Teknologi Osmosis, Energi Terbarukan Yang Patut Diperhitungkan

Pendahuluan
Hingga saat ini, berbagai upaya telah dilakukan untuk mengatasi krisis energi yang melanda penduduk dunia. Kebutuhan akan energi yang meningkat drastis ternyata tidak diimbangi dengan peningkatan produksi karena masih bersumber pada sumber energi utama yang tidak dapat diperbarui dan mulai menipis. Salah satunya adalah kebutuhan akan listrik, yang saat ini masih diperoleh dari bahan bakar fosil yang memiliki dampak lingkungan seiring penggunaannya yang besar.

Untuk mengatasi masalah dampak lingkungan, berbagai penelitian telah diupayakan untuk memperoleh energi yang ramah lingkungan dan nilai ekonomis yang tinggi, serta daya yang besar. Saat ini, pembangkit listrik dengan konsep renewable energy mulai dikembangkan di negara-negara maju. Teknologi energi osmosis pada pembangkit listrik merupakan salah satu bagian dari renewable energy yang kini telah mulai dikembangkan.

Proses pembangkitan listrik merupakan proses yang melibatkan perubahan energi kinetik menjadi energi listrik dengan memutar rotor pada generator, sehingga diperlukan tekanan untuk memutar rotor. Proses osmosis inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan tekanan tersebut. Teknologi energi osmosis menghasilkan energi stabil yang dapat diandalkan karena tidak dipengaruhi kondisi cuaca. Pembangkit energi osmosis pun dapat dibangun di bawah tanah dan tidak berdampak lingkungan, yakni tidak menyebabkan polusi udara maupun air, serta tidak mempengaruhi keseimbangan flora dan fauna di dasar laut.

Potensi energi osmosis di seluruh dunia diperkirakan mencapai 1700 terawatt hour (TWh) per tahun, setara dengan separuh produksi energi Uni Eropa atau konsumsi listrik Cina tahun 2002. Negara yang berbatasan dengan laut, seperti Indonsia, dapat memanfaatkan energi ini asalkan ada sungai yang mengalir ke laut. Wilayah lautan Indonesia yang seluas 3.257.483 km2 sangat berpotensi untuk diterapkannya pembangkit listrik tenaga osmosis. Tentunya kajian instrumentasi dan ekonomis penerapan energi osmosis sebagai pembangkit listrik di Indonesia ini perlu dilakukan untuk mengetahui sejauh mana penerapannya dapat diimplementasikan di Indonesia.

Konsep Teknologi Osmosis

Osmosis merupakan salah satu sifat yang dimiliki dari fluida untuk berpindah melalui lapisan semipermeable di antara dua fluida dengan kepekatan berbeda. Lapisan ini berfungsi memisahkan dua lapisan dan karena hanya mampu ditembus oleh air, maka partikel padatan terlarut akan tertahan. Akibatnya, gerakan fluida mengalir dari kepekatan rendah menuju kepekatan tinggi hingga mencapai kepekatan yang sama.

Perpindahan fluida akibat aliran fluida dari kepekatan rendah menuju kepekatan tinggi, akan mengakibatkan adanya perubahan volume yang akan menimbulkan tekanan pada fluida yang lebih pekat. Tekanan inilah yang kemudian dimanfaatkan sebagai sumber energi kinetik untuk memutar rotor generator pada pembangkit listrik dengan konsep teknologi osmosis, yakni dapat dengan memanfaatkan air laut.

Konsep teknologi osmosis yang diterapkan pada pembangkit listrik, yakni dengan menyalurkan air tawar dan air laut yang memiliki kandungan garam tinggi menuju bilik yang dipisahkan oleh suatu membran buatan yang hanya dapat dilewati oleh air dan tidak dapat ditembus oleh garam, seperti membran polimer. Molekul garam dalam air laut menarik air tawar untuk menembus membran, sehingga menyebabkan tekanan pada sisi air laut meningkat. Tekanan tersebut setara dengan tangki air setinggi 120 meter atau sama dengan dengan sebuah air terjun yang digunakan untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik.

Teknik Osmosis

Teknik osmosis yang digunakan pada pembangkit listrik memiliki dua tipe berbeda, yakni SHEOPP Converter dan Underground PLO Plant. Pembangkit SHEOPP Converter yang menggunakan air laut sebagai fluida pekat dan air sungai atau dam sebagai fluida kurang pekat, di letakkan di dasar laut karena faktor beda ketinggian dan kadar kepekatan air laut. Prinsip yang sama untuk Underground PLO Plant, hanya bedanya diletakkan di bawah tanah.

