Energi terbarukan atau renewable energy merupakan alternatif sumber energi yang tersedia di alam yang memberikan solusi atas keterbatasan energi yang berasal dari fosil seperti batu bara, minyak bumi atau petroleum, dan gas bumi.Energi terbarukan merupakan sumber energi yang berasal dari alam dan dapat diperbarui secara terus-menerus atau dalam jangka waktu yang relatif singkat. Berbeda dengan energi fosil yang terbatas dan menghasilkan emisi gas rumah kaca tinggi, energi terbarukan umumnya lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan. Penggunaan sumber energi fosil dapat meningkatkan konsentrasi gas secara drastis pada efek rumah kaca, yang menyebabkan pemanasan global. Pemanasan global ini akan mengakibatkan mencairnya es di kutub dan membuat naiknya permukaan laut. Ini akan memicu potensi tenggelamnya pulau-pulau kecil. Pemanasan global tersebut juga memicu perubahan iklim atau cuaca ekstrem sehingga intensitas badai meningkat dan pola curah hujan berubah, memicu banjir atau kekeringan. Selain itu juga perubahan habitat yang drastis mengakibatkan punahnya fauna dan kerusakan ekosistem. Dengan keadaan tersebut, tentu saja akan berdampak buruk juga untuk kehidupan dan kesejahteraan manusia. Maka, alangkah baiknya jika penggunaan energi fosil juga tidak dilakukan dengan berlebihan. perlu ada alternatif yang digunakan yang lebih ramah lingkungan.
Disamping efek samping penggunaannya terhadap lingkungan, sumber energi fosil memiliki keterbatasan. Cadangan energi fosil (batu bara, minyak, gas) di bumi terbatas dan semakin menipis karena membutuhkan jutaan tahun untuk terbentuk, sementara konsumsi pemakaian energi fosil sangat cepat. Di Indonesia, cadangan terbukti per 2024 tersisa sekitar 31,71 miliar ton batu bara, juga 4,7 miliar barel minyak bumi, dan 54,83 triliun kaki kubik (feet³) gas bumi. Situasi Cadangan Fosil di Indonesia & Dunia menunjukkan bahwa untuk minyak bumi kondisinya semakin menipis. Data menunjukkan cadangan minyak bumi nasional diprediksi hanya bertahan sekitar 9,5 hingga kurang dari 10 tahun ke depan. Kemudian, batu bara Indonesia memiliki cadangan batu bara yang cukup melimpah dan diprediksi masih bertahan sekitar 62,4 tahun lagi dengan tingkat produksi saat ini, sedangkan Gas Alam tercatat 54,83 triliun kaki kubik (feet³).
Tren global saat ini, cadangan fosil dunia diperkirakan akan segera habis karena laju konsumsi manusia yang lebih cepat daripada pembentukannya. Dengan pertimbangan di atas, memang sangat perlu untuk memberdayakan alternatif energi selain energi dari fosil tersebut. Sumber energi inilah yang disebut Energi Baru dan Terbarukan (EBT).
Berdasarkan asal, energi ini dapat digunakan berbagai jenis utama energi terbarukan berdasarkan sumbernya, yaitu:
Energi Matahari
Sistem ini mengubah energi yang diperoleh dari matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan panel surya/solar panel. Panel surya (solar panel) adalah perangkat teknologi yang terdiri dari susunan sel fotovoltaik berbahan semikonduktor (biasanya silikon) yang berfungsi mengubah energi cahaya matahari langsung menjadi energi listrik. Sel fotovoltaik pada panel surya akan menyerap foton dari sinar matahari, yang melepaskan elektron dari atom semikonduktor, menciptakan aliran listrik. Arus listrik yang dihasilkan adalah arus searah (DC), yang kemudian diubah menjadi arus bolak-balik (AC) oleh inverter sehingga bisa digunakan untuk kebutuhan listrik rumah tangga atau industri pada umumnya. Energi yang dihasilkan bisa disimpan dalam baterai untuk digunakan di masa depan. Salah satu kekurangan dari penggunaan solar panel adalah ketergantungan pada sinar matahari untuk mengumpulkan energi matahari dengan efektif. Pada saat musim hujan dan cuaca mendung, solar panel mungkin tidak dapat memberikan energi dengan efektif pada sistem energi.
