Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

MAKALAH

PEMANFAATAN ENERGI KELAUTAN DAN OTEC

Oleh:

MUH.NAWAWI SAMUR

D211 11 300

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Universitas Hasanuddin

Makassar

2015

1

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

ABSTRAK

Krisis energi telah diprediksikan akan melanda dunia pada tahun 2020.

Hal ini dikarenakan semakin langkanya minyak bumi dan semakin meningkatnya

permintaan energi. Untuk itu diperlukan sebuah terobosan untuk memanfaatkan

energi lain, selain energi yang tidak terbarukan. Karena kalau kita tergantung pada

energi tidak terbarukan, maka di masa depan kita juga akan kesulitan untuk

memanfaatkan energi ini karena keterbatasan populasi dari energi tersebut. Untuk

itu akan dicoba untuk menggali informasi tentang tenaga ombak yang sebenarnya

sudah dimanfaatkan oleh banyak negara, termasuk Indonesia. Berdasarkan survei

yang dilakukan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) dan

Pemerintah Norwegia sejak tahun 1987, terlihat bahwa banyak daerah-daerah

pantai yang berpotensi sebagai pembangkit listrik bertenaga ombak. Ombak di

sepanjang Pantai Selatan Pulau Jawa, di atas Kepala Burung Irian Jaya, dan

sebelah barat Pulau Sumatera sangat sesuai untuk menyuplai energi listrik.

Kondisi ombak seperti itu tentu sangat menguntungkan, sebab tinggi ombak yang

bisa dianggap potensial untuk membangkitkan energi listrik adalah sekitar 1,5

hingga 2 meter, dan gelombang ini tidak pecah hingga sampai di pantai.

2

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

DAFTAR ISI

Abstrak…………………………………………………………….…….…..……

2Daftar Isi………………………………………………………….………..

…......3

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ………………………………………………..………4

1.2 Permasalahan …………………………………………….…..………..4

1.3 Tujuan………………………………………………………..………..5

1.4 Manfaat …………………………………………………………...…..5

BAB II PEMANFAATAN ENERGI KELAUTAN

BAB III OTEC

BAB IV KESIMPULAN……………………………………………...………..20

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………..21

3

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Untuk bisa melangsungkan hidupnya, manusia harus berusaha

memanfaatkan sumber daya hayati yang ada di bumi ini dengan sebaik-

baiknya. Akan tetapi penggunaan tersebut haruslah mempunyai tujuan yang

positif yang nantinya tidak akan membahayakan manusia itu sendiri. Sehingga

manusia harus mencari sumber energi alternatif lain untuk menghidupi

kebutuhan sehari-harinya. Misalnya sumber daya hayati yang ada di planet

bumi ini salah satunya adalah lautan. Selain mendominasi wilayah di bumi ini,

laut juga mempunyai banyak potensi pangan (beranekaragam spesies ikan dan

tanaman laut) dan potensi sebagai sumber energi. Energi yang ada di laut ada

3 macam, yaitu: energi ombak, energi pasang surut dan energi panas laut.

Salah satu energi di laut tersebut adalah energi ombak. Sebenarnya ombak

merupakan sumber energi yang cukup besar. Ombak merupakan gerakan air

laut yang turun-naik atau bergulung-gulung. Energi ombak adalah energi

alternatif yang dibangkitkan melalui efek gerakan tekanan udara akibat

fluktuasi pergerakan gelombang.

1.2 Permasalahan

Permasalahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah sabagai

berikut:

1. Bagaimana potensi sumber energi kelautan

2. Bagaimana pemanfaatan energi kelautan

3. Apa itu OTEC

4. Bagaimana cara pemanfaatan OTEC

4

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini adalah sabagai berikut:

1. Memahami potensi sumber energi kelautan di dunia

2. Memahami pemanfaatan energi kelautan

3. Memahami pengertian OTEC

4. Memahami pemanfaatan OTEC

1.4 Manfaat

Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah untuk memberikan

pengetahuan kepada pembaca tentang pemanfaatan energi kelautan dan

OTEC.

