SMP KELAS IX
PLTA umumnya terletak di daerah berbukit di mana bendungan dapat
dibangun dengan mudah sehingga akan menghasilkan reservoir air yang
besar. Pada pembangkit listrik tenaga air, kepala air atau sumber sungai
Gambar 18 Cara Kerja PLTA
Sumber: https://www.masdayat.net/
dibuat dengan membangun sebuah bendungan di area sungai atau danau,
dimana dari bendungan tersebut maka air akan dialirkan ke turbin air.
i. Cara kerja PLTA
Cara kerja PLTA pada dasarnya adalah dengan mengubah energi air
menjadi energi listrik. Air menjadi sarana potensial yang bisa
digunakan untuk menggerakkan turbin, lalu air yang ada di
bendungan akan turun ke dalam lubang untuk memutar turbin.
Perputaran turbin tersebut akan menghasilkan energi mekanik yang
dikonversi melalui generator menjadi energi listrik. Setelah itu, cara
39
SMP KELAS IX
kerja PLTA berikutnya diteruskan ke power suplay listrik dan akan
disambungkan oleh kabel.
Umumnya, kabel tersebut dibentangkan dan ditahan oleh sutet, lalu
dibagi ke daerah atau diteruskan ke rumah penduduk. Selain itu, air
yang sudah melewati turbin akan disalurkan ke sungai agar bisa
dimanfaatkan oleh warga sebagai sumber kehidupan.
ii. Komponen dalam PLTA
Cara kerja PLTA tentunya membutuhkan beragam komponen penting agar
bisa menghasilkan energi. Melansir Merdeka, berikut beberapa komponen
yang mendukung cara kerja PLTA:
a) Bendungan. Bendungan merupakan salah satu komponen PLTA
yang paling penting. Bendungan berfungsi untuk menampung air
dalam jumlah besar karena turbin membutuhkan pasokan air yang
cukup dan stabil. Selain itu, bendungan juga berperan untuk
mengendalikan banjir.
b) Pipa. Dalam cara kerja PLTA, pipa berfungsi untuk menyalurkan dan
mengarahkan air ke cerobong turbin. Adapun pipa pusat dipasang
pada bak penenang minimal 10 cm. Sementara itu, ujung yang lain
diarahkan pada cerobong turbin.
c) Turbin. Fungsi turbin dalam cara kerja PLTA yaitu untuk mendorong
dan memutar bolang-baling digantikan oleh air untuk memutar turbin.
Langkah berikutnya, turbin akan mengkonversi energi potensial yang
disebabkan gaya jatuh air menjadi kinetik. Tanpa turbin, cara kerja
PLTA tidak akan efektif.
40
SMP KELAS IX
d) Generator. Generator adalah suatu alat yang dihubungkan dengan
turbin melalui gigi-gigi putar sehingga baling-baling turbin berputar,
generator juga akan ikut berputar. Alat ini memanfaatkan perputaran
turbin untuk memutar kumparan magnet di dalam generator, sehingga
terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan timbulnya arus listrik
AC.
e) Jalur Transmisi. Jalur transmisi berfungsi untuk mengalirkan arus
listrik dari PLTA ke rumah-rumah atau industri. Sebelum listrik
dikonsumsi, terlebih dahulu tegangannya di turunkan dengan
transformatir step down.
Aktivitas Siswa: Diskusi
Setelah menyimak Gambar 20, diskusikanlah secara berkelompok 3-
4 orang tentang cara kerja PLTA hingga mendapat aliran listrik.
Setelah selesai berdiskusi, presentasikan hasilnya di depan kelas
iii. PLTA di Indonesia
Air merupakan salah satu bagian penting dalam industri energi
terbarukan yang dimanfaatkan untuk hajat hidup orang banyak baik
untuk irigasi maupun listrik rumah tangga di wilayah pedesaan.
Sebagai negara maritim, pemanfaatan air sebagai sumber energi pun
sudah sepantasnya dimanfaatkan untuk banyak kepentingan
sehingga tidak bergantung dengan energi fosil dan uap.
Untuk memenuhi kebutuhan sumber energi terbarukan,
terdapat beberapa PLTA yang berfungsi sebagai pembangkit listrik
maupun saluran irigasi.
41
SMP KELAS IX
Berikut beberapa PLTA yang terdapat di Indonesia
Waduk Cirata, Jawa Barat
Gambar 19 Waduk Cirata
Sumber: https://www.liputan6.com/
PLTA Cirata terletak di daerah aliran sungai (DAS) Citarum di Desa
Tegal Waru, Kecamatan Plered, Kabupaten Purwakarta, Jawa Barat.
Latar belakang pendirian PLTA ini, dengan letak sungai Citarum yang
subur, bergunung-gunung dan dianugerahi curah hujan yang tinggi.
Pembangunan proyek PLTA Cirata merupakan salah satu cara
pemanfaatan potensi tenaga air di Sungai Citarum yang letaknya di
wilayah kabupaten Bandung, kurang lebih 60 km sebelah barat laut
kota Bandung atau 100 km dari Jakarta melalui jalan Purwakarta
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Cirata merupakan PLTA
terbesar di Indonesia. PLTA ini memiliki konstruksi power house di
bawah tanah dengan kapasitas 8x126 Megawatt (MW) sehingga total
42
SMP KELAS IX
kapasitas terpasang 1.008 Megawatt (MW) dengan produksi energi
listrik rata-rata 1.428 Giga Watthour (GWh) pertahun.
PLTA tersebut merupakan pembangkit yang dioperasikan oleh anak
perusahaan PT Perusahaan Listrik Negara (PLN persero) yaitu PT
Pembangkitan Jawa Bali (PJB).
PLTA Musi
ambar 20 PLTA Musi
Sumber: https://jelajah.kompas.id/
Pembangkit Listrik Tenaga Air Musi menjadi penyumbang terbesar
terhadap cakupan bauran energi baru terbarukan di wilayah selatan
Pulau Sumatera. Namun pada PLTA ini mesti dijaga bersama dari
ancaman sampah domestik dan penurunan kualitas air.
