PROSPEK ENERGI LISTRIK DARI LAUTAN

Lautan dapat menghasilkan aneka sumber energi. Disamping pertambangan minyak di lautan, dewasa ini orang juga mengembangkan sumber-sumber energi yang dapat diperbaharui dari potensi lautan (renewable ocean energy).

Untuk itu terdapat 3 jenis sumber energi utama dari lautan yang bersifat terbarukan (renewable), yaitu  :

1.   Konversi Energi Panas Lautan (Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC),

2.   Energi Pasang Surut (Tidal Energy),   dan

3.   Energi Gelombang (Ocean Wave Energy).

Disamping ketiga jenis sumber energi utama tersebut di atas, dari lautan juga dapat dikembangkan energi panas bumi lautan (ocean geothermal, biomassa lautan (marine biomass), angin lepas pantai (off-shore wind), arus lautan (ocean current), gradien garam (salinity gradient) serta kolam surya (solar pond).

Konversi Energi Panas Lautan (OTEC),

Dari berbagai potensi energi di atas, OTEC merupakan potensi energi yang sangat menarik perhatian. Prinsip dari pemanfaatan energi pada OTEC adalah berdasarkan terdapatnya perbedaan temperatur air laut di berbagai lapisannya. Di daerah tropis misalnya, perbedaan antara suhu air laut di permukaan dan di dasar laut dapat mencapai sekitar 25 derajat Celcius, yaitu pada kedalaman 500 meter di bawah permukaan laut. Sehingga jika temperatur di permukaan laut sekitar 35 ^o C, suhu sebesar 35 ^oC tersebut telah dapat dipakai untuk menguapkan suatu cairan yang mempunyai titik didih yang rendah seperti propane. Uap dari cairan yang menguap tersebutlah yang mengembang dengan cepat memberikan tekanan yang besar untuk memutar sebuah turbin. Turbin tersebut kemudian dipakai untuk memutar generator pembangkit tenaga listrik.

Gagasan untuk memanfaatkan perbedaan suhu air laut tersebut pertama kalinya diusulkan oleh Jacques D’Arsonval ,seorang sarjana fisika Prancs, pada tahun 1881. Dalam hal ini D’Arsoncal menyarankan pmenggunakan panas air laut di permukaan untuk menguapkan cairan kerja (working fluid) seperti amonia. Sedangkan untuk mencairkannya kembali, dipompa air dingin ke atas dari kedalaman 1000 meter. Siklus penguapan dan pencairan kembali tersebut akan berulang. Dalam siklus tersebut dipakai evaporator (untuk menguapkan) dan Condensor (untuk mencairkan). Kedua peralatan tersebut dalam ilmu konversi energi biasa disebut sebagai penukar panas (heat exchanger).

Gambar skematis OTEC

Konsep OTEC dari d’Arsonval tersebut pengujiannya dilakukan oleh seorang mahasiswanya ,George Claude. Sedangkan pada tahun 1930 orang berhasil membuat sebuah pembangkit tenaga lisrik OTEC berkapasitas 22 kW di lepas pantai Kuba.

Amerika serikat memulai penelitian OTEC pada tahun 1974, di Pantai Kona, Hawaii. Laboratorium itu merupakan fasilitas penelitian OTEC terbesar di dunia. Hawaii mempunyai  permukaan lautnya yang hangat serta laut dalam yang dingin sehingga cocok untuk pengembangan  OTEC.  Sedangkan Jepang mengembangkan OTEC di Nauru yang menghasilkan 120 kW listrik. Untuk meningkatkan efisiensinya pembangunan instalasi OTEC direncanakan dapat dikembangkan bersama proyek-proyek lain seperti   budidaya lautan dan penyediaan air tawar. 

Energi Pasang Surut (Tidal Energy

Energi pasang surut memanfaatkan sifat lautan yang tinggi permukaannya berbeda pada waktu pasang dan pada waktu surut. Di Prancis, Rusia, Inggris dan Kanada, misalnya, diketahui perbedaan tersebut mencapai 10-16 meter dan terjadi 2 kali setiap harinya. Secara umum agar suatu daerah dapat dimanfaatkan atau dibangun pembangkit listrik tenaga pasang surut (PLTPS) adalah jika terdapat perbedaan antara pasang dan surut minimal 7 meter.

Setelah diperoleh lokasi dengan yang memenuhi syarat beda ketinggian tersebut, maka dicari semacam teluk yang dibuat bendungan di mulutnya sehingga terbentuk waduk penampung air laut. Waduk tersebut dilengkapi dengan saluran untuk menerima air pada saat pasang dan dilengkapi pintu. Pada saat pasang air dari laut mengalir ke waduk tersebut melewati turbin air (sama seperti PLTA) dan menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Demikian juga pada saat surut air kembali ke laut dan menggerakkan turbin.

Gambar turbin bulb (Energy authority of NSW)

PLTPS La Rance, Britanny, Prancis

Dewasa ini Pusat Listrik Tenaga Pasang Surut (Tidal Power Plant) di Muara Sungai La Rence, Prancis, berkapasitas 240 MW dan mulai beroperasi pada tahun 1966. Beda ketinggian antara pasang dan surut adalah 8 m.