5

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

BAB II

PEMANFAATAN ENERGI KELAUTAN

1. Energi Pasang Surut

Energi Pasang Surut adalah energi yang terbentuk oleh gradient pasang dan

surut air laut

Gambar 1 : Pasang Surut Air Laut

Pada dasarnya ada dua metodologi untuk memanfaatkan energi pasang surut:

a. Dam pasang surut (tidal barrages)

Cara ini serupa seperti pembangkitan listrik secara hidro-elektrik yang

terdapat di dam/waduk penampungan air sungai. Tetapi pemanfaatan siklus

pasang surutnya jauh lebih besar daripada air sungai. Dam ini biasanya

dibangun di muara sungai dimana terjadi pertemuan antara air sungai

dengan air laut.

Gamabr 2 : Prinsip Kerja Dam Pasang Surut

6

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

Kekurangan terbesar dari pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah

mereka hanya dapat menghasilkan listrik selama ombak mengalir masuk

(pasang) ataupun mengalir keluar (surut), yang terjadi hanya selama kurang

lebih 10 jam per harinya.

b. Turbin lepas pantai (offshore turbines)

Pilihan lainnya ialah menggunakan turbin lepas pantai yang lebih

menyerupai pembangkit listrik tenaga angin versi bawah laut. Keunggulan

Turbin lepas pantai (offshore turbines) dibandingkan metode pertama yaitu:

lebih murah biaya instalasinya, dampak lingkungan yang relatif lebih kecil

daripada pembangunan dam, dan persyaratan lokasinya pun lebih mudah

sehingga dapat dipasang di lebih banyak tempat.

Beberapa perusahaan yang mengembangkan teknologi turbin lepas pantai

adalah: Blue Energy dari Kanada, Swan Turbines (ST) dari Inggris, dan

Marine Current Turbines (MCT) dari Inggris.

Gambar 3 : Turbin Lepas Pantai

7

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

2. Energi Angin

Energi Angin adalah energi yang terbentuk oleh pergerakan udara yang

memutar kincir angin.

Gambar 4 : Energi Angin Laut

Kelebihan dan kekurangan energi angin

Keuntungan energi angin adalah sumber energi yang bersih dan tidak

mencemari lingkungan. Dari segi ekonomi, energi angin termasuk energi yang

paling murah dari berbagai jenis energi terbarukan lainnya. Dengan

menggunakan energi angin, maka bumi kita tidak akan kehabisan sumber

energi, seperti energi yang kita dapat dari bahan bakar fosil.

Kekurangan energi angin yaitu tidak semua daerah dibumi mempunyai

ketersediaan angin yang cukup. Sehingga menimbulkan harga yang mahal

dalam proses pembuatannya.

3. Energi Gelombang

Energi Gelombang adalah energi yang terbentuk oleh gelombang air laut.

Pada umumnya, potensi energi gelombang air laut yang dapat menghasilkan

listrik dapat dibagi ke dalam 3 jenis potensi energi diantaranya energi pasang

surut (tidal power), energi gelombang laut (wave energy) dan energy panas laut

(ocean thermal energy).

8

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

Energi pasang surut adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan air laut

akibat perbedaan pasang surut. Energi gelombang laut adalah energi yang

dihasilkan dari pergerakan gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya.

Sedangkan energi panas laut memanfaatkan perbedaan temperatur air laut di

permukaan dan di kedalaman.

Dalam pemanfaatan energi gelombang laut, digunakanlah teknologi yang

mengkonversi energi gelombang laut menjadi energi listrik. Prinsip kerja

teknologi yang mengkonversi energi gelombang laut menjadi energi listrik

adalah mengakumulasi energi gelombang laut untuk memutar turbin generator.

Singkatnya proses konversi energi arus atau gelombang laut adalah dengan

memanfaatkan energi kinetik yang ada pada gelombang laut untuk

menggerakkan turbin. Air Ombak naik ke dalam ruang generator.