Sungai Musi tidak hanya dimanfaatkan sebagai sumber transportasi
saja, melainkan juga dimanfaatkan sebagai salah satu PLTA di
Indonesia dengan pembangkit listrik sedalam 400 mdpl.
43
SMP KELAS IX
PLTA Musi mampu membangkitkan energi listrik sebesar 1,150
GWh per tahun dengan kemampuan suplai listrik antara 150 Kv
sampai dengan 275 Kv.
PLTA Jatiluhur
Gambar 21 Waduk Jatiluhur
Sumber: https://ekonomi.bisnis.com/
Bendungan Jatiluhur merupakan bendungan terbesar di Indonesia,
membendung aliran Sungai Citarum di Kecamatan Jatiluhur,
Kabupaten Purwakarta, Provinsi Jawa Barat. bendungan ini
membentuk waduk dengan genangan seluas kurang lebih 83
kilometer persegi dan keliling waduk 150 km pada elevasi muka air
normal lebih 107 m di atas permukaan laut (dpl).
Waduk ini memang benar-benar serbaguna. Selesai dibangun tahun
1967, air waduk menyuplai kebutuhan sekitar 242.000 hektar sawah
di Bekasi, Karawang, Subang, dan sebagian Indramayu. Produksi
listrik dari enam turbin Pembangkit Listrik
44
SMP KELAS IX
Tenaga Air Jatiluhur berkapasitas terpasang 187 megawatt. Area
genangannya juga menjadi lahan penghidupan dengan lebih dari
13.000 petak keramba jaring apung.
45
SMP KELAS IX
SCAN HERE!
Setelah membaca kutipan berita diatas,
dapatkah kamu menganalisis mengapa hal
tersebut dapat terjadi? Mari menganalisis
penyebabnya dengan melakukan aktivitas
pembelajaran menggunakan Trainer
Renewable Energy. Scan QR Code
disamping untuk memulai aktivitasmu!
46
SMP KELAS IX
D. Biomassa
Sumber: https://cangkangsawit.id/
Gambar 22 Contoh Biomassa
Mungkin beberapa dari kamu baru dengar sama yang namanya biomassa.
Apa biomassa itu? Biomassa, dalam industri produksi energi, merujuk pada
bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai
sumber bahan bakar atau untuk produksi industrial. Biomassa adalah bahan
yang berasal dari makhluk hidup, termasuk tanaman, hewan dan mikroba.
Menjadikan biomassa sebagai sumber untuk memenuhi berbagai kebutuhan
menjadi sangat menarik sebab biomassa merupakan bahan yang dapat
diperbaharui. Contoh biomassa meliputi pohon, tanaman produksi dan
residu serat-serat tanaman, limbah hewan, limbah industri dan limbah-
limbah lain yang berupa bahan organik. Pemanfaatan energi biomassa yang
sudah banyak saat ini adalah dari limbah biomassa itu sendiri, yakni sisa-
sisa biomassa yang sudah tidak terpakai, bekas tebu kering, tangkai jagung,
tangkai padi dan sebagainya.
i. Sumber Daya
Sumber daya biomassa berasal dari berbagai spesies tanaman darat dan
tanaman laut. Biomassa dapat diiperoleh melalui pertanian, perkebunan,
limbah residu, limbah industri, dan kotoran hewan. Berdasarkan siklus
47
SMP KELAS IX
karbon yang memanfaatkan fotosintesis, sumber daya biomassa bersifat
tidak terbatas dan dapat digunakan berulang kali. Sumber daya biomassa
yang berkelanjutan sepenuhnya dipengaruhi oleh ekosistem tanaman yang
memperhatikan faktor panen, laju pertumbuhan dan perlindungan
lingkungan.
ii. Komponen Penyusun Biomassa
a) Selulosa
Sebagian besar kandungan biomassa tersusun dari senyawa selulosa.
Persentase kandungan berbeda-beda pad tiap jenis tanaman dengan
kisaran mencapai 33% hingga 90. Selulosa
memiliki polimer dari glukosa dengan panjang rantai hingga
10.000 molekul. Pada kayu kering dengan massa jenis yang padat,
kandungan selulosa mencapai 40% hingga 44%. Peran selulosa dalam
biomassa adalah sebagai penghasil tar selama proses pirolisis
b) Hemiselulosa
Hemiselulosa merupakan polimer yang terdiri dari senyawa glukosa
dengan lima atom karbon. Persentase hemiselulosa di dalam biomassa
mencapai 15% hingga 35%. Kandungan hemiselulosa mengalami
penurunan lebih cepat dibandingkan dengan selulosa
dan lignin selama proses pirolisis. Hemiselulosa dapat menghasilkan
gula arabinosa dan furfural apabila mengalami perebusan dengan
temperatur 200 ˚C.
c) Lignin
Biomassa memiliki makromolekul pengikat yaitu lignin yang merupakan
makromolekul dari senyawa dasar fenolik. Lignin merupakan komponen
48
SMP KELAS IX
utama penyusun dinding sel kayu, kedua terbanyak setelah selulosa.
Lignin terdapat diantara sel-sel yang berfungsi sebagai perekat untuk
mengikat sel-sel bersama-sama, dan di dalam dinding sel yang
seringkali berasosiasi dengan selulosa untuk memberikan ketegaran
pada sel.
d) Pati
Pati merupakan polisakarida yang mengandung glukosa dan terikat
oleh glikosida. Sebagian besar jenis pati dapat larut di dalam air panas,
sedangkan sebagian lainnya tidak dapat larut.Pati memiliki nilai yang
tinggi pada makanan sehingga dapat ditemukan pada biji, umbi, atau
batang pada tanaman. Pati murni adalah bubuk putih tidak berbau
yang tidak larut dalam air dingin atau alkohol. Zat ini secara alami ada
pada biji-bijian dan umbi-umbian. Pembentukan pati pada tumbuhan
merupakan hasil dari proses fotosintesis untuk menghasilkan dan
menyimpan glukosa (gula primer) yang bermanfaat bagi pertumbuhan
dan reproduksi tumbuhan.
