Topik Utama POTENSI ENERGI LAUT INDONESIA Mira Yosi Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan
[email protected]
SARI Keunikan Negara Indonesia sebagai Negara kepulauan yang membentang di sepanjang ekuator mengandung berbagai macam potensi sumber daya energi. Laut Indonesia menyimpan cadangan energi baru terbarukan yang diharapkan dapat menopang kebutuhan energi nasional yang cukup besar dan energi tersebut tersimpan dalam panas laut, gelombang laut, pasang surut, dan arus laut. Sejak 2006 Badan Litbang ESDM melalui Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan telah melaksanakan pemetaan potensi energi laut, khususnya arus laut. Berdasarkan hasil pengukuran kecepatan arus laut maksimum berkisar 1,3 - 3,0 m/s dan menghasilkan rapat daya sebesar 1,38 - 13,84 kW/m2. Dari sepuluh selat Indonesia yang telah di survei total potensi praktis energi arus pasang surut sebesar 17.989 MW. Gelombang di perairan Indonesia yang dipengaruhi oleh musim barat dan musim timur menghasilkan potensi praktis sebesar 1.995 MW. Sedangkan potensi praktis panas laut untuk 17 lokasi diperoleh total potensi sebesar 41.001 MW. Potensi energi laut di Indonesia yang besar ini apabila dapat dikuasai menjadi energi listrik, maka akan memberikan peranan yang sangat besar menambah pasokan energi terbarukan. Kata kunci : energi laut, arus pasang surut, gelombang, panas laut
1. PENDAHULUAN Indonesia merupakan sebuah Negara kepulauan telah dideklarasikan oleh Perdana Menteri Ir. Djuanda Kartawidjaja, pada 13 Desember 1957. Wilayah laut Indonesia yang seluas 5,8 juta km2 yang merupakan tiga per empat dari keseluruhan wilayah Indonesia. Indonesia merupakan suatu wilayah yang unik di dunia, mempunyai pulau sebanyak 13.466 yang membentang di ekuator antara 5o lintang utara sampai dengan 9o lintang selatan. Sedangkan total garis pantai Indonesia yang sepanjang 99.093 km. Di samping memiliki arti yang sangat strategis bagi kesatuan, persatuan, pertahanan dan kedaulatan Indonesia, kenyataan tersebut merupakan kunci bagi kemajuan Indonesia, modal utama untuk membangun bangsa, dan
54
menempatkan Indonesia sebagai Negara yang dikaruniai sumber daya kelautan yang besar. Laut menyimpan kekayaan energi yang besar yang belum teroptimalkan potensinya. Potensi kekayaan energi laut Indonesia dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sumber daya terbarukan (renewable resources) dan sumber daya tidak terbarukan (non-renewable resources). Sumber daya terbarukan antara lain gelombang, pasang surut, arus laut, angin, OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion), dan sumber daya tidak terbarukan seperti sumber daya minyak dan gas bumi dan berbagai jenis mineral. Proyeksi Pertumbuhan konsumsi energi listrik periode 2013-2022 akan terus meningkat di
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Topik Utama seluruh wilayah Indonesia, diantaranya : untuk Jawa Bali sebesar 7,6% per tahun, Indonesia Timur sebesar 11,2% per tahun, wilayah Sumatera akan meningkat rata-rata 10,6% per tahun. Tingginya pertumbuhan konsumsi energi perlu diimbangi dengan upaya diversifikasi, mengingat sumber energi utama saat ini yang berasal dari fosil terus berkurang dan tidak diimbangi dengan percepatan penemuan cadangan baru.