4. Energi OTEC

Energi OTEC (Ocean Thermal Energy Coversion) adalah konversi energi dari

panas air laut menjadi energi listrik atau energi lainnya.

Sistem kerja OTEC mempunyai kemiripan dengan mesin uap yaitu fluida di

evaporasi dan di kondensasi, perbedaan tekanan yang terjadi inilah yang

memutar turbine dan kemudian menghasilkan listrik. Namun, pada

OTEC menggunakan air laut yang tak terbatas jumlahnya sehingga OTEC

dapat menjadi salah satu sumber energi terbaharukan

9

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

BAB III

OCEAN THERMAL ENERGY CONVERSION ( OTEC )

Konversi energi termal lautan (Ocean Thermal Energy Conversion/OTEC) adalah

metode untuk menghasilkan energi listrik menggunakan perbedaan temperatur

yang berada di antara laut dalam dan perairan dekat permukaan untuk

menjalankan mesin kalor. Seperti pada umumnya mesin kalor, efisiensi dan energi

terbesar dihasilkan oleh perbedaan temperatur yang paling besar. Perbedaan

temperatur antara laut dalam dan perairan permukaan umumnya semakin besar

jika semakin dekat ke ekuator. Pada awalnya, tantangan perancangan OTEC

adalah untuk menghasilkan energi yang sebesar-besarnya secara efisien dengan

perbedaan temperatur yang sekecil-kecilnya.

Gambar 5 : OTEC

Permukaan laut dipanaskan secara terus menerus dengan bantuan sinar matahari,

dan lautan menutupi hampir 70% area permukaan bumi. Perbedaan temperatur ini

menyimpan banyak energi matahari yang berpotensial bagi umat manusia untuk

dipergunakan. Jika hal ini bisa dilakukan dengan cost effective dan dalam skala

yang besar, OTEC mampu menyediakan sumber energi terbaharukan yang

diperlukan untuk menutupi berbagai masalah energi.

10

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

Siklus kalor yang sesuai dengan OTEC adalah siklus Rankine, menggunakan

turbin bertekanan rendah. Sistem dapat berupa siklus tertutup ataupun terbuka.

Siklus tertutup menggunakan cairan khusus yang umumnya bekerja sebagai

refrigeran, misalnya ammonia. Siklus terbuka menggunakan air yang dipanaskan

sebagai cairan yang bekerja di dalam siklusnya.

Prinsip Kerja Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)

Secara sederhana dapat disebutkan bahwa OTEC bekerja dengan memanfaatkan

perbedaan temperatur untuk membangkitkan tenaga listrik dengan cara

memanfaatkannya untuk menguapkan Ammonia atau Freon. Tekanan uap yang

timbul kemudian dipergunakan untuk memutar turbin.

Gambar 6 : Prinsip Kerja OTEC

Adapun prinsip kerja dari OTEC secara umum adalah:

1. Konversi energi panas laut atau OTEC menggunakan perbedaan temperatur

antara permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin, minimal

sebesar 77 derajat Fahrenheit (25°C) agar bisa digunakan untuk membangkitkan

listrik.

11

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

2. Laut menyerap panas yang berasal dari matahari. Panas matahari membuat

permukaan air laut lebih panas dibandingkan air di dasar laut. Hal ini

menyebabkan air laut bersirkulasi dari dasar ke permukaan. Sirkulasi air laut ini

juga dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan energi

listrik.