Dalam jumlah banyak, pati dihasilkan dari dalam daun hijau sebagai
bentuk penyimpanan sementara produk fotosintetik. Pati juga disimpan
dalam cadangan makanan tumbuhan permanen, dalam biji, sinar
sentral, kulit kayu, akar dan umbi abadi. Pati merupakan 50-65% berat
kering bibit gandum dan 80% bahan kering umbi kentang
e) Protein
Protein merupakan senyawa makromolekul dengan
kandungan asam dipolimerisasi yang tinggi. Sifat-sifat protein
ditentukan oleh jenis asam dipolimerisasi dan derajat keasaman.
49
SMP KELAS IX
Dalam biomassa, jumlah protein lebih sedikit dibandingkan dengan
selulosa, hemiselulosa dan lignin.
f) Komponen organik dan anorganik
Dalam biomassa, komponen organik dan anorganik ditemukan dalam
jumlah yang sangat sedikit. Komponen organik yang utama
ialah gliserida dan sukrosa, sedangkan sisanya
yaitu alkaloid, pigmen, terpena, dan bahan berlilin. Komponen
anorganik berupa abu yang tersusun dari
unsur kalsium, kalium, fosforus, magnesium, silikon, aluminium, besi,
dan natrium.
iii. Jenis Biomassa
a) Biomassa kayu merupakan biomassa yang berbentuk kayu pohon yang
diperoleh dari hasil penebangan hutan. Selain itu, biomassa kayu juga
berbentuk sisa-sisa kayu yang tidak diperlukan dalam
industri kehutanan. Pohon-pohon yang ditebang tidak memiliki
nilai komersial sehingga dapat dijadikan
b) sebagai bahan energi biomassa. Pohon yang ditanam sebagai hutan
penghasil biomassa dibuat berjarak agar tunggul pohon memiliki ruang
untuk mengalami pertumbuhan. Pada iklim sedang, siklus penebangan
diulang dalam jangka waktu berkisar 50 hingga 100 tahun.
c) Biomassa herba
Biomassa herba merupakan biomassa yang berbentuk tanaman
liar, tanaman pangan, residu tanaman pangan, rumput, bambu,
dan legum. Rumput merupakan biomassa herba yang dapat
menghasilkan bahan energi dalam waktu yang singkat. Legum
50
SMP KELAS IX
merupakan biomassa herba yang ramah lingkungan karena mampu
mengikat nitrogen melalui bantuan bakteri rhizobium s ehingga
mengurangi penggunaan pupuk kimia nitrogen dalam produk
biomassa.
d) Tanaman Gula dan Pati
Biomassa dalam bentuk gula dan pati dapat diubah menjadi biofuel.
Limbah residu yang mengandung selulosa dan hemiselulosa pada pati
dan gula dapat diubah menjadi glukosa melalui proses fermentasi.
Tanaman pati yang dapat menjadi biomassa secara langsung
yaitu padi, kentang, ubi jalar, gandum, barli, ubi kayu, dan sagu.
Sedangkan tanaman gula yang dapat menjadi biomassa secara
langsung yaitu tebu dan bit gula.
e) Biomassa Penghasil Minyak
Biomassa penghasil minyak merupakan biji atau buah tanaman yang
dapat menghasilkan lemak dan minyak. Jenis biomassa ini digunakan
untuk bahan makanan, bahan baku industri, dan pengganti minyak
diesel mineral dalam produksi biodiesel. Biomassa penghasil minyak
yang utama adalah kedelai, sesawi dan kelapa sawit.
iv. Pemanfaatan Biomassa
51
SMP KELAS IX
Gambar 23 Ilustrasi Energi Biomassa
Sumber: https://www.mongabay.co.id/
a. Sumber Energi Terbarukan
Biomassa merupakan salah satu bahan baku dalam
produksi bioenergi. Sumber biomassa yang digunakan pada
bioenergi berasal dari sampah kota. Biomassa menghasil energi
primer yang berbentuk cair sebagai bahan bakar nabati. Pada
bentuk gas, biomassa digunakan sebagai biogas, sedangkan dalam
bentuk padat biomassa dimanfaatkan sebagai biobriket. Ketiga
energi primer ini dimanfaatkan sebagai bahan bakar untuk
sarana transportasi atau industri. Selain itu, energi primer ini dapat
diubah lagi menjadi energi sekunder yaitu energi listrik berbahan
bakar nabati. Penggunaan biomassa untuk menghasilkan produk
bioenergi tidak memerlukan proses khusus dan dapat langsung
digunakan sebagai energi primer.
b. Bioproduk
52
SMP KELAS IX
Biomassa juga digunakan untuk menggantikan bahan bakar
minyak pada kendaraan bermotor dengan produksi bioetanol.
Selain itu, biomassa dapat menghasilkan energi panas dan energi
listrik dengan pembuatan biogas, gas sintesis, dan biopellet.
Penerapan teknologi kilang hayati pada biomassa dapat
menghasilkan bioetanol dengan biaya produksi yang murah. Selain
itu, cara ini dapat menghasilkan energi sekaligus produk
sampingan. Bahan baku yang digunakan pada konversi biomassa
menjadi bioetanol berasal dari limbah pertanian atau limbah
perkebunan yang mengandung pati atau lignoselulosa.
c. Teknologi Gasifikasi
Biomassa dimaanfaatkan selama proses gasifikasi untuk
menghasilkan gas bahan bakar. Proses pembentukan gas dilakukan
melalui reaksi kimia pada temperatur tinggi antara biomassa dengan
agen gasifikasi. Bahan agen gasifikasi dapat berupa udara, oksigen,
atau uap air. Proses pembentukan gas bahan bakar pada biomassa
memanfaatkan proses pirolisis. Biomassa dijadikan sebagai umpan
gasifikasi karena memiliki komponen utama berupa karbon,
hidrogen dan oksigen.
Pemanfaatan biomassa dalam teknologi gasifikasi memperhatikan
karakteristik kadar air, bentuk partikel dan ukuran partikel. Kadar air
biomassa tidak lebih dari 30% dan dapat dicapai dengan
pengeringan. Pada biomassa kering udara, kadar air berkisar antara
10–15%. Partikel biomassa harus menyerupai bentuk bulat
atau kubus. Partikel berbentuk pipih atau serbuk tidak boleh
digunakan karena dapat menghambat aliran gas di dalam reaktor.