2. POTENSI ENERGI Energi terbarukan yang berasal dari laut yang antara lain adalah energi arus laut, energi yang timbul akibat perbedaan suhu antara permukaan air dan dasar laut (ocean thermal energy conversion/OTEC), energi gelombang, energi yang disebabkan oleh perbedaan tinggi permukaan air akibat pasang surut dan mikroalga sebagai salah satu biodiesel. 2.1. Energi Arus Pasut Arus laut merupakan gerakan masa air laut secara horizontal dan vertikal yang ditimbulkan
oleh suatu gaya pembangkit tertentu. Arus laut dikategorikan menjadi 2 berdasarkan periodenya, yaitu arus pasang surut dan arus non pasang surut (Gambar 1). Arus pasang surut merupakan arus yang memiliki periode yang teratur karena bergantung pada fenomena pasang surut yang terjadi pada suatu perairan. Sedangkan arus non pasang surut, merupakan arus laut yang kejadiannya tidak periodik. Contoh dari arus non pasang surut antara lain arus densitas, arus geostropik, arus Ekman dan arus sejajar pantai. Berdasarkan informasi tersebut di atas arus laut merupakan gerakan dari masa air baik itu gerakan secara vertikal maupun horizontal. Sedangkan arus pasang surut merupakan pergerakan masa air secara horizontal yang ditimbulkan oleh perbedaan tinggi muka air akibat fenomena pasang surut yang terjadi di laut. Pasang surut air laut terjadi akibat gaya tarik gravitasi benda-benda langit yang beredar mengitari bumi. Energi kinetik yang dihasilkan arus yang dapat menjadi penggerak mula bagi rotor pembangkit listrik. Secara umum, energi yang dapat ditangkap oleh suatu alat bergantung pada ukuran atau diameter rotor dari turbin arus tersebut.
Gambar 1. Skema arus laut
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
55
Topik Utama Badan Litbang ESDM melalui Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan sejak tahun 2006 telah melaksanakan pemetaan energi laut nasional, khususnya arus laut di berbagai selat, diantaranya: Selat Riau, Selat Sunda, Selat Toyapakeh, Selat Lombok, Selat Alas, Selat Molo, Selat Larantuka, Selat Pantar, Selat Boleng, dan Selat Mansuar Raja Ampat (Gambar 2). Di samping melakukan pengukuran arus, dilakukan juga pengambilan data kedalaman dasar laut, pengamatan pasang surut, pengambilan contoh sedimen pemukaan dasar laut, pengukuran sifat fisis air laut, pengambilan contoh air laut, pengamatan kondisi geologi berupa pemetaan karakteristik pantai, pengukuran parameter klimatologi (Gambar 3). Daya yang dapat dihasilkan dari suatu aliran air yang mangalir melewati suatu penampang A dalam arah yang tegak lurus permukaan penampang dapat dibuat persamaan, sebagai berikut (Fraenkel, 2002) :
P A
V Η
= Daya (Watt) = Masa jenis ( kg/m3 ) = Total luas permukaan efektif turbin (m2), yaitu bagian dimana terjadi perpotongan aliran di daerah instalasi turbin = Kecepatan arus ( m/detik ) = Efisiensi turbin ( η = 0,25 melalui percobaan)
Potensi energi laut dibagi ke dalam beberapa kategori dengan mengadopsi kategori yang telah digunakan di Irlandia (Marine Institute and Sustainable Energy Ireland, 2005) yaitu: 1) Sumber daya teoritis (Theoretical Resources) 2) Sumber daya Teknis (Technical Resources) 3) Sumber daya Praktis (Practical Resources) 4) Sumber daya yang dapat diakses (Accessible Resources) 5) Sumber daya yang layak diakses (Viable Accessible Resources)
Gambar 2. Lokasi-lokasi pemetaan dan pemodelan energi arus laut di selat-selat berpotensi Indonesia (P3GL, 2014)
56
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Topik Utama
Gambar 3. Pengukuran data di lapangan Perhitungan potensi sumber daya arus pasut hanya dilakukan sampai tiga tahap, yaitu sumber daya teoritis, sumber daya teknis dan sumber daya praktis. Sumber daya teoritis adalah energi yang terkandung pada lokasi penelitian. Sumber daya teknis merupakan sumber daya teoritis yang dapat dimanfaatkan dengan menggunakan teknologi yang sudah berkembang saat ini. Sedangkan untuk sumber daya praktis adalah sumber daya teknis yang sudah dapat dimanfaatkan setelah mempertimbangkan kendala eksternal, seperti: jalur pelayaran, faktor lingkungan, aksesibilitas, dan lain-lain. Tabel 1 dan Gambar 4 dibawah berikut memperlihatkan hasil perhitungan potensi sumber daya teoritis, teknis, dan praktis untuk 10 lokasi selat. Dari hasil pengukuran arus laut, Selat Larantuka dan Toyopakeh memiliki kecepatan arus yang relatif lebih besar dibandingkan selat lainnya,
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
yaitu.maksimum mencapai 3 m/s, kecepatan ini dapat menghasilkan rapat daya kW/m2 yang juga relatif lebih besar. Total dari 10 selat tersebut diperoleh besarnya potensi praktis energi arus laut sebesar 17.988 MW. 2.2. Potensi Energi Gelombang Energi gelombang adalah energi kinetik yang memanfaatkan beda tinggi gelombang laut, dan salah satu bentuk energi yang dapat dikonversikan menjadi energi listrik melalui parameter gelombangnya, yaitu tinggi gelombang, panjang gelombang, dan periode waktunya (Gambar 6). Energi gelombang laut di Indonesia sangat potensial untuk dimanfaatkan sebagai energi baru dan terbarukan untuk membangkitkan tenaga listrik.