3. Dalam beroperasinya OTEC, pipa-pipa akan ditempatkan di laut yang berfungsi

untuk menyedot panas laut dan mengalirkannya ke dalam tangki pemanas guna

mendidihkan fluida kerja. Umumnya digunakan ammonia sebagai fluida kerja

karena mudah menguap. Dari uap fluida tersebut selanjutnya akan digunakan

untuk menggerakkan turbin pembangkit listrik. Selanjutnya, uap fluida dialirkan

ke ruang kondensor. Didinginkan dengan memanfaatkan air laut bersuhu 5 derajat

Celcius. Air hasil pendinginan kemudian dikeluarkan kembali ke laut. Begitu

siklus seterusnya. (Zaiki, 2009)

Jenis Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)

1. Closed-Cycle (Siklus Tertutup):

Closed-cycle system menggunakan fluida dengan titik didih rendah,seperti

ammonia, untuk memutar turbin guna membangkitkan listrik. Air laut permukaan

yang hangat dipompa melewati sebuah heat exchanger (penukar panas) di mana

fluida dengan titik didih rendah tadi diuapkan. Fluida yang mengalami perubahan

wujud menjadi uap akan mengalami peningkatan tekanan. Uap bertekanan tinggi

ini kemudian dialirkan ke turbin untuk menghasilkan listrik. Kemudian air dingin

dari dasar lautan dipompa melewati heat exchanger yang kedua, mengembunkan

hasil penguapan tadi menjadi fluida lagi, di mana siklus ini berputar terus

menerus.

12

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

Gambar 7 : Closed Cycle OTEC

2. Open-Cycle (Siklus Terbuka):

Open-Cycle OTEC menggunakan air laut permukaan yang hangat untuk

membangkitkan listrik. Ketika air laut hangat dipompakan ke dalam kontainer

bertekanan rendah, air ini mendidih. Uap yang mengembang menggerakkan turbin

tekanan rendah untuk membangkitkan listrik. Uap ini,meninggalkan garam-garam

di belakang kontainer. Jadi uap ini hampir merupakan air murni. Uap ini

kemudian dikondensasikan kembali dengan menggunakan suhu dingin dari air

dasar laut.

Gambar 8 : Open Cycle OTEC

13

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

3. Hybrid System (Siklus Gabungan):

Siklus hybrid menggunakan keunggulan sistem siklus terbuka dan tertutup. Siklus

hybrid menggunakan air laut yang diletakkan di tangki bertekanan rendah

(vacuum chamber) untuk dijaikan uap. Lalu uap tersebut digunakan untuk

menguapkan fluida bertitik didih rendah (amonia atau yang lainnya) yang akan

menggerakkan turbin guna menghasilkan listrik. Uap air laut tersebut lalu

dikondensasikan untuk menghasilkan air tawar desalinasi.

Gamabr 9 : Hybrid Cycle OTEC

14

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

Kekurangan dan Kelebihan

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.

Kekurangan:

• Belum ada analisa mengenai dampaknya terhadap lingkungan.

• Jika menggunakan amonia sebagai bahan yang diuapkan menimbulkan potensi

bahaya kebocoran.

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

15

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

Benefit Lingkungan dan “Produk Samping” Teknologi OTEC

Sebagai sumber energy terbarukan dan ramah lingkungan, penggunaan OTEC

mengurangi dampak buruk penggunaan energy fosil seperti pembukaan lahan

untuk ekploitasi, emisi gas buang bahan bakar fosil dan limbah lain yang

dihasilkan, dan secara ekologi berdampak positif karena akan memperkaya nutrisi

pada permukaan air laut. Namun begitu, belum ada analisa komprehensif dampak

pengembangan fasilitas OTEC terhadap lingkungan.

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. Pendingin suhu permukaan. Konsepnya adalah residu air dingin yang

dipompakan dari dasar laut dapat digunakan untuk mendinginkan suhu

permukaan dan mengurangi efek pemanasan global, apalagi suhu daerah

tropis yang panas. Aplikasinya bisa bermacam-macam, mulai dari

penggunaan sebagai air conditioner pemukiman warga, dapat juga sebagai

aplikasi pertanian dan perikanan, sehingga dimungkinkan pembudidayaan

produk yang membutuhkan suhu sejuk dalam proses pembudidayaannya.

Selain itu dapat dikurangi efek buruk naiknya temperatur permukaan

seperti badai.

2. Air tawar. Air tawar yang dihasilkan dari proses vaporisasi dan kondensasi

dapat digunakan sebagai konsumsi atau irigasi pertanian terutama untuk

pulau kecil sekitar fasilitas yang sulit mendapat akses air tawar.