53
SMP KELAS IX
Partikel biomassa yang digunakan sebagai umpan gasifikasi harus
berukuran antara 0,5 – 5,0 cm. Kepadatan massal partikel biomassa
minimum 250 kg/m2. Ukuran partikel biomassa dibedakan menjadi
partikel besar, partikel kecil, partikel serampangan, dan kebun energi
atau tumpang sari. Pada partikel besar, densitas partikel tinggi
dengan kadar air < 30% dan kadar abu rendah.
v. Dampak Penggunaan Biomassa
Biomassa termasuk bahan bakar karbon netral sehingga tidak
menghasilkan efek rumah kaca. Pembakaran biomassa hanya akan
menghasilkan karbon dioksida yang sama seperti pada
penggunaan bahan bakar fosil. Penyeimbangan karbon dioksida
didapatkan melalui penanaman kembali tanaman baru yang akan
menyerap karbon dioksida. Biomassa juga memberikan
permasalahan pada penggunaan lahan yang luas untuk pembuatan
kebun energi. Penggunaan biomassa sebagai sumber energi
terbarukan akan mengurangi jumlah lahan pertanian dan hutan
produksi.
Diskusi
Setelah Anda membaca uraian materi di atas tentang masalah energi dan
dampak lingkungan sebagai akibat dari ketergantungan bahan bakar fosil,
diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut ini.
1. Apa yang menjadi kelebihan dan kekurangan dari penggunaan
biomassa
2. Apakah biomassa ini dapat menjadi energi alternatif untuk
menggantikan energi fosil?
Komunikasikan hasil diskusi kelompok anda di depan kelas
54
SMP KELAS IX
Rangkuman
Energi terbarukan merupakan sebuah sumber energi yang berasal dari alam
yang mampu digunakan dengan bebas, mampu diperbarui terus-menerus
serta tak terbatas. Terdapat beberapa contoh energi yang dapat digunakan
untuk menghasilkan energi yaitu Air, Angin, Matahari, Panas Bumi, dan
Biomassa.
Untuk mengubah energi tersebut menjadi listrik, memerlukan beberapa alat
yaitu:
a. PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
PLTA umumnya terletak di daerah berbukit di mana bendungan dapat
dibangun dengan mudah sehingga akan menghasilkan reservoir air yang
besar. Pada pembangkit listrik tenaga air, kepala air atau sumber sungai
dibuat dengan membangun sebuah bendungan di area sungai atau
danau, dimana dari bendungan tersebut maka air akan dialirkan ke turbin
air.
b. PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya)
Jenis energi yang satu ini berasal dari proses penangkapan energi radiasi
tenaga surya atau sinar matahari, kemudian mengubahnya menjadi listrik,
panas, atau air panas. Untuk mendapatkan aliran listrik, panas matahari
akan diserap menggunakan solar panel (panel surya) kemudian
mengubahnya menjadi tenaga listrik.
c. PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu)
55
SMP KELAS IX
Pembangkit listrik tenaga bayu adalah jenis pembangkit listrik yang
mengubah tenaga angin menjadi energi listrik. Transformasi energi
dilakukan dengan memanfaatkan hembusan angin untuk memutar kincir
angin yang terhubung dengan turbin angin.
d.PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi)
Hingga saat ini terdapat 13 PLTPyang beroperasi di Indonesia dengan
kapasitas tersebar di PLTP Salak, Jawa Barat.
56
SMP KELAS IX
KEGIATAN BELAJAR 3
Sumber-Sumber Energi
Tak Terbarukan
A. Indikator Pembelajaran
Setelah mempelajari materi bab Sumber-sumber Energi Tak
Terbarukan , diharapkan siswa dapat:
1. Mengidentifikasi sumber energi tak terbarukan
2. Memahami kelebihan dan kelemahan dari sumber energi tak terbarukan
3. Menjelaskan masing-masing sumber energi tidak terbarukan
4. Mampu mengidentifikasi komponen dalam sumber energi tak terbarukan
5. Menjelaskan penggunaan tiap sumber energi di kehidupan sehari-hari
B. Aktifitas Pembelajaran
Selamat sekarang Anada memasuki Kegiatan Belajar 3. Di kegiatan belajar
3 Ananda akan belajar tentang sumber-sumber energi tak terbarukan dan
apa kelebihan dan kekurangan dari masing-masing pemanfaatan sumber
energi tersebut. Pengetahuan ini sangat penting dipahami oleh Ananda
karena energi merupakan salah satu hal yang sangat penting khususnya di
dalam kehidupan sehari-hari. Pemanfaatan dan memahami dari masing-
masing energi akan berpengaruh kepada masa depan kita. Pada bab ini juga
terdapat uraian materi, kegiatan keterampilan, tugas dan tes formatif, untuk
itu pelajarilah dengan seksama, gunakan waktu belajar dengan bijak agar
57
SMP KELAS IX
Ananda dapat menyelesaikan kegiata n belajar dengan tepat waktu dengan
hasil memuaskan.
Sebelum belajar mari kita berdoa terlebih dahulu!
Energi listrik menjadi sangat penting sehingga semua sumber energi
dikonversikan menjadi energi listrik. Hubungan antara energi dan kerja
(pemanfaatan energi) dikenal juga dengan istilah efisiensi.
Efisiensi adalah rasio kerja yang berhasil dimanfaatkan manusia dengan
potensi energi yang ada. Karena tidak semua sumber energi bisa dikonversi
menjadi listrik, di sinilah diperlukan nilai efisiensi. Semakin besar efisiensi,
semakin banyak sumber energi yang berhasil dikonversikan menjadi listrik.
Gambar 24 Proses Tambang Minyak Bumi
Sumber: FOTO/iStockphoto
Energi tidak terbarukan adalah energi yang berasal dari sumber daya alam
yang tidak bisa diperbarui. Jumlahnya terbatas dan bisa berkurang jika
58
SMP KELAS IX
terus-menerus digunakan. Oleh karena itu, energi tidak terbarukan perlu
dilestarikan dengan beralih ke energi terbarukan.