57
Topik Utama Tabel 1. Hasil perhitungan potensi arus pasang surut di 10 selat
No.
Selat
Kec. arus maks. (m/s)
Rapat Daya (kW/m2)
Luas Daerah Potensi (m2)
Potensi Teknis (kW)
Potensi Praktis (kW)
1
Riau
1,39
1,38
55.751.111
96.432.000
24.108.000
6.027.000
2
Sunda
2,63
9,32
21.025.000
36.366.680
9.091.670
2.272.917
3
Toyopakeh
3,00
13,84
2.959.360
5.118.768
1.279.692
319.923
4
Lombok
2,44
7,44
19.107.438
33.049.897
8.262.474
2.065.619
5
Alas
2,90
12,50
60.853.994
105.258.394
26.314.598
6.578.650
6
Molo
1,85
3,24
216.400
374.304
93.576
23.394
7
Larantuka
3,00
13,84
287.500
497.285
124.321
31.080
8
Boleng
1,50
1,73
1.658.610
2.868.877
717.219
179.305
9
Pantar
2,91
12,63
921.600
1.594.080
398.520
99.630
10
Mansuar
1,79
2,94
3.619.998
6.261.465
1.565.366
391.342
287.821.749
71.955.437
17.988.859
Total
Pada dasarnya prinsip kerja teknologi konversi energi gelombang laut menjadi energi listrik adalah mengakumulasi energi gelombang laut untuk memutar turbin generator. Ada 3 tiga metode yang dapat dilakukan pada sistem onshore, yaitu: a. Pelampung (float system): listrik dibangkitkan dari gerakan vertikal dan rotasional pelambung b. Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water Column): listrik dibangkitkan dari naik turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya kolom air ini akan mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang bagian atas pipa dan menggerakkan turbin. c. Wave Surge (channel system). Peralatan ini biasa juga disebut sebagai tapered channel atau kanal meruncing atau sistem tapchan, dipasang pada sebuah struktur kanal yang dibangun di pantai untuk mengkonsentrasikan gelombang, membawanya ke dalam kolam penampung yang ditinggikan. Air yang mengalir keluar dari kolam penampung ini yang digunakan untuk membangkitkan listrik
58
Potensi Teoritis (kW)
dengan menggunakan teknologi standar hydropower. Sistem Off-Shore dirancang pada kedalaman 40 meter dengan mekanisme kumparan yang memanfaatkan pergerakan gelombang untuk memompa energi. Energi Listrik dihasilkan dari gerakan relatif antara pembungkus luar (external hull) dan bandul dalam (internal pendulum). Naik turunnya pipa pengapung di permukaan yang mengikuti gerakan gelombang berpengaruh pada pipa penghubung yang selanjutnya menggerakkan rotasi turbin bawah laut. Daya yang dapat dibangkitkan dari energi gelombang dihitung dengan menggunakan persamaan daya gelombang, yaitu:
P = 0.55 H2S Tz kW/m (Sumber: Indian Wave Energy, n.d) di mana P adalah daya (kW/m panjang gelombang), H adalah tinggi gelombang (m), S adalah perioda (detik), dan Tz adalah zero crossing period.
