HMI Fisika Teknik

“Bagaimana kalau kita harus hidup sehari tanpa listrik atau suplai gas LPG sedang kosong?” pernahkah pertanyaan seperti itu terlontar di benak kita?. Kebutuhan energi dunia terus mengalami peningkatan. Menurut proyeksi Badan Energi Dunia (International Energy Agency-IEA), hingga tahun 2030 permintaan energi dunia meningkat sebesar 45% atau rata-rata mengalami peningkatan sebesar 1,6% pertahun. Sekitar 80% kebutuhan energi dunia tersebut dipasok dari bahan bakar fosil, utamanya BBM. Tak terkecuali di Indonesia energi utama sebagai penggerak kehidupan masyarakat dan pasokan sector industri makro masih berasal dari bahan bakar fosil.

Pertambahan laju pertumbuhan penduduk dan peningkatan GDP menyebabkan permintaan energi dunia semakin meningkat. Di sisi lain cadangan BBM dunia semakin berkurang. Hal ini menimbulkan ketidakseimbangan permintaan dan penawaran. Akibatnya harga minyak dunia berfluktuasi. Duniapun mencari alternatif energi baru untuk mengatasi ketergantungan pada BBM. Hal tersebut juga dirasakan di Indonesia, sebagai Negara dengan pertumbuhan ekonomi terbaik ke-2 di dunia, Indonesia cukup terdampak oleh fluktuasi harga minyak dunia dari negara-negara OPEC (Organization of the Petroleum Exporting Countries), apalagi cadangan minyak Indonesia hanya 2% dari keseluruhan cadangan minyak dunia, jelas tidak cukup apabila Indonesia terus bergantung pada pemakaian bahan bakar fosil. 

Peranan sektor energi di Indonesia saat ini cukup signifikan, disamping untuk mendorong pertumbuhan ekonomi juga untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Oleh karena itu sektor energi punya pengaruh yang cukup besar terhadap pembangunan negara yang berkelanjutan. Untuk persoalan energi di Indonesia, dimana jumlah penduduk Indonesia saat ini mencapai 237 juta jiwa maka berbanding lurus dengan energi yang dibutuhkan. Indonesia adalah sekitar 237 juta jiwa, dengan laju pertumbuhan penduduk 1,49 persen pertahun. Kondisi ini berimplikasi terhadap meningkatnya kebutuhan terhadap energi nasional, seperti kebutuhan rumah tangga, transportasi dan industri. 

Konsumsi kebutuhan energi di Indonesia berdasarkan kebutuhan rumah tangga, transportasi dan industri berdasarkan Outlook energi Indonesia tahun 2011 yang dikeluarkan BPPT, dijelaskan bahwa konsumsi energi pada kurun waktu 2000 – 2009 meningkat dari 709,1 juta SBM pada tahun 2000 menjadi 865,4 juta SBM pada tahun 2009 atau meningkat rata-rata 2,2% pertahun. dan sumber energi yang digunakan sebagian besar masih bergantung dari energi yang berasal dari fosil. Dunia industri di Indonesia menjadi sektor paling parah yang terdampak, apalagi wacana pemerintah untuk menaikkan tarif dasar listrik (TDL) bagi pelanggan 1600 VA yang notabene adalah dunia industri, belum lagi ketersediaan batubara sebagai bahan bakar industri mulai menipis meski masih menjadi andalan pemerintah dalam memasok kebutuhan bahan bakar industri dan untuk pembangkit listrik, hal ini jelas akan menambah ongkos produksi bagi industri besar maupun menengah.

Konsumsi Energi Indonesia 2005-2011 (Sumber data: Statistik Minyak Bumi 2011)

Padahal Indonesia sesungguhnya diberkahi anugerah energi lain yang melimpah. Indonesia memiliki energi baru dan terbarukan dalam berbagai macam, antara lain batubara, coal bed metane (CBM), shale gas, pans bumi, tenaga surya dan biofuel.

Batubara diharapkan memberikan kontribusi tebesar dalam bauran energi nasional di masa mendatang sebagaimana umumnya dilakukan berbagai negara di dunia. Pemerintah mengharapkan pada 2025 batubara memberikan kontribusi bauran energi nasional sebesar 30,7%, kemudian disusul EBT 25,9% dan gas sebesar 19,7%. Sedangkan kontribusi minyak bumi diharapkan berkurang menjadi 23,7%.