Selain itu, Energi tak terbarukan adalah energi yang diperoleh dari sumber
daya alam yang waktu pembentukannya sampai jutaan tahun. Energi ini
dikatakan tak terbarukan karena, apabila sumber daya tersebut sudah
digunakan, akan memerlukan waktu yang sangat lama untuk
menggantikannya. Hal ini karena, disamping memerlukan waktu yang sangat
lama untuk terbentuk, proses pembentukan sumber daya ini pun sangat
bergantung pada lingkungan sekitar serta keadaan geologi saat itu.
Contoh dari Energi tak terbarukan yang sangat dikenal, yaitu bahan bakar
fosil seperti batu bara, gas alam, dan minyak bumi. Batu bara sendiri
terbentuk dari proses pengendapan serta perubahan kayu-kayu besar yang
tertimbun didalam rawa-rawa. Proses ini memakan waktu jutaan tahun dan
memerlukan kondisi lingkungan yang spesifik, yaitu pengendapan dan
penimbunan kayu-kayu pepohonan dalam suatu kawasan rawa-rawa.
Sedangkan, minyak bumi atau minyak mentah merupakan
senyawa hidrokarbon yang berasal dari sisa-sisa kehidupan purbakala
(fosil), baik berupa hewan, maupun tumbuhan. Umumnya, sisa-sisa fosil
hewan dan tumbuhan tersebut akan berubah menjadi senyawa minyak
setelah terkubur di perut bumi selama jutaan tahun. Oleh karena itu, kita
dapat menyimpulkan bahwa energi tidak terbarukan memerlukan waktu yang
sangat lama untuk ber-regenerasi.
Dewasa ini di berbagai negara di belahan dunia termasuk Indonesia,
aktivitas pencarian energi alternatif untuk menggantikan energi tak
terbarukan tengah digalakkan, biasanya dengan melakukan penelitian
khusus mengenai kandungan senyawa kimiawi terhadap spesies tumbuhan
59
SMP KELAS IX
tertentu, dilanjutkan dengan berbagai proses percobaan, agar energi yang
dihasilkan setara dengan atau paling tidak, mendekati besarnya energi yang
diperoleh dari sumber energi tak terbarukan itu.
A. Bahan Bakar Fosil
Seperti yang telah diuraikan, baham bakar fosil merupakan sumber
energi tak terbarukan. Mengapa demikian? Bahan bakar fosil
dihasilkan melalui beberapa tahap proses alamiah yang terjadi selama
jutaan tahun yang lalu. Bahan bakar fosil ini tercipta dari sisa-sisa
tanaman dan hewan purba yang tertimbun di dalam tanah di bawah
pengaruh tekanan dan panas yang tinggi. Bahan bakar fosil tersusun
atas senyawa-senyawa hidrokarbon. Batu bara, minyak bumi dan gas
alam merupakan contoh-contoh bahan bakar fosil yang saat ini menjadi
sumber energi yang paling banyak digunakan.
a. Batu Bara
Gambar 25 Batu Bara
Gambar 26
60
SMP KELAS IX
Sumber: https://www.clarke-energy.com/
Pada gambar diatas menunjukan batu bara merupakan salah satu
bahan bakar fosil yang terbentuk dari endapan organik, terutama sisa
tumbuham dan hewan purba. Unsur utama dalam batu bara adalah
karbon, hidrogen dan oksigen. Selain itu didalam batu bara juga
ditemukan unsur nitrogen dan zat pengotor lainnya.
Batu bara merupakan salah satu bahan bakar yang telah dikenal dan
digunakan orang selama berabad-abad. Sejak awal revolusi industri
hingga sekarang. Dalam hal industri batu bara lebih disukai jika
dibandingkan dengan minyak bumi (solar). Hal ini karna harga batu
bara yang lebih murah jika dibandingkan dengan solar, dan batu bara
ini lebih sering digunakan untuk pembangkit listrik tenaga fosil.
i. Pembentukan Batu Bara
Proses perubahan sisa-sisa tanaman menjadi gambut hingga batu
bara disebut dengan istilah pembatubaraan (coalification). Secara
ringkas ada 2 tahap proses yang terjadi, yakni:
Tahap Diagenetik atau Biokimia
Pada tahap ini, pembentukan batu bara dimulai pada saat
material tanaman terdeposisi hingga lignit terbentuk. Agen
utama yang berperan padaproses perubahan ini adalah kadar
air, tingkat oksidasi, dan gangguan biologis yang dapat
menyebabkan proses pembusukan dan kompaksi material
organik serta membentuk gambut
61
SMP KELAS IX
Tahap Geokimia, pada tahap ini pembentukan batu bara terjadi
karna adanya perubahan dari lignit menjadi bituminus dan
akhirnya menjadi antrasit
ii. Kelas dan jenis batu bara
Berdasarkan dari jenis dan kandungan dalam batu bara, maka dapat
dibagi menjadi lima kelas, yaitu :
o Antrasit
Gambar 28 Batu Bara Antrasit
Sumber: https://www.pngdownload.id/png
Jenis batu bara yGaamngbarm27eBmatiuliBkairakAunatrlaistait s terbaik. Hal ini karna
dalam setiap kandungan batu bara memiliki kandungan karbon
(C) sekitar 86%-98% dengan kandungan air sangat sedikit
berkisar 8%. Ciri-ciri bentuk batu bara antrasit ini adalah
berwarna hitam yang berkilau (luster) metalik.