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Gambar 4. Peta potensi energi arus laut Indonesia (P3GL, 2014)
Topik Utama
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
59
Topik Utama
Gambar 5. Alat pengukur gelombang
Berdasarkan persamaan tersebut di atas dapat diprediksikan berbagai potensi energi dari gelombang laut di berbagai tempat di Indonesia. Dari data tersebut, pantai barat Pulau Sumatera (Aceh sampai dengan Sumatera Barat) berpotensi memiliki energi gelombang laut praktis sebesar 477 MW sedangkan pantai selatan Pulau Jawa, yaitu di Sukabumi memiliki potensi praktis sebesar 391.29 MW. Potensi praktis energi gelombang untuk daerah Kupang Selatan dan Halmahera masing-masing lebih dari 100 MW (Gambar 7 dan Tabel 2). Berdasarkan hasil perhitungan potensi yang ditampilkan dalam Tabel 2 diperoleh besar potensi energi gelombang dari 23 lokasi untuk potensi praktis sebesar 1.995,2 MW.
Gambar 6. Hasil pengukuran gelombang selama 1 bulan (Pelabuhan Ratu, Pebruari 2008)
60
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Gambar 7. Peta potensi energi gelombang laut Indonesia (P3GL, 2014)
Topik Utama
Potensi Energi Energi Laut Laut Indonesia Indonesia ;; Mira Mira Yosi Yosi Potensi
61
Topik Utama 2.3. Potensi Energi Panas Laut Konversi energi panas laut (ocean thermal energy conversion) atau yang lebih dikenal dengan OTEC adalah metode untuk menghasilkan energi listrik menggunakan perbedaan temperatur antara permukaan dan dasar laut. Lautan yang meliputi dua per tiga permukaan bumi, menerima energi panas yang berasal dari penyinaran matahari secara terus menerus. Lautan berfungsi sebagai suatu penampungan yang cukup besar dari energi surya yang mencapai bumi. Pemanasan dari permukaan air di daerah tropis mengakibatkan permukaaan air laut memiliki suhu kira-kira 27 -
30oC. Air permukaan yang hangat ini dipakai dalam kombinasi dengan air yang lebih dingin (5 - 70C) pada kedalaman 500 - 600 meter. Tabel 3 di bawah berikut memberikan hasil perhitungan potensi teoritis, potensi teknis dan potensi praktis untuk 17 lokasi potensial yang telah diukur oleh BPPT. Pengambilan data panas laut adalah dengan menggunakan CTD (Conductivity Temperature Depth), yaitu suatu instrumen yang digunakan untuk mengukur karakteristik air seperti suhu, salinitas, tekanan, kedalaman, dan densitas (Gambar 8).
Tabel 2. Total hasil perhitungan potensi teoritis, potensi teknis, dan potensi praktis energi gelombang
62
No.
Lokasi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Aceh Nias Mentawai Pariaman Painan Kepri Sukabumi Banyuwangi Tanjung Bumi Nusa Penida Gili Trawangan Labuhan Bajo Pontianak Kupang Selatan Makasar P. Lembeh Bitung Ambon Halmahera Sorong Raja Ampat Kendari Biak Timika TOTAL
Potensi Teoritis (MW) 11.320 3.563 12.153 3.020 3.791 11.910 27.731 5.157 33 118 1.773 982 6.066 11.243 6.009 1.351 2.426 9.334 880 4.068 1.288 3.779 13.477 141.472
Potensi Teknis (MW) 639 201 686 170 214 672 1.565 291 2 7 100 55 342 635 339 76 137 527 50 230 73 213 761 7.985
Potensi Praktis (MW) 160 50 171 43 53 168 391 73 0,5 1,7 25 14 86 159 85 19 34 132 12 57 18 53 190 1.995,2
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Topik Utama Tabel 3. Perhitungan potensi teoritis, potensi teknis, dan potensi praktis panas laut
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Area Barat P. Enggano
Panjang Pantai (km)
Potensi nominal (kW)
Potensi Teoritis (MW)
Potensi Teknis (MW)
Potensi Praktis (MW)
118
631.773
74.802
1.895
569
L. Mentawai, timur P.Siberut Samudra Hindia, selatan Panaitan Flores Sea, utara Bali hingga utara Bima
343
631.773
216.698
6.450
2.085
188,7
640.398
120.843
3.842
1.153
950,2
636.078
604.402
19.718
5.916
Laut Banda
600,8
633.924
380.862
12.679
3.804
365
638.236
232.956
7.659
2.298
186,3
631.773
117.699
3.791
1.137
517,1
631.773
326.690
10.740
3.222
644,8
629.626
405.983