Oleh karena itu, batubara sebagai sumber energi baru perlu mendapat perhatian. Batubara merupakan sumber energi yang cukup melimpah. Indonesia adalah produsen batubara terbesar nomor lima dunia, dengan produksi yang meningkat tinggi selama 10 tahun terakhir. Produksi tahun 2010 sebesar 257 juta ton dan saat ini sekitar 350 juta ton. Sisanya sekitar 75-80% dieskpor sehingga Indonesia dikenal sebagai pengekspor batubara nomor dua terbesar di dunia, setelah Australia.

Batubara dapat digunakan langsung dalam bentuk padat, atau dikonversi menjadi gas dan cair masing-masing melalui proses gasifikasi (Coal to Gasification, CTG) dan pencairan (Coal to Liquefaction, CTL). Proses gasifikasi batubara adalah proses yang mengubah batubara dari bahan bakar padat menjadi bahan bakar gas. Dengan mengubah batubara menjadi gas, maka material yang tidak diinginkan yang terkandung daam batubara seperti senyawa sulfur dan abu, dapat dihilangkan dari gas dengan menggunakan metode tertentu sehingga dapat dihasilkan gas bersih dan dapat dialirkan sebagai sumber energi. Gasifikasi batubara menjadi salah satu cara yang menjanjikan untuk pemanfaatan batubara di masa depan guna menghasilkan listrik dan produk berharga lainnya.

Coal liquefaction adalah terminologi yang dipakai secara umum mencakup pemrosesan batubara menjadi BBM sintetik (Synthetic fuel). Pendekatan yang dilakukan dalam proses ini meliputi pirolisis, pencairan batubara secara langsung (Direct Coal Liquefaction-DCL) atau melalui gasifikasi terlebih dahulu (Indirect Coal Liquefaction-ICL). Aspek penting dalam pengolahan batubara menjadi BBM sintetik meliputi efisiensi proses, nilai investasi dan hasil emisi buang.Undang-Undang Nomor 2 Tahun 2006 mengatur tentang proses pencairan batubara ini.

Indonesia juga memiliki sumber gas non-konvensional yang cukup besar. Gas non-konvensional adalah gas yang berasal dari ‘reservoir” dengan permebilitas rendah dan pengusahaannya menggunakan teknologi tertentu seperti perekahan. Jenis gas non-konvensional antara lain coal bed metane (CBM) dan shale gas.

CBM mempunyai multi guna antara lain dapat dijual langsung sebagai gas alam, dijadikan energi dan sebagai bahan baku industri. Eksploitasi CBM tidak akan merubah kualitas matrik batubara dan menguntungkan para penambang batubara. Karena gas emisinya dapat dimanfaatkan sehingga lapisan batubara menjadi aman untuk ditambang. Selain itu, CBM termasuk salah satu sumber energi yang ramah lingkungan.

Shale gas adalah gas alam yang diperoleh dari serpihan shale atau tempat terbentuknya gas bumi. Shale gas dapat menjadi sumber energi yang penting di masa mendatang karena shale gas memiliki keunggulan. Shale gas menghasilkan emisi karbon sekitar setengah dari emisi batubara. Shale gas juga dapat menurunkan biaya energi karena produksi shale gasmenyebabkan penurunan harga gas alam secara signifikan. Produksi shale gas yang besar juga akan membantu meningkatkan keamanan enegri, dan membantu mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil asing yang mahal.

Kendati demikian ketersediaan batubara di Indonesia juga mulai menipis, oleh karena itu diperlukan upaya untuk menemukan alternative energi baru dan terbarukan serta ramah lingkungan untuk digunakan di Indonesia.

Indonesia juga mempunyai potensi yang luar biasa dengan energi terbarukan seperti panas bumi, tenaga air, tenaga surya, tenaga angin dan biofuel. Pemanfaatan energi terbarukan yang maksimal bisa menjadi solusi krisis energi yang terjadi di Indonesia. Energi terbarukan diyakini juga lebih bersih (ramah lingkungan), aman, dan terjangkau masyarakat.

Energi terbarukan merupakan energi yang dihasilkan dari sumberdaya energi yang secara alamiah tidak akan habis dan dapat berkelanjutan jika dikelola dengan baik. Macam sumber energi terbarukan seperti panas bumi, biofuel, panas surya (matahari), angin, biogas, ombak laut, dan suhu kedalaman laut.

Baru Lima Persen. Saat ini, menurut Greenpeace, Pemerintah Indonesia baru memanfaatkan energi terbarukan sekitar lima persen dari total listrik yang digunakan di Indonesia. Selebihnya, masih bergantung pada energi yang bersumber dari minyak, batu bara, dan gas bumi.

