Rangkuman Buku IPAS SMK BAB 3 : Sumber Energi Tidak Dapat Diperbaharui

KOTAKU.ID – Mata pelajaran IPAS merupakan mata pelajaran wajib yang ada di SMK. Pada umumnya IPAS membahas tentang ilmu pengetahuan dan ilmu sosial. Salah satu BAB yang dibahas dalam pelajaran IPAS adalah tentang sumber energi tidak dapat diperbaharui.

Dalam artikel ini kita akan membahas tentang sumber energi tidak dapat diperbaharui. Apa saja itu dan bagaimana pengolahannya? Simak ulasannya dalam artikel berikut ini:

Keberlangsungan energi fosil dan mineral terbatas karena energi ini tidak dapat diperbaharui jika ketersediaan sudah habis. Berikut beberapa sumber energi yang tidak dapat diperbaharui.

1. Minyak Bumi

Kumpulan titik-titik minyak yang masih berwujud lumpur hitam dan belum dapat dimanfaatkan secara langsung disebut dengan minyak tanah (crude oil). Supaya dapat dimanfaatkan minyak tanah tersebut harus diproses melalui proses pengolahan dalam dua tahap yaitu:

A. Pengolahan Tahap Awal

Pengolahan tahap awal dilakukan melalui proses distilasi bertingkat yang dilakukan berkali-kali agar dapat dihasilkan fraksi produk sesuai dengan perbedaan titik didihnya.

Secara umum proses distilasi ini dibagi menjadi lima fraksi, yaitu sebagai berikut ini:

• Fraksi pertama menghasilkan gas yang memiliki titik didih 25 derajat celcius. Gas hasil destilasi kemudian dicairkan kembali dengan menurunkan suhu dibawah 25 derajat celcius. Gas ini disebut dengan liquid petroleum gas (LPG) yang digunakan sebagai bahan bakar kompor dan las serta jenis jenis pembakaran lainnya.
• Fraksi kedua menghasilkan nafta. Produk ini tidak dapat langsung dimanfaatkan, tetapi harus melalui pengolahan tahap kedua hingga menjadi bensin (gasoline) dan produk petrokimia lainnya.
• Fraksi ketiga menghasilkan kerosin dan avtur. Minyak tanah (kerosin) merupakan bahan bakar kompor yang saat ini sudah jarang ditemui, sedangkan avtur merupakan bahan bakar pesawat terbang.
• Reaksi keempat menghasilkan solar sebagai bahan bakar mesin diesel dan berbagai mesin keperluan industri.
• Fraksi kelima menghasilkan residu yang dapat diolah menjadi berbagai produk, yaitu sisa distilasi berupa aspal dan lilin.

B. Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Process)

Proses  pengolahan tahap kedua, antara lain sebagai berikut.

• Perangkatan (cracking) yaitu proses perubahan struktur kimia senyawa hidrokarbon.
• Proses ekstraksi, yaitu pembersihan produk menggunakan pelarut untuk memperoleh hasil yang lebih banyak dengan mutu yang lebih baik.
• Proses kristalisasi, yaitu proses pemisahan produk melalui perbedaan titik leburnya.
• Pembersihan (treating), yaitu pembersihan dari kontaminasi kotoran dengan cara menambahkan soda kaustik (NaOH), tanah liat ata hidrogenasi.

2. Batu Bara

Menurut teori insitu, batubara terbentuk dari pepohonan yang mati, tetapi tidak mengalami pembusukan secara sempurna. Pada umumnya, batu bara terbentuk di hutan basah atau rawa-rawa. Sisa jasad tumbuhan terakumulasi menjadi sedimen organic, proses terbentuknya batu bara terjadi melalui dua tahap, yaitu tahap biokimia dalam proses penggambutan (peatification) dan tahap geokimia dalam proses pembatubaraan (coalification). Melalui proses tersebut, batubara terbentuk dalam berbagai tingkat kematangan.

a. Pengolahan Batu Bara

Pengolahan batubara bertujuan membersihkan kotoran karena keberadaanya  pengotor menyebabkan turunnya nilai kalor atau panas batu bara. Secara umum, pengelolaan batu bara melalui tiga tahap, yaitu persiapan (preparation), pemisah ( concentration), dan dewatering.

Persiapan (preparation)

yaitu proses persiapan yang dilakukan untuk mengurangi ukuran butir-butir batubara sesuai dengan ukuran penggunaannya. Pengurangan ukuran butir biasa dilakukan dengan alat pemecah (crusher) atau penggiling (grinder).

Pemisahan (concentration)

yaitu proses pemisahan antara bat7 bara dan material pengotornya. Proses pemisahan dilakukan dengan metode gravity concentration, yaitu proses pemisahan mineral berdasarkan pengaruh gaya gravitasi. Mineral dalam bentuk, ukuran dan berat jenis yang berbeda akan menjadi mineral yang saling terpisah satu dengan lainnya. Metode pemisahan tersebut, antara lain sebagai berikut:

• Flowing film concentration : proses pengambilan konsentrat berdasarkan specific gravity pada aliran air yang tipis.
• Jigging : proses konsentrasi berdasarkan cepat lambatnya pengendapan antara pengotor dan batu bara.
• Florasi : proses konsentrasi berdasarkan senang atau tidaknya mineral terhadap gelembung udara.