3. Nutrisi air laut dalam. Air laut dalam kaya akan nutrient dan rendah

pathogen, sehingga sangat baik untuk budidaya organisme laut.

16

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

Potensi 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 dan

kemungkinan badai yang kecil, sehingga sangat cocok dalam pengembangan

teknologi OTEC. potensi panas yang dihasilkan panas laut sebesar 2,5 x 1023

joule dengan efisiensi listrik 3 persen atau hampir setara 240.000 MW.

Gambar 10 : Potensi OTEC di Indonesia

Perbedaan temperatur antara permukaan dan dasar laut

Selain itu, demografi masyarakat yang tinggal di pulau-pulau kecil atau daerah

pesisir terpencil masih belum tersentuh pengembangan infrastruktur listrik, yang

memang sulit mengembangkan pembangkit di daerah seperti itu. Dengan

pengembangan infrasturktur dan hasil sampingannya seperti ini, diharapkan

pembangunan bangsa juga dirasakan di daerah rural, dengan lebih merata.

Tipikal laut Indonesia dalam dan mempunyai perbedaan temperatur tinggi .

Sehingga OTEC dapat dikembangkan di daerah selatan Pulau Sumatra, Jawa, dan

Bali untuk pengembangan dengan pasar yang besar dan hampir di seluruh

kepulauan daerah Indonesia tengah dan timur untuk menjangkau daerah rural

dengan pasar yang kecil.

17

Pemanfaatan Energi Kelautan dan 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.

Satu kendala lagi adalah ketergantungan terhadap pembangkit listrik berbahan

bakar fosil. Bahkan untuk konversi BBM atau batubara ke gas alam, yang

cadangan dan potensinya besar di Negara ini, itupun membutuhkan proses lama,

dan masih besar keengganan untuk mengembangkan pembangkit energi

terbarukan. Solusinya memang masih subsidi, dan subsidi sangat besar kaitannya

dengan kebijakan, yang kemungkinan tiap 5 tahun bisa berganti.

Gamabr 11 : Laut Indonesia

18

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

BAB IV

KESIMPULAN

Lautan luas, puluhan ribu kilometer panjang bibir pantai, garis ekuator, dan

guyuran sinar matahari sepanjang tahun. Artinya apa? Negeri yang panas, yang

penduduknya terpisah pulau-pulau sehingga pengembangan negaranya menjadi

sulit. Namun, dari semua faktor tersebut ada sebuah potensi energi yang

dinamakan Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), yang di masa depan

dapat dipertimbangkan untuk dikembangkan karena seharusnya disadari, negeri

ini bukan negeri yang kaya sumber energi fosil dan masih saja menggantungkan

kebutuhan energi dan devisa dari sektor ini.

19

Pemanfaatan Energi Kelautan dan OTEC

DAFTAR PUSTAKA

http://www.beritanet.com/Technology/ombak-pembangkit-tenaga-listrik.html

http://kontaktuhan.org/news/news182/ga_41.htm

http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1125749769

http://agusset.wordpress.com/2006/01/05/energi-dari-laut/

http://www.ristek.go.id/index.php?mod=News&conf=v&id=2232

http://geton.nedw.org/pembangkit-listrik-tenaga-ombak/gerakan-tolak-nuklir/

http://portal.djlpe.esdm.go.id/modules/news/index.php?_act=detail&sub=news_m

edia&news_id=839

http://www.indomedia.com/intisari/2001/Sept/khas_infotekno_pompa.htm

http://www.energiterbarukan.net/index.php?

option=com_content&task=view&id=79&Itemid=80

http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1103304274&8

http://www.energiportal.com/mod.php?

mod=publisher&op=viewarticle&cid=37&artid=731

http://www.hamline.edu/apakabar/basisdata/1994/11/16/0008.html

http://www.hupelita.com/baca.php?id=28372

https://ganarfirmannanda.wordpress.com/2013/06/

20