13.222
3.967
175,3
636.078
11.505
3.180
954
291,9
636.078
185.671
5.725
1.717
Laut Banda, selatan P. Banda Naira Laut Maluku, barat Kep. Banggai Laut Maluku, selatan Halmahera Selat Makassar, pantai barat Majene – pantai barat Palu Sulawesi Sea, Barat P. Siau, Sangir Timur laut Kep. Bunaken
12
Utara P. Talaud
489,8
638.236
312.608
10.212
3.064
13
L. Halmahera
417,3
636.078
265.436
8.269
2.481
169,4
638.236
108.117
3.191
957
394
640.398
252.317
8.325
2.498
278.2
638.236
177.557
5.744
1.732
551.6
640.398
353.244
11.527
3.458
4.247.389
136.669
41.001
14 15 16 17
Samudra Hindia, selatan Sumbawa hingga selatan Timor Selat Alor dan Selat Ombai Laut Seram, utara P. Seram Samudra Pasifik, utara Irian TOTAL
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
10.809.095
63
Topik Utama UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua anggota Tim Penyusunan Peta Energi Laut Indonesia yang terdiri dari Puslitbang Geologi Kelautan (PPPGL), Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG), Institut Teknologi Bandung (ITB), Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), dan Asosiasi Energi Laut Indonesia (ASELI).
DAFTAR PUSTAKA Farhudin., 1999, Analisis Arus Laut Perairan Teluk Jakarta, Tugas Akhir, Program Studi Oseanografi. Departemen Geofisika dan Meteorologi-ITB, Bandung. Gambar 8. Pengambilan data karakteristik air menggunakan CTD Berdasarkan Tabel 3 diketahui bahwa perhitungan untuk 17 area lokasi telah mendapatkan potensi praktis OTEC sebesar 41.001 MW. Ini belum termasuk titik-titik lain yang belum dilakukan pengukuran, diperkirakan jumlah total potensi panas laut di perairan Indonesia bisa jauh lebih besar dari 40.000 MW. Gambar 9 berikut adalah Peta Potensi Energi Panas Laut dari 17 lokasi di wilayah Indonesia. 3. KESIMPULAN DAN SARAN Besarnya energi yang tersimpan dalam laut Indonesia yang meliputi panas laut, gelombang laut hingga arus laut total mencapai 60.985 MW (potensi praktis). Berlimpahnya potensi energi laut yang berasal dari arus, pasang surut, gelombang, maupun panas laut, diharapkan energi laut ke depan memiliki manfaat yang besar dan penting dalam menyokong kebutuhan energi listrik nasional. Oleh karena itu, pengembangan Pembangkit Listrik berbasis energi laut dapat menjadi salah satu solusi bagi permasalahan ketahanan energi nasional.
64
Fraenkel, P., 2002, Power From Marine Currents, Proceeding of Institution of Mechanical Engineers, 216:1-14, London. Fraenkel, P., 2004, Marine Current Turbines: Feedback on Experience so Far, Bahan Presentasi, Dipresentasikan pada Energies Renouvables en Mer, Brest, France, 20-21 Oktober, 2004. Fraenkel, P., 2006, Tidal Current Energy Technologies, Marine Current Turbines Ltd, 148:145-151, Bristol, United Kingdom. Marine Institute and Sustainable Energy Ireland, 2005, Ocean Energy in Ireland, an Ocean Strategy for Ireland. Report to Department of Communications, Marine and Natural Resources, October 2005. PT. Soilens, 2008, Hydro - Oceanographic And Bathymetric Survey, and Analysis for 3 X 350 MW PLTU Batubara Palabuhan Ratu Power Plant Project at Palabuhan Ratu, Sukabumi, West Java, Indonesia. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan, 2014, Peta Potensi Energi Arus Laut Indonesia.
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Gambar 9. Peta potensi energi panas laut Indonesia (P3GL,2014)
Topik Utama
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
65
Topik Utama Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan, 2014, Peta Potensi Energi Kelautan, 2014, Potensi Energi laut Gelombang Laut Indonesia. Indonesia. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan, 2014, Peta Potensi Energi Panas Kelautan (2014). Ringkasan pemetaan dan Laut Indonesia. Pemodelan Energi Arus Laut di selat-selat berpotensi Indonesia 2006-2013.
66
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