62
SMP KELAS IX
o Bituminus
Gambar 29 Batu Bituminus
Sumber: https://www.pngegg.com/
Merupakan batu Gbamabraar 2y8aBantgu Bimtumeimnusiliki kandungan 68%-86%
unsur karbon (C) dan memiliki kadar air berkisar 8-10% dari
beratnya. Jenis batu bara ini banyak di tambang di daerah
sekitar Australia
o Sub-bituminus Memiliki sedikit karbon dan mengandung
banyak air, karna kandungan tersebut menjadikan sub-
bituminus menjadi kurang efektif untuk menjadi sumber panas
jika dibandingkan dengan bituminus
o Lignit
Gambar 30 Batu Lignit
Sumber: https://stock.adobe.com/
Gambar 29 Batu Lignit
63
SMP KELAS IX
Memiliki nama lain batu bara coklat yaitu salah satu jenis batu
bara yang sangat lunak dab mengandung air sekitar 35%-75%
dari total beratnya
o Gambut
Gambar 31 Batu Bara Gambut
Sumber: https://www.pngdownload.id/
Ciri-ciri batu bara ini adalah berbentuk pori dan memiliki kadar
Gambar Error! Bookmark not
air sekitar 75% dadleafimned.kBaantudBuanragGaanmnbuyta serta nilai kalori yang
sangat rendah
b. Minyak Bumi
Gambar 32 Minyak Bumi
Sumber: REUTERS / Brendan McDermid / File Foto
64
SMP KELAS IX
Minyak bumi adalah suatu campuran cairan yang terdiri dari berjuta-
juta senyawa kimia. Paling banyak adalah senyawa hidrokarbon.
Senyawa ini terbentuk dari dekomposisi yang dihasilkan oleh fosil
tumbuh-tumbuhan dan hewan.
Minyak bumi merupakan komoditas hasil tambang dengan peran
yang sangat penting dalam kehidupan manusia, terutama sebagai
sumber energi. Bahan bakar mulai dari elpiji, bensin, solar, hingga
kerosin; serta material seperti lilin parafin dan aspal; serta berbagai
reagen kimia yang dibutuhkan untuk pembuatan plastik, karet sintetis,
deterjen, obat-obatan, dan lainnya dihasilkan dari minyak bumi.
i. Proses Pembentukan minyak bumi
Minyak bumi terbentuk dari pelapukan berbagai macam sisa-sisa
organisme, seperti tumbuhan, hewan, dan jasad-jasad renik yang
sudah tertimbun dalam dasar lautan bersama lumpur selama
jutaan tahun lamanya. Lumpur tersebut akan berubah menjadi
berbagai batuan sedimen yang berpori, sedangkan sisa-sisa
organisme akan bergerak ke tempat yang tekanannya rendah dan
terkumpul pada sebuah daerah perangkap, yaitu batuan kedap.
Gas alam, minyak, dan air akan terakumulasi sebagai deposit
minyak bumi. Pada rongga bagian atas ada gas alam, sedangkan
cairan minyak mengambang di atas deposit air.
Bila kita urutkan maka akan menjadi seperti ini
No Tahapan
65
SMP KELAS IX
1 Jasad renik yang terkubur bersama lumpur
2 Diproses jutaan tahun
3 Mengendap dari dasar laut
4 Menghasilkan bintik minyak dan ga
5 Terakumulasi di batuan kedap
6 Menjadi deposit minyak bumi
Table 2 Tahapan terbentuknya minyak bumi
Sumber: https://akupintar.id/
Karena asal minyak bumi terbentuk dari sisa-sisa organisme,
minyak bumi dan gas alam sering juga disebut sebagai bahan
bakar fosil. Bahan bakar fosil tergolong sumber daya alam yang
tak terbarukan. Proses terbentuknya minyak bumi yang sangat
lama menjadi alasan dari hal ini.
ii. Sejarah Minyak Bumi
Gambar 33 Pengeboran minyak di Okeman 1922
Gambar 31 Pengeboran minyak di Okeman 1922
66
SMP KELAS IX
Sumber: https://commons.wikimedia.org/
Minyak bumi telah digunakan oleh manusia sejak zaman kuno,
dan sampai saat ini masih merupakan komoditas yang penting.
Minyak bumi menjadi bahan bakar utama setelah
ditemukannya mesin pembakaran dalam, semakin majunya
penerbangan komersial, dan meningkatnya penggunaan
plastik.
Pada tahun 1850-an, Ignacy Łukasiewicz menemukan
bagaimana proses untuk mendistilasi minyak tanah dari minyak
bumi, sehingga memberikan alternatif yang lebih murah
daripada harus menggunakan minyak paus. Maka, dengan
segera, pemakaian minyak bumi untuk keperluan penerangan
melonjak drastis di Amerika Utara.[19] Sumur minyak
komersial pertama di dunia yang digali terletak di Polandia
pada tahun 1853. Pengeboran minyak kemudian berkembang
sangat cepat di banyak belahan dunia lainnya, terutama saat
Kerajaan Rusia berkuasa. Perusahaan Branobel yang
berpusat di Azerbaijan menguasai produksi minyak dunia pada
akhir abad ke-19.
iii. Komposisi Minyak Bumi
Minyak bumi adalah campuran kompleks yang sebagian besar
(sekitar 90% hingga 97%) terdiri dari senyawa hidrokarbon.
Hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi terutama
adalah alkana, sedangkan sisanya adalah sikloalkana, alkena,
alkuna, dan senyawa aromatik. Komponen kecil lainnya selain
67
SMP KELAS IX
hidrokarbon adalah senyawa-senyawa karbon yang mengandung
oksigen, belerang, ataupun nitrogen.
Gas alam sebagian besar terdiri dari alkana suku rendah (C1 –
C4) dengan metana sebagai komponen utamanya. Selain alkana,
juga terdapat gas lain seperti CO2, O2, N2, H2S, ataupun gas
mulia seperti helium dalam jumlah yang sangat sedikit.
iv. Fraksi dan Manfaat Minyak Bumi
Fraksi Minyak Titik didih (°c) Manfaat Minyak Bumi
Bumi
Bahan bakar gas (LPG) dan
Gas <20 bahan baku sintesis
senyawa organik
Eter petroleum 30-90 Pelarut dan cairan
pembersih
Bensin (Gasolin) 40-180 Bahan bakar kendaraan
bermotor
Nafta 70-180 Bahan baku sintesis
senyawa organik
Kerosin 180-250 Bahan bakar jet dan bahan
bakar kompor parafin
Minyak solar dan 250-300 Bahan bakar kendaraan
diesel bermesin diesel
68
SMP KELAS IX
Minyak pelumas 300-350 Oil dan pelumas
Petroleum jelly dan lilin
Lilin >350 parafin untuk membuat lilin,
kertas berlapis lilin, lilin batik
Minyak Bakar >350 Bahan bakar kapal,
pemanas industri dan
pembangkit listrik
Bitumen >350 Material aspal jalan dan atap
bangunan
Table 3, Manfaat Minyak Bumi
Sumber: https://akupintar.id/
v. Efek Pada Lingkungan
Karena minyak bumi adalah substansi yang berasal dari alam, maka
kehadirannya di lingkungan tidak perlu berasal dari aktivitas rutin atau
kesalahan manusia (Misalnya dari pengeboran, ekstraksi,
pengilangan, dan pembakaran). Fenomena alam seperti perembesan
minyak adalah bukti bahwa minyak bumi bisa ada secara natural.
