landasan

darat alat utamanya terletak di darat, hanya

sebagian kecil peralatan yang menjorok ke

laut. Kelebihan sistem ini adalah dayanya

lebih stabil dan pemeliharaannya lebih

mudah. Kekurangan sistem jenis ini

membutuhkan keadaan pantai yang curam,

agar tidak memerlukan pipa air dingin yang

panjang.

Untuk konversi energi panas laut

terapung landasan permanen, diperlukan

sistem penambat dan sistem transmisi bawah

laut, sehingga permasalahan utamanya pada

sistem penambat dan teknologi transmisi

Secara umum kendala pada teknologi

konversi energi panas laut adalah efisiensi

pemompaan yang masih rendah, korosi pipa,

bahan pipa air dingin, dan biofouling, yang

semuanya menyangkut investasi. Selain itu

kajian sumberdaya kelautan masih terbatas

terhadap langkah pengembangan konversi

energi panas laut.

Gambar 5. Peta Persebaran Panas Laut

62 ELEKTROMATIKA, VOL. 1, N0. 1, Maret 2011

Page 9: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

Pengembangan OTEC di Indonesia

Indonesia adalah negara kepulauan yang

terletak di daerah tropis, di mana perairan di

wilayah Indonesia umumnya memiliki

perbedaan suhu air permukaan dan laut dalam

yang sangat tinggi, serta memiliki intensitas

gelombang laut yang kecil, sehingga sangat

cocok dalam pengembangan teknologi

OTEC. Beberapa pihak swasta di Indonesia

sebenarnya telah mengembangkan teknologi

ini hingga mencapai tahap komersial, namun

jumlahnya masih terbatas sehingga

pemanfaatan teknologi ini belum memberikan

andil yang besar. Di samping itu perlu adanya

perhatian dan keterlibatan dari pemerintah

yang besar untuk pengembangan dan

pemanfaatan energi alternatif dari laut

tersebut, sebagai salah satu upaya

menghadapi krisis energi yang terjadi di masa

kini.

Kelebihan:

• Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun

limbah lainnya.

• Tidak membutuhkan bahan bakar.

• Biaya operasi rendah.

• Produksi listrik stabil.

• Dapat dikombinasikan dengan fungsi

lainnya: menghasilkan air pendingin,

produksi air minum, suplai air untuk

aquaculture, ekstraksi mineral, dan

produksi hidrogen secara elektrolisis.

Keuntungan bagi sisi pemerintah :

• Pemanfaatan energi baru, seperti tenaga

panas laut, akan mengurangi

ketergantungan akan BBM atau batu bara

yang cadangannya diperkirakan akan habis

dalam beberapa tahun mendatang.

• Penelitian ini akan melibatkan instansi–

instansi yang terkait /departemen sehingga

diharapkan akan memberikan

sumbangsihnya dalam bidang ilmu

pengetahuan dan teknologi (IPTEK).

• Penggunaan teknologi ini akan mengurangi

dampak pencemaran lingkungan akibat

emisi gas buang dari produk BBM atau

batu bara.

• Setiap proyek yang akan dibangun nantinya

akan mengurangi jumlah pengangguran,

karena tentunya akan menyerap banyak

tenaga kerja.

Keuntungan bagi penyedia listrik (PT

PLN) :

• Merupakan solusi alternatif untuk masa

yang akan datang, sekiranya produksi

BBM atau batu bara telah berhenti.

• Mengurangi ketergantungan akan BBM atau

batu bara sebagai bahan baku dalam

memproduksi listrik.

• Jika dimanfaatkan secara optimum, maka

dengan efisiensi sekitar tiga persen maka

Indonesia dapat menghasilkan

240.000MW dari total potensi panas laut

yang ada.

• Hasil sampingan berupa air tawar tentu

dapat dimanfaatkan untuk produksi air

minum bersih untuk didayakan oleh PLN.

Keuntungan bagi konsumen :

• Konsumen akan merasa lega akan

kontinuitas penyediaan energi listrik untuk

beberapa waktu mendatang.

Kekurangan:

• Belum ada analisa komperehensif mengenai

dampaknya terhadap lingkungan.

• Jika menggunakan amonia sebagai bahan

yang diuapkan menimbulkan potensi

bahaya kebocoran.

• Efisiensi total masih rendah sekitar 1% - 3%.