Sedangkan PLTPS terbesar kedua di dunia terletak di Annapolis, Nova Scotia, Kanada dengan kapasitas  16 MW   (dari www.  ASELI). PLTPS ini menghasilkan listrik sebesar 30 juta kWh per tahun dengan beda ketinggian 10,3 meter. PLTPS lain dengan kapsitas yang lebih kecil di Kislaya Bay, Rusia (0,4 MW beda tinggi air 2,4 m) dan Jiangxia , China ( 3,2 MW, beda tinggi 7,1 m).

skematis PLTPS La Rance

Energi Gelombang (Ocean Wave Energy).

Sedangkan pemanfaatan energi gelombang lautan bertitik tolak dari terdapatnya gerak air laut yang bergelombang. Gerak gelombang tersebut dapat dikonversikan (diubah) menjadi gerak translasi naik turun, yaitu dengan memakai mekanisme beban dan rakit. Rakit dihubungkan dengan suatu kabel yang melewati katrol dengan beban pemberat. Katrol tersebut digantung pada sebuah dok tetap, sehingga dengan adanya gerak vertikal naik turun dari rakit, katrol akan berotasi (berputar pada sumbunya), yang selanjutnya dihubungkan untuk menggerakkan generator listrik.

Masalah utama dalam pemanfaatan energi gelombang tersebut terletak pada masalah sukarnya penyimpanan energi yang dihasilkan. Disamping itu juga sejauh ini tingkat efisiensi yang dicapai oleh peralatan pengubah energi (converter) masih sangat rendah. Meskipun konsep sistem nya cukup sederhana, namun mewujutkannya dalam rancangan teknik dan instalasi di lapangan tidak mudah.

Berdasarkan sejarah, pemanfaatan  PLTGL  telah dilakukan sejak abad ke-18 oleh  Girard dan anaknya dari Prancis. Selanjutnya pada 1919, Bochaux-Praceique telah memanfaatkan gelombang laut untuk menggerakkan alat pembangkit listrik untuk penerangan rumahnya di Royan, Prancis.

Secara global penelitian dan pemanfaatan potensi energy gelombang laut cukup banyak dilakukan. Di Inggris misalnya antara tahun 1855 sampai 1973 tercatat sekitar 340 paten mengenai teknologi pemanfaatan gelombang laut.  Dari berbagai teknologi pemanfaatan gelombang laut tersebut tercatat 2 teknologi yang banyak dikembangkan, yaitu teknologi Oscillating Water Column dan teknologi Tapered Channel (Tapchan).

Oscillating Water Columb

Teknologi Tapered Channel

Pada teknologi oscillating water column. pembangkitan tenaga listrik dengan melalui 2 tahapan proses. Tahapan pertama, gelombang laut datang menekan udara pada kolom air yang diteruskan ke kolom atau ruang tertutup yang terhubung dengan turbin generator, tekanan udara tersebut menggerakkan turbin generator dan menghasilkan listrik.  Selanjutnya saat gelombang laut meninggalkan kolom air, akan diikuti oleh gerakan menghisap udara dan juga menggerakkan turbin generator pembangkit listrik.

Pada tek­no­logi Tapered Channel (Tapchan), gelombang laut yang datang disalurkan memasuki sebuah saluran runcing yang berujung pada sebuah bak penampung yang diletakkan pada sebuah ketinggian tertentu. Air laut yang berada pada bak penam­pung dikembalikan ke laut melalui saluran yang terhubung dengan turbin generator penghasil energi listrik. Adanya bak penampung maka air penggerak turbin dapat beroperasi secara terus menerus meskipun besar gelombang laut berubah-ubah.

Prospek Pengembangan

Bagi Indonesia potensi untuk dapat memanfaatkan sumberdaya energy lautan di masa mendatang cukup memperlihatkan prospek yang baik.  Hal itu mengingat Indonesia adalah Negara dengan lebih dari 13.000 buah pulau, serta sebagian besar wilayah yang terdiri dari lautan. Panjang garis pantai Indonesia adalah sebesar 81.000 km.

Untuk mengembangkan OTEC misalnya persyaratan beda suhu sebesar 20 ⁰ C  akan mampu dipenuhi Indonesia yang terletak antara 6 0 Lintang Utara dan 11 0 Lintang Selatan, karena air di permukaan laut yang panas di wilayah antara 30 0 LU dan 30 0 LS umumnya dapat mempunyai perbedaan suhu sampai 20 0 C dengan suhu di kedalaman. Disamping itu syarat OTEC yang mengharuskan terletak tidak jauh dari pantai juga dapat dipenuhi. Sejauh ini daerah-daerah yang diketahui memiliki potensi untuk pengembangan OTEC adalah : Lautan Hindia, Laut Banda, Laut Flores, Laut Sawu, Laut Sulawesi, Laut Maluku , serta Lautan Pasific di Utara Papua.

Potensi lainnya adalah pada pengembangan energy pasang surut. Di sejumlah lokasi perairan Indonesia terdapat beberapa tempat yang memenuhi persyaratan beda ketinggian antara saat pasang dan saat surut sebesar 5 meter, antara lain : Pantai Selatan Jawa, Bagan Siapi-api, Teluk Palu, Teluk Bima dan Papua.

Jakarta, 13 Februari 2013

---------------------------