Kelebihan Pembangkit Listrik Tenaga Osmosis

Dibandingkan dengan pembangkit listrik lainnya, pembangkit listrik tenaga osmosis memiliki beberapa kelebihan, diantaranya
¤ Tidak memerlukan lahan yang luas, karena memanfaatkan air sungai dan air laut, sedangkan PLTA membutuhkan lahan yang sangat luas sehingga biaya pembangunan dan pemeliharaan instalasi PLTA pun cukup besar
¤ Tidak menghasilkan efek samping atau polusi udara maupun air
¤ Memanfaatkan fenomena alam
¤ Mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil
¤ Aliran sungai dan laut cenderung stabil atau tetap, sehingga tidak mengalami perubahan dalam jangka waktu dekat
¤ Potensi energi yang dihasilkan lebih besar dibandingkan dengan sumber energi angin, karena berat jenis air lebih besar dibandingkan udara
¤ Sangat sustainable, karena tanpa emisi CO2, Nox dan Sox
¤ Dapat menghasilkan listrik yang stabil tanpa terpengaruh kondisi cuaca
¤ Bahan bakunya gratis dan melimpah karena memanfaatkan tenaga air sungai dan air laut

Tantangan Teknologi Energi Osmosis

Saat ini, masih sedikit investor yang berminat mengembangkan pembangkit listrik tenaga osmosis karena permasalahan pada sisi lapisan membran sebagai komponen penting dan faktor biaya yang diperlukan untuk menghasilkan energi listrik per watt-nya. Penelitian untuk menemukan membran yang mampu menarik cukup banyak air agar dapat menciptakan tekanan yang efektif, serta murah dan efisien untuk meningkatkan hasil produksi, mutlak perlu dilakukan. Membran yang digunakan saat pertama kali teknik ini digunakan adalah polyamide. Namun, kini tengah dikembangkan membran baru yang murah, yakni polyethilene plastic sehingga dapat dikomersialkan. Membran yang paling efisien saat ini hanya mampu menghasilkan 3 watt per meter persegi, belum memenuhi standar komersial, yakni 5 watt per meter persegi. Selain itu, muncul biaya produksi, seperti biaya pompa (pumping cost) dan installing cost. Untuk installing cost, sesuai perhitungan yang dibuat oleh ilmuwan, kira-kira mencapai $36.000 per kilowatt.

Perkembangan pembangkit teknologi osmosis hingga saat ini hanya terdapat di beberapa tempat, yakni Perusahaan Statkraft di Tofte, Norwegia (perusahaan pertama di dunia yang memanfaatkan teknologi energi osmosis) dan Eddy Potash Mine di New Mexico. Karena teknologi ini tergolong baru dan hanya dikuasai oleh beberapa negara, maka akan diperlukan pendanaan yang besar untuk mengembangkannya di Indonesia. Sehingga diperlukan penelitian yang lebih mendalam baik dalam hal perancangan alat maupun penentuan tempat yang efektif serta pendanaan untuk riset para ahli yang bersangkutan. Selain itu, diperlukan regulasi pemerintah yang berhubungan dengan tata niaga energi dan perangkat hukumnya sehingga dapat diperdagangkan.
Kesimpulan

Teknologi pembangkit listrik tenaga osmosis merupakan salah satu energi alternatif yang perlu dikembangkan di Indonesia. Konsep yang digunakan cukup sederhana, yakni dengan memanfaatkan fenomena alam. Selain itu, tidak menghasilkan emisi dan tidak membutuhkan pembangunan lahan yang luas. Masih sedikit negara yang memanfaatkan teknologi berbasis maritim ini, salah satunya adalah Norwegia yang potensi maritimnya masih kalah dibandingkan dengan Indonesia. Potensi Indonesia untuk menerapkan teknologi ini sebenarnya cukup besar, yakni kondisi geografis yang berbatasan dengan laut. Namun demikian, hingga kini pembangkit listrik tenaga osmosis tengah dikembangkan. Sehingga untuk saat ini, selain dihadapkan dengan kendala biaya infrastruktur, akan terdapat pula beberapa kendala dalam pengembangannya di Indonesia, seperti kendala tidak adanya subsidi dana untuk riset dan produksi energi alternatif serta belum adanya regulasi dari pemerintah.

Refferensi
http://en.wikipedia.org/wiki/Osmotic_power (26 Maret 2011 / 8:38 PM)
http://www.tempointeraktif.com/hg/sains/2009/11/26/brk,20091126-210625,id.html (26 Maret 2011 / 8:37 PM)
http://www.alpensteel.com/article/53-101-energi-terbarukan–renewable-energy/4178–pembangkit-listrik-tenaga-osmosis-pertama-di-dunia.html (26 Maret 2011 / 8:42 PM)
http://www.nordicenergysolutions.org/inspirational/renewable-energy-where-salt-water-meets-fresh-water (26 Maret 2011 / 8:54 PM)
http://catatanseorangpemuda.wordpress.com/2011/03/31/teknologi-osmosis-energi-terbarukan-yang-patut-diperhitungkan/