• Biaya pembangunan tidak murah, ongkos

mendirikan OTEC tepi pantai, setara

dengan membangun PLTU.

Kendala :

• Untuk mengubah suatu sistem ketenaga

listrikan dari BBM dan batubara menjadi

panas laut dibutuhkan biaya investasi yang

sangat besar.

• Efisiensi pembangkit tenaga panas laut

(PLT–PL) yang masih di bawah 5% tentu

bukan merupakan kabar yang baik bagi

semua pihak.

• Belum ada investor yang besedia

menanamkan investasinya untuk proyek

pembuatan pembangkit tenaga panas laut

(PLT–PL).

• Adanya gangguan alam di daerah laut atau

pantai akan merugikan sistem kelistrikan

dengan teknologi panas laut.

• Biaya produksi akan tinggi sehingga mau

tidak mau jika pemerintah melakukan

subsidi, maka budget APBN akan tersedot

untuk biaya subsidi.

Mamahit, Pengembangan Konversi Energi Panas Laut 63

Page 10: PENGEMBANGAN KONVERSI ENERGI P ANAS LAUT · PDF fileseperti: energi pasang surut air laut, gelom-bang laut (ombak), arus laut (arus bawah laut) dan energi panas laut. Di Indonesia,

SIMPULAN

OTEC (Konversi Energi Panas Laut)

memiliki potensi dan prospek yang sangat

baik untuk dikembangkan di Sulawesi Utara.

OTEC memiliki banyak manfaat bagi

masyarakat dan merupakan suatu yang

kompetitif untuk dikembangkan. OTEC

memiliki berbagai keuntungan dan

keunggulan seperti :

1.Sumber daya energi untuk OTEC

merupakan sumber terbarukan secara

alamiah.

2. Hampir tidak ada dampak negatif terhadap

lingkungan, bahkan dari sisi ekologi

berdampak positif karena akan

memperkaya nutrisi pada permukaan air

laut.

3.Tidak menghasilkan gas rumah kaca

ataupun limbah lainnya.

4.Tidak membutuhkan bahan bakar, biaya

operasional relatif rendah.

5.Produksi listrik stabil.

OTEC juga memiliki beberapa produk

sampingan seperti :

1. Air pendingin AC: air dingin sisa proses

OTEC dapat dimanfaatkan untuk

mendinginkan air biasa yang dibutuhkan

AC standar melalui mekanisme tertentu.

2. Pertanian : saat air laut mengalir melalui

pipa bawah tanah, akan mendinginkan

tanah di sekitarnya, sehingga tanah dapat

ditanami berbagai tanaman yang cocok

untuk ditanam di iklim dingin.

3. Desalinasi air laut: proses pembangkitan

energi.

4. Produksi hidrogen: hidrogen diproduksi

dengan proses elektrolisis, dengan

memanfaatkan tenaga listrik yang

diproduksi dari proses OTEC.

5. Produksi air minum, suplai air untuk

aquaculture, ekstraksi mineral.

SARAN

1.Pemerintah harus segera mengeluarkan

kebijakan yang menindak–lanjuti secara

nyata pengembangan konversi energi

terbarukan untuk sesegera mungkin

mengantisipasi krisis energi nanti.

2.Tidak ada investasi yang murah untuk

sebuah hasil yang baik apalagi kompetitif,

OTEC sebenarnya memiliki nilai ekonomi

yang sangat tinggi di daerah lautan tropis.

3. Studi lanjut dan pelatihan bagi para teknisi

elektro lokal di negara-negara (USA –

Hawaii, Kanada, Eropa, India, Jepang)

yang sudah mengembangkan teknologi

OTEC.

DAFTAR PUSTAKA

Aldo Vieira Da Rosa, Fundamentals ofRenewable Eenergy Processes, 2009.

Kadir, Abdul, Teknologi Konversi EnergiPanas Laut : Prinsip, Perkembangandan Prospek, 2005

Marwan Ja’far, Energynomics, Gramedia,

Jakarta, 2009

Paul A. Breeze, Power GenerationTechnologies, 2005

Vega Luis A., Ocean Thermal EnergyConversion (OTEC), Hawaii, USA,1999.

William H. Avery, Chih Wu, RenewableEnergy From The Ocean: A guideto OTEC, Oxford, 1994.

64 ELEKTROMATIKA, VOL. 1, N0. 1, Maret 2011