Pemanasan Global
Ketika dibakar, maka minyak bumi akan menghasilkan karbon
dioksida, salah satu gas rumah kaca. Bersamaan dengan
pembakaran batu bara, pembakaran minyak bumi adalah
penyumbang bertambahnya CO2 di atmosfer. Jumlah CO2 ini
69
SMP KELAS IX
meningkat dengan cepat di udara semenjak adanya revolusi
industri
Ekstraksi
Ekstraksi minyak adalah proses pemindahan minyak dari sumur
minyak. Minyak bumi biasanya diangkat ke Bumi dalam bentuk
emulsi minyak-air, dan digunakan senyawa kimia khusus yang
namanya demulsifier untuk memisahkan air dan minyaknya.
Ekstraksi minyak ongkosnya mahal dan terkadang merusak
lingkungan. Eksplorasi dan ekstraksi minyak lepas pantai akan
mengganggu keseimbangan lingkungan di lautan.
c. Gas Alam
Gambar 34 Sebaran produksi gas alam global
Sumber: https://commons.wikimedia.org/
Berdasarkan gambar diatas, dapat diketahui produksi gas fosil dimasing-
Gambar 32
masing negara, dimana negara dengan produksi yang tinggi diberi warna
coklat dan diikuti dengan warna merah.
70
SMP KELAS IX
Metana adalah gas rumah kaca yang dapat menciptakan pemanasan
global ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap sebagai
polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu,
metana di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi karbon
dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca dari metana yang terlepas
ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang berasal
dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan
pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton
per tahun secara berturut-turut). Gas alam yang telah diproses dan akan
dijual bersifat tidak berasa dan tidak berbau. Akan tetapi, sebelum gas
tersebut didistribusikan ke pengguna akhir, biasanya gas tersebut diberi
bau dengan menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi bila terjadi
kebocoran gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya
tidak berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan
tercekiknya pernapasan karena ia dapat mengurangi kandungan
oksigen di udara pada level yang dapat membahayakan. Gas alam dapat
berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan
menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara, sehingga
cenderung mudah tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia berada dalam
ruang tertutup, seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat mencapai
titik campuran yang mudah meledak, yang jika tersulut api, dapat
menyebabkan ledakan yang dapat menghancurkan bangunan.
Kandungan metana yang berbahaya di udara adalah antara 6% hingga
15%.
71
SMP KELAS IX
Ledakan untuk gas alam terkompresi di kendaraan, umumnya tidak
mengkhawatirkan karena sifatnya yang lebih ringan, dan konsentrasi
yang di luar rentang 6 - 15% yang dapat menimbulkan ledakan.
Gambar 35 Ilustrasi gas alam
Sumber: AP/Joerg Sarbach
Gambar 33 Ilustrasi gas alam
i. Proses Pembentukan
Gas atau gas alam adalah gabungan dari beberap gas yang terbentuk
secara perlahan di bawah permukaan bumi. Gas yang membentuk
gas alam yaitu metana, etena, propan, dan butan. Gas alam biasanya
terbentuk bersama minyak bumi yang berasal dari tumbuhan dan
hewan yang mati jutaan tahun lalu. Bangkai atau fosilnya terendap di
bawah tanah dan membentuk lapisan-lapisan. Tekanan dan panas di
bawah tanah mengubah bangkai itu menjadi gas dan minyak. Selain
terbentuk dari bangkai atau fosil, gas juga bisa terbentuk dari
pengolahan batu bara. Lalu Gas fosil dapat terbentuk ketika lapisan-
lapisan tanaman dan hewan yang membusuk terpapar panas dan
tekanan dari dalam bumi selama jutaan tahun. Energi yang awalnya
72
SMP KELAS IX
diperoleh tanaman dari matahari disimpan dalam bentuk ikatan
kimia di dalam gas metana dan alkana lain.
ii. Jenis-Jenis Gas Alam
a) Gas Alam (NG)
Gas alam adalah gas yang terkumpul di bawah tanah dengan
beragam komposisi yang bisa berkaitan dengan komposisi
penyusun minyak bumi atau tidak berkaitan. Gas alam merupakan
campuran hidrokarbon yang memiliki daya tekan tinggi dan daya
kembang besar dengan berat jenis yang spesifik rendah.
Terbentuk secara alamiah dalam bentuk gas.
b) Cairan Gas Alam (NGL)
Merupakan senyawa hidrokarbon yang terdapat dalam
kandungan akumulasi gas alam dalam bentuk cair di kondisi suhu
dan tekanan yang tidak ekstrim. Propan, Butan, dan Pentan
didapati dialam dalam bentuk cairan gas dan bisa diperoleh
dengan proses pendinginan, penyulingan, atau absorpsi.
c) Gas Alam Cair (LNG)
Kebanyakan gas metan yang dicairkan. Proses pencairaanya
tidak semudah jenis LPG, LNG harus didinginkan dengan suhu
ekstrim hingga -162 derajar celcius dan tekanan yang sangat
tinggi. Setelah dilakukan proses regasifikasi (pengembalian ke
wujud gas), LNG baru bisa digunakan kembali untuk industri
besar karena kemampuan energinya yang lebih besar. Misalnya
seperti industri listrik dan pekerjaan berat.