Kebijakan pemerintah Indonesia pun masih kurang mendukung pemanfaatan sumber energi terbarukan. Salah satu indikasinya bisa dilihat dari Peraturan Pemerintah Nomor 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional. Dalam Bab II Pasal 2 Peraturan Pemerintah tersebut, target konsumsi energi yang digunakan di Indonesia pada tahun 2025 meliputi:

Indonesia memiliki potensi panas bumi terbesar di dunia yaitu 29,038 GW. Namun demikian pemanfaatannya masih kecil yaitu sebesar 1.189 MW. Pemanfaatan energi terbarukan lainnya yang berasal dari tenaga air, tenaga surya dan tenaga angin masih terbatas. Tenaga air dimanfaatkan hanya 7,54% dari potensi sebesar 75,670 MW. Biomass digunakan hanya 3,25% dari sumber daya 49,810 MW. Sedangkan kapasitas terpasang dari tenaga surya sebesar 13.5MW dan tenaga angin hanya 1.87 MW. Untuk biodiesel hanya dimanfaatkan sekitar 10% dari kapasitas produksi. Sedangkan bietanol produksinya masih relatif kecil.

Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Tentu kita sudah mengenal postulat dari enistein pada relativitas khusus bahwa kecepatan cahaya pada ruang hampa adalah mutlak jika dilihat dari kerangka apapun. Hal ini tentu menimbulkan implikasi seberapapun sebuah partikel ataupun benda bergerak terhadap kerangka yang diam, kecepatan cahaya terhadap partikel ataupun benda yang bergerak akan tetap c.  

Namun Postulat itu akan menimbulkan sebuah paradoks. Sekarang seandainya terdapat 2 buah senter, Senter A dan Senter B. Kedua Senter itu saling berhadap-hadapan  lalu kedua senter itu dinyalakan secara bersamaan. Jika kita tinjau satu foton pada senter A dan satu foton pada senter B. maka pada Foton A tentu akan bergerak dengan kecepatan c dan foton B juga begitu. Pertanyaanya adalah dimanakah foton A dan foton B akan bertemu ?...

Coba kita tinjau pada Foton A. Menurut relativitas einstein kecepatan foton B terhadap foton A akan tetap c bukan c+c  = 2c . Jadi foton b akan bergerak ke arah foton A dengan kecepatan c. Kemudian karena foton A dianggap sebagai kerangka yang diam maka senter B akan bergerak kearahnya dengan kecepatan c juga. maka menurut foton A dia akan bertemu dengan foton B tepat di senter B.

Jawaban yang berbeda akan terjadi jika kita tinjau pada foton B. Foton B akan dianggap sebagai kerangka yang diam .  foton A dan senter A yang akan bergerak ke arah foton B dengan kecepatan c. maka foton B dan foton A akan bertemu tepat di senter A. 

namun akan jadi berbeda lagi jika kita meninjaunya dari luar foton dan senter tadi. Misalnya ada seorang mahasiswa melihat kejadian tersebut. maka secara logika menurut mahasiswa foton A dan Foton B tepat bertemu ditengah-tengah lintasan mereka.

ya, memang membingungkan kenapa terdapat jawaban yang berbeda-beda ketika kita meninjau satu-persatu variable-variable terkait. Siapakah sebenarnya yang benar ???... apakah menurut foton A??... apakah menurut foton B ???... apakah menurut si mahasiswa??. Semua jawaban tampak masuk akal. Namun kalau kita menyadari akar masalahnya, kita hanya akan menemukan satu jawaban yang benar.

kalau kita menyadari, permasalahannya ada pada kapan kedua foton itu akan bertemu, bukan pada dimana dia akan bertemu. karena ketika waktu sudah diketahui, posisi pun juga bisa diketahui. 

menurut hukum gerak galileo maka:

V = S/t

V = kecepatan benda 

S = jarak yang ditempuh 

t = waktu 

ketika kedua foton bertemu maka:

ta=tb
S-x/c=x/c 

(x adalah titik bertemu foton A dan Foton B dihitung dari senter B)
untuk c bisa dibagi jadi :

S=2x
x = 1/2 S

Jadi foton A dan foton B akan bertemu di posisi 1/2 S atau 1/2 dari jarak senter A ke senter B...
Mahasiswalah yang benar...

Lalu pelajaran apa yang bisa kita ambil dari Paradok senter ini?... Sama seperti Paradoks senter ini dalam kehidupan sehari-hari terkadang kita tidak pernah memahami persoalan yang sebenarnya ketika menghadapi masalah. Sehingga masalah menjadi tambah rumit dan tampak tak terselesaikan. Padahal jika kita  bisa berfikir tenang mencari apa akar masalah yang sesunggunya , masalah itu akan mudah terselesaikan. Demikian akhir penjelasan!!! :).

Q.E.D