energi dan dampaknya terhadap lingkungan

ENERGI DAN DAMPAKNYA TERHADAP LINGKUNGAN
I Made Astra
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Jakarta
E-mail: m_astra@ yahoo.com
ABSTRAK
Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya, perubahannya sering
mempengaruhi lingkungan dan udara yang kita hirup dengan berbagai cara. Energy kimia dalam
bahan bakar fosil diubah menjadi energy panas, mekanik, atau listrik melalui pembakaran dan ini
sebagai penghasil polutan terbesar. Dan dengan demikian pembangkit listrik, kendaraan bermotor,
dan kompor adalah penyebab utama terjadinya polusi udara. Polutan yang dikeluarkan biasanya
dikelompokan menjadi hidrokarbon (HC), nitrogen oksida (NOx), dan karbon monoksida (CO).
Polutan yang dihasilkan pada pembakaran fosil merupakan faktor terbesar terjadinya asap, hujan
asam, pemanasan global dan perubahan iklim.
Kata kunci : Energi, Lingkungan, Polutan
ABSTRACT
The conversion of energy from one form to another often affects the environment and the air we
breath in many ways. Pollutants are emitted as the chemical energy in fossil fuels is converten to
thermal, mechanical, or electrical energy via combustion, and thus power plants, motor vehicles,
and even stoves take the blame for air pollution, and the pollutants released by the vehicles are
usually grouped as hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx), and carbon monoxide (CO).
Pollutans emitted during the combustion of fossil fuels are responsible for smog, acid rain, and
global warming and climate change.
Key words : Energy, Environment, Pollutants
Naskah masuk
: 30 September 2010
Naskah diterima : 12 November 2010
131
JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA VOL. 11 NO.2 – NOVEMBER 2010 : 131-139
I. PENDAHULUAN
II. KAJIAN PUSTAKA
2.1. Energi
1.1. Latar Belakang Masalah.
Sebuah kota metropolitan biasanya
dicirikan oleh banyaknya gedung-gedung
bertingkat,
banyaknya
pusat-pusat
perbelanjaan,
banyaknya
apartemenapartemen dan sudah tentu diikuti oleh
jumlah penduduk yang padat, contoh kota
metropolitan seperti kota Jakarta, Tokyo,
New York, Moscow, Berlin, London dll.
Untuk memenuhi kebutuhan energy di
kota metropolitan biasanya dibangun
pembangkit-pembangkit
listrik
dengan
berbagai sumber penggerak turbinnya seperti
PLTN, PLTU, PLTD, PLTA. Untuk PLTU
biasanya menggunakan batubara untuk
menghasilkan uap
penggerak turbin.
Demikian pula PLTD menggunakan bahan
bakar fosil sebagai penggerak turbinnya.
Keduanya ini menghasilkan gas buang yang
dilepas ke udara, demikian pula residu yang
dibuang ke lingkungan. Ada pula ciri lain
sebuah kota metropolitan yaitu hilir
mudiknya sarana transportasi seperti sepeda
otor, angkutan bus, kereta api dll selama 24
mjam. Pemakaian alat transportasi ini
kebanyakan menggunakan bahan bakar fosil,
sehingga banyak menghasilkan gas buang
dengan berbagai partikel. Adanya gas buang
ini sangat jelas. Di Kota Jakarta jarang
terlihat langit di atasnya bersih dari pagi hari
sampai sore hari. Ini menunjukan tingginya
tingkat polusi udara. Pada penggunaan mobil,
sepeda
motor,
dan
lainnya
yang
menggunakan bahan bakar fosil, disini
sebenarnya terjadi perubahan energi kimia
menjadi energi mekanik dan panas.
Energi didefinisikan sebagai suatu
kemampuan untuk melakukan kerja. Energi
juga merupakan suatu besaran yang dapat
berubah dari satu bentuk kebentuk yang lain.
Seperti pada sepeda motor, terjadi perubahan
energi kimia menjadi energi mekanik dan
thermal. Energi ini adalah kekal seperti
dinyatakan dalam hukum I Termodinamika :
Q = ΔU + W
Hukum I Termodinamika lebih dikenal
dengan hukum kekekalan energy 1)
Dengan :
Q
= besar kalor yang diserap atau
diterima system, J.
W = besar kerja yang dilakukan
atau diserap system, J.