73
SMP KELAS IX
d) Gas Minyak Cair (LPG)
Merupakan gas propana atau gas butana atau campuran dari
keduanya. Hidrokarbon berbentuk gas yang lebih berat dari bentuk
jenis gas lainnya sehingga diproses menjadi cairan agar dapat
dimudahkan dalam penampungan. Biasa digunakan untuk industri
kecil dan menengah serta rumah tangga karena kepraktisaanya
sebagai sumber energi panas. LPG diproduksi baik dair gas fosil
(62%) dan dari minyak bumi.
iii. Pemanfaatan Gas Alam
Pemanfaatan Gas Alam dapat dikategorikan menjadi 3, yaitu:
a) Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar
Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Uap, bahan bakar industri ringan,
menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor
(BBG/NGV), sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga
hotel, restoran dan sebagainya.
b) Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik
pupuk, petrokimia, metanol, bahan baku plastik (LDPE = low
density polyethylene, LLDPE = linear low density polyethylene,
HDPE = high density polyethylen, PE= poly ethylene, PVC=poly
vinyl chloride, C3 dan C4-nya untuk LPG, CO2-nya untuk soft
drink, dry ice pengawet makanan, hujan buatan, industri besi
tuang, pengelasan dan bahan pemadam api ringan.
c) Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied
Natural Gas (LNG).
74
SMP KELAS IX
Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk
air conditioner (AC=penyejuk udara), seperti yang digunakan di
bandara Bangkok, Thailand dan beberapa bangunan gedung
perguruan tinggi di Australia.
iv. Pemanfaatan Gas Alam di Indonesia
Gambar 34 Pabrik Pupuk Pusri
Sumber: https://www.tempias.com/
Gas alam fosil di Indonesia sudah di mulai pada tahun 1960-an di
mana PT Stanvac Indonesia menjadi pengelola produksi gas alam di
ladang gas alam yang berlokasi di Pendopo, Sumatra Utara. Dari hasil
produksi tersebut gas lalu dikirim menggunakan pipa pabrik pupuk
Pusri IA, PT Pupuk Sriwidjaja di Palembang. Pada tahun 1974,
pemanfaataan gas alam di Indonesia mulai meningkat, tapatnya
Pertamina sebagai perusahaan BUMN mulai memasok gas alam
melalui pipa gas dari ladang gas alam di Prabumulih, Sumatra Selatan
ke pabrik pupuk Pusri II, Pusri III dan Pusri IV Palembang. Lalu pada
tahun 1993 Pusri IA ditutup dan digantikan dengan Pusri IB yang
dibangun oleh anak bangsa. Penutupan ini disebabkan karna sudah
75
SMP KELAS IX
terlalu tua dan kegiatan produksi gas alam sudah tidak efisien. Pada
masa itu juga Pusri IB menjadi salah satu pabrik pupuk yang modern
di kawasan Asia, karna telah menggunakan teknologi terbaru. Pada
tahun 1974, Pertamina juga memasok gas di Jawa Barat melalui pipa
gas dari ladang gas alam di lepas pantai (off shore) laut Jawa dan
kawasan Cirebon untuk pabrik pupuk dan industri menengah dan
berat di daerah Jawa Barat dan Cilegon Banten. Pipa gas yang
mengalir dari Cirebon ke Cilegon, Bantem memasok gas alam antara
lain pabrik semen, pabrik pupuk, pabrik keramik, pabrik baja dan
Pembangkit Listrik Tenaga Uap/Gas (PLTU).
Pemanfaatan gas alam tidak hanya digunakan untuk kebutuhan
dalam negeri, namun juga melakukan ekspor dalam bentuk LNG
(Liquefied Natural Gas)
Salah satu perusahaan pengelola gas alam terbesar di Indonesia
adalah PT Arun NGL Company yang terletak di Kota Lhokseumawe,
Aceh. Gas alamdiproduksi sejak tahun 1979 dan diekspor ke Jepang
dan Korea Selatan. Lalu pada Krueng geukuh, Nanggroe Aceh Baroh
(Kabupaten Aceh Utara) juga terdapat PT Pupuk Iskandar Muda
pabrik pupuk urea, dengan bahan baku dari gas alam.
76
SMP KELAS IX
RANGKUMAN
Energi tak terbarukan adalah energi yang diperoleh dari sumber daya
alam yang waktu pembentukannya sampai jutaan tahun. Energi ini
dikatakan tak terbarukan karena, apabila sumber daya tersebut sudah
digunakan, akan memerlukan waktu yang sangat lama untuk
menggantikannya.
Energi tak terbarukan yang sangat dikenal, yaitu bahan bakar fosil
seperti batu bara, gas alam, dan minyak bumi
Unsur utama dalam batu bara adalah karbon, hidrogen dan oksigen
Terdapat dua proses pembentukan batu bara, yaitu Tahap Diagenetik
atau Biokimia dan Geokimia
Minyak bumi adalah suatu campuran cairan yang terdiri dari berjuta-juta
senyawa kimia. Paling banyak adalah senyawa hidrokarbon. Senyawa
ini terbentuk dari dekomposisi yang dihasilkan oleh fosil tumbuh-
tumbuhan dan hewan.
Gas fosil sering juga disebut sebagai gas Bumi, gas alam atau gas alami,
adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari
metana. Ia dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas Bumi dan juga
tambang batu bara.
77
SMP KELAS IX
GLOSARIUM
Gas Propana : Gas dalam keadaan normal, tetapi dapat dikompresi
menjadi cairan yang mudah dipindahkan dalam kontainer
yang tidak mahal.
Reservior Air : tempat penampungan air bersih, pada sistem penyediaan
air bersih
Ozon : Molekul oksigen pada atmosfer bumi yang berinteraksi
dengan sinar ultraviolet atau aktivitas elektrik pada atmosfer.
Jasad Renik : Mahluk hidup yang terdiri dari satu atau beberapa kumpulan
sel dengan ukuran beberapa mikron (1 mikron = 0,001 mm).
.
78
SMP KELAS IX
DAFTAR PUSTAKA
Agus Praditya Tampubolon, J. C. A. (n.d.). Laporan Status Energi Bersih
Indonesia.
Yuliati, L. M. (2022). MODUL AJAR PROYEK IPAS.
Trianto. 2010. Model-model Pembelajaran Terpadu. Jakarta: Prestasi
Pustaka
Siti Zubaedah, dkk. (2018). Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas IX.
Jakarta : Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
79
SMP KELAS IX
.
SMP KELAS IX
SMP KELAS IX