Secara umum, panel surya dirancang untuk bertahan lama, dengan masa operasional optimal berkisar 25 tahun. Namun, faktor-faktor tertentu dapat mempengaruhi masa optimal. Panel surya umumnya tidak memerlukan perawatan rumit, cukup dibersihkan secara berkala, jadi perawatannya minimal. Jika panel surya terkena hujan, panel tetap bisa menghasilkan listrik, namun dengan efisiensi yang menurun karena sinar matahari terhalang awan, tetapi hujan justru membantu membersihkan debu, sehingga meningkatkan performa setelah hujan reda, dan panel dirancang tahan air serta sedikit miring agar air mengalir dan tidak merusak, asalkan pemasangan dan perawatannya benar.
Sistem yang memanfaatkan solar panel ini sangat cocok diterapkan di skala rumahan dan tidak memerlukan maintenance yang rumit, juga tidak memakan tempat yang luas.
Energi angin.
Sistem ini menggunakan turbin angin untuk mengubah energi gerak dari angin menjadi energi listrik. Cara kerja sistem ini adalah angin memutar bilah turbin, yang kemudian menggerakkan generator untuk menghasilkan energi listrik. Generator beroperasi pada kecepatan tinggi, sering kali menggunakan pengali kecepatan (gearbox) dari putaran bilah yang lebih lambat. Turbin angin dapat ditempatkan di darat (onshore) atau lepas pantai (offshore) tergantung kondisi. Pembangkit energi tenaga angin ini memiliki tantangan, yaitu biaya awal yang tinggi, gangguan pada habitat atau satwa, polusi udara, dan konsistensi kecepatan angin.
Contoh penerapannya adalah di proyek PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu) di Indonesia, yaitu PLTB Sidrap (75 MW) dan PLTB Jeneponto di Sulawesi Selatan. Di luar negeri, Gansu Guazhou Wind Farm (atau Gansu Wind Farm Project) di China diakui sebagai PLTB terbesar di dunia, dengan kapasitas terpasang saat ini mencapai lebih dari 10 GW (Gigawatt) dan direncanakan mencapai 20 GW pada tahap akhir. Pembangkit ini berlokasi di wilayah Gurun Gobi, yang memanfaatkan potensi angin daratan yang masif. Energi air berasal dari aliran sungai, bendungan, atau pasang surut laut untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik.
Energi Air.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah sistem pembangkit energi terbarukan yang mengubah energi potensial dan kinetik air (aliran sungai atau terjunan air) menjadi energi mekanik melalui turbin, yang kemudian diubah menjadi listrik oleh generator. PLTA umumnya menggunakan bendungan (waduk) untuk menampung air dan pipa pesat (penstock) untuk mengalirkan air dengan tekanan tinggi, memberikan sumber energi bersih tanpa emisi karbon, meskipun membutuhkan investasi awal yang tinggi dan lahan yang luas. Contoh penerapan sistem ini adalah PLTA Cirata (Jawa Barat) (1.008 MW) dan PLTA Saguling (700 MW). PLTA terbesar di dunia saat ini adalah Bendungan Tiga Ngarai (Three Gorges Dam) di Sungai Yangtze, Tiongkok. Dengan kapasitas terpasang mencapai 22,5 gigawatt (GW), bendungan ini merupakan pusat pembangkit listrik energi terbarukan terbesar di dunia. Pembangkit yang beroperasi sejak 2003 ini menggunakan 34 turbin generator turbo.
Energi biomassa.
Energi biomassa adalah sumber energi terbarukan yang berasal dari bahan organik makhluk hidup (tumbuhan, hewan, limbah pertanian/hutan) yang baru saja mati atau sisa organik. Biomassa dapat diolah menjadi energi panas, listrik, atau bahan bakar cair/gas (biofuel) yang ramah lingkungan. Potensi bioenergi di Indonesia sangat besar, setara 56,97 GW listrik.