Dewatering

Merupakan proses pemisahan antara cairan dan padatan setelah proses konsentrasi. Proses ini dikelompokan menjadi tiga tahap yakni sebagai berikut.

• Thickening : tahap pertama berupa pemisahan padatan dengan cairan berdasarkan kecepatan mengendapnya batu bara dalam suatu pulp sehingga didapat solid factor = 1 (50% kadar solid)
• Filtration : proses pemisahan padatan dan cairan dengan cara menyaring hingga didapat solid factor = 4 (80% kadar solid)
• Drying : operasi penghilang kadar air dengan pemanasan hingga padatan benar-benar bebas dari cairan (100% kadar solid)

b. Pemanfaatan Energi Batubara

Pemanfaatan energi batubara sebagai sumber energy bahan bakar mengalami perkembangan yang sangat pesat seiring kemajuan teknologi pada bidang energy tambang dan mineral. Beberapa manfaat batu bara diantara sebagai berikut ini:

1. Bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Uang (PLTU). Sektor pembangkit listrik ini menggunakan batubara sebagai bahan bakarnya. Hal ini dikarenakan batu bara tidak perlu diolah lebih lanjut terlebih dahulu.jenis batubara tingkat rendah pun dapat digunakan sebagai bahan bakar boiler tersebut.
2. Pemanfaatan pada Industri Semen. Seiring meningkatnya harga bahan bakar minyak, industri semen mulai beralih menggunakan batu bara sebagai bahan bakar. Keuntungan lain dari pengguna batu bara, yaitu bahan bakar abu dari sisa pembakaran batubara dapat menjadi bahan baku pada pembuatan semen. Hal ini karena resiko dari prose spembakaran batubara secara sempurna terdiri dari 15-21% Al203, 25-40% SiO2, 20-45% Fe2o3, dan 1-5% CaO.
3. Briket baru abra. Briquet batubara berfungsi sebagai pengganti arang yangs erring digunakan untuk keperluan kuliner. Contohnya, pada pembuatan barbeku atau ikan bakar. Keuntungan menggunakan briket adalah menghasilkan api yang lebih stabil dan tahan lama dari pada arang konvensional. Penggunaan briket juga meminimalkan asap hasil pembakaran karena kadar air pada briket lebih rendah daripada kadar air dalam arang.
4. Dimetil Eter (DME). DME merupakan gas hasil proses gasifikasi materi batubara. Potensi DME sangat besar sebagai pengganti LPG, baik kepentingan rumah tangga maupun industri. DME diyakini lebih ramah lingkungan karena proses pembakarannya tidak menghasilkan sulfur, menghasilkan api biru dan tidak merusak lapisan ozon.
5. Batu bara cair (coal liquid). Saat ini telah ditemukan metode pencairan batubara yang berpotensi menggantikan bahan bakar minyak. Proses pencairan batubara dapat dilakukan melalui empat cara yaitu sebagai berikut.

• Pirolisis yaitu proses pemanasan batu bara dengan suhu lebih dari 400 derajat celcius. Proses ini menghasilkan arang (char), cairan (liquid) dan gas. Proses ini merupakan proses yang paling sederhana, tetapi dipandang kurang efektif karena lebih dominan menghasilkan arang daripada cairan.
• Solvent extraction yaitu proses yang dilakukan dengan mencampurkan batu bara dengan pelarut (solvent) untuk menghasilkan cairan pada suhu hingga 500 derajat celcius dan tekanan hingga 5000 psi.
• Catalytic liquefaction, yaitu proses pencairan batubara menggunakan katalis sebagai zat penambah hydrogen. Katais dapar berupa besi (III) oksidan (Fe2o3), seng(III) klorida (ZnCl2), dan timah (II) Klorida (SnCl2).
• Konversi batubara menjadi cair (indirect liquefaction) yaitu rise konversi batubara menjadi cair yang dilakukan melalui dua tahap konversi. Pertama batubara direaksikan dengan uap air (H2O) dan oksigen(O2)untuk mendapatkan gas karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H2). Kedua gas dimurnikan untuk membersihkan unsur S, N dan pengotor lainnya. Hasil direaksikan dengan katalis untuk dikonversi menjadi cair.

3. Sumber Energi Nuklir

Beberapa unsur raiokatir merupakan sumber energi nuklir yang keberadaanya tidak dapat diperbaharui. Walaupun bahan radioaktifnya relatif kecil, potensi engeri nuklir yang dihasilkan bisa sangat besar. Unsur radioaktif yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energy adalah isotop uranium-235(235U) dan isotope plutonium-239 (239Pu) pada reaksi fisi (pemecahan inti) sedangkan pada reaksi fusi (pengambilan inti) menggunakan deuterium (2H) dan tritium (3H0 yang merupakan isotop dari hidrogen (1H). kehadiran teknologi nuklir merupakan solusi alternatif dari krises energ seirng menipisnya cadangan energi fosil.

Energi yang dihasilkan oleh reaksi nuklir milyaran kali lebih banyak dibandingkan energi fosil dengan 1 gram bahan bakar nuklir setara 8 ton bahan bakar minyak. Dampak dari pembangkit energi nuklir sangat besar apabila tidak ditangani dengan benar. Bahan nuklir memiliki sifat radioaktif yang sangat berbahaya bagi kehidupan. Apabila terjadi kegagalan reactor ledakan yang lebih hebat layaknya bom nuklir dapat terjadi.