Komponen utama dan sumber biomassa meliputi limbah kayu, kayu bakar, serpihan kayu, serbuk gergaji, limbah pabrik furnitur, tanaman pertanian seperti jagung, kedelai, tebu, rumput, dan alga. Limbah organik termasuk kotoran hewan, limbah makanan, dan sampah perkotaan (biogenik). Biomassa mengubah energi matahari yang tersimpan dalam bahan organik menjadi energi siap pakai. Proses konversinya meliputi:
- Pembakaran langsung yaitu dibakar untuk menghasilkan panas atau uap.
- Gasifikasi yaitu mengubah biomassa menjadi gas sintesis (syngas).
- Fermentasi yaitu mengubah gula/pati menjadi etanol.
- Anaerobic digestion yaitu kotoran hewan diurai oleh mikroba menjadi biogas.
Kekurangan sistem ini adalah tidak seefisien bahan bakar fosil, risiko deforestasi jika tidak dikelola berkelanjutan, serta biaya operasional tinggi. Di Indonesia, biomassa digunakan dalam skema cofiring (pencampuran batubara dengan biomassa) di pembangkit listrik (PLTU) untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi emisi.
Energi geothermal
Energi geothermal atau panas bumi adalah sumber energi terbarukan yang berasal dari panas alami di dalam inti bumi, tersimpan dalam batuan dan cairan. Umumnya digunakan untuk menghasilkan listrik melalui uap panas dari sumur sedalam sekitar 2,5 km yang menggerakkan turbin. Selain itu, digunakan untuk pengeringan hasil pertanian (dry house), pemandian air panas, dan pemanas ruangan.
Indonesia memiliki potensi panas bumi (geothermal) terbesar di dunia, mencapai sekitar 23,6 hingga 27 GW, setara dengan 40% cadangan dunia, yang tersebar di lebih dari 300 titik. Sebagai negara ring of fire, energi ini menjadi andalan untuk transisi ke energi bersih dan beban dasar kelistrikan. Saat ini, pemanfaatan PLTP telah mencapai 2,6-2,7 GW, menjadikan Indonesia produsen terbesar kedua di dunia, namun masih di bawah 10-11% dari total potensi. Estimasi potensi panas bumi Indonesia mencapai 23.600 MW hingga 27.000 MW (23,6 – 27 GW).
Geyser Geothermal Complex di California, Amerika Serikat, adalah pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) terbesar di dunia dengan kapasitas terpasang mencapai lebih dari 900 MW hingga 1.517 MW. Terdiri dari 22 pembangkit listrik, situs ini memasok energi bersih untuk jutaan rumah dan beroperasi di Pegunungan Mayacamas. Kompleks ini mencakup lebih dari 117 km² dengan lebih dari 350 sumur.
Sementara PLTP terbesar di Indonesia, PLTP Sarulla di Sumatera Utara, memiliki kapasitas terpasang sekitar 330 MW – 418 MW. Selain itu, terdapat juga PLTP Wayang Windu di Jawa Barat dengan kapasitas 280 MW. Negara penghasil panas bumi terbesar adalah Amerika Serikat, memimpin dunia dalam kapasitas panas bumi, diikuti oleh Indonesia di posisi kedua.
Kedepannya, sangat diharapkan penggunaan sumber energi terbarukan ini bisa lebih masif dan malah menjadi primary source mengingat manfaat dan ramah terhadap lingkungan. Jika kita tidak ingin kembali ke zaman sebelum adanya minyak bumi, batubara atau gas bumi sebagai bahan bakar kita harus menyiapkan diri untuk menggunakan energi alternatif yang salah satunya adalah energi terbarukan ini. selain kita bisa lebih lama hidup dengan mudah dengan sumberdaya energi ini, kita juga mewariskan bumi ini sebagai lingkungan yang baik dan indah untuk keturunan kita.