ΔU = menyatakan perubahan energi
dalam, J.
Demikian pula bila terjadi perubahan energi
kimia menjadi kalor untuk kenaikan suhunya
dapat dihitung dengan rumus:
Q = m.c.ΔT
Dengan:
Q = Besar kalor yang diserap atau
dilepas oleh suatu benda, J.
m = Massa benda, kg.
ΔT = Perubahan temperature, K.
Dari sini dapat dibayangkan berapa kenaikan
suhu atmosfir bila terjadi pembakaran bahan
bakar fosil berliter-liter tiap hari.
2.2. Lingkungan
1.2. Permasalahan
Dari latar belakang di atas dapat
diambil permasalahan yaitu apakah dampak
perubahan energi
(bahan bakar fosil)
terhadap lingkungan?
Sistem yaitu benda atau kumpulan benda
apa saja yang akan kita teliti dan menjadi
pusat perhatian kita. Sistem dapat dibedakan
menjadi sistem terbuka dan sistem tertutup.
Sistem terbuka yaitu suatu sistem yang
memungkinkan terjadinya pertukaran materi
dan energi antara sistem dan lingkungan.
Sistem tertutup adalah suatu sistem yang
tidak memungkinkan terjadinya pertukaran
materi antara sistem dan lingkungan, tetapi
132
ENERGI DAN DAMPAKNYA TERHADAP LINGKUNGAN
I Made Astra
masih memungkinkan terjadinya pertukaran
energi. Sistem tertutup dikatakan sebagai
sistem
yang
terisolasi
bila
tidak
memungkinkan terjadinya pertukaran materi
dan energi antara sistem dan lingkungan.
Sistem dalam termodinamika adalah suatu
sistem yang dapat berinteraksi (ada
pertukaran energi) dengan lingkungannya 3) .
Alam semesta dapat dianggap sebagai suatu
sistem yang terisolasi. Di luar sistem disebut
dengan lingkungan.
III. PEMBAHASAN
3.1. Perubahan Bahan Bakar Fosil
Perubahan energi dari satu bentuk ke
bentuk yang lainnya dengan berbagai cara
sering mempengaruhi lingkungan dan udara
yang kita hirup, dan dengan demikian
mempelajari energi tidaklah lengkap tanpa
mempertimbangkan dampaknya terhadap
lingkungan . Bahan bakar fosil seperti batu
bara, minyak bumi, dan gas alam telah
memotori perkembangan industri dan
fasilitas kehidupan modern yang kita nikmati
sekitar awal abad 19, tetapi semua ini
tidaklah tanpa efek samping yang tidak
diinginkan. Dari tanah yang kita tanam dan
air yang kita minum sampai udara yang kita
hirup, lingkungan telah menerima dampak
yang sangat besar untuk semua itu. Polutan
yang dihasilkan pada pembakaran fosil
merupakan faktor terbesar terjadinya asap,
hujan asam, dan pemanasan global dan
perubahan iklim5). Polusi lingkungan telah
melampaui batas ambang dimana menjadi
ancaman yang serius bagi tanaman, satwa
liar, dan kesehatan manusia. Polusi udara
telah menjadi penyebab berbagai masalah
kesehatan termasuk asma dan kanker.
Diperkirakan lebih dari 60.000 orang di
Amerika Serikat meninggal dunia setiap
tahunnya karena penyakit jantung dan paruparu yang berkaitan dengan polusi udara4).
Ratusan unsur dan senyawa, seperti
benzena dan formaldehid diketahui teremisi
pada pembakaran batubara, minyak bumi, gas
alam, dan kayu di pembangkit-pembangkit
tenaga listrik, mesin kendaraan, tungku
pembakaran, dan bahkan perapian. Beberapa
senyawa ditambahkan ke bahan bakar cair
untuk berbagai alasan (seperti MTBE atau
methyl tertiary buthyl ether yang digunakan
untuk meningkatkan angka oktan pada bahan
bakar dan juga oksigenasi bahan bakar pada
musim dingin untuk mengurangi asap
perkotaan), yang mana dapat menggangu
kesehatan mata dan pernapasan. Sumber
terbesar polusi udara adalah dari kendaraan
bermotor, dan polutan yang dikeluarkan oleh
kendaraan biasanya dikelompokkan sebagai
hidrokarbon (HC), nitrogen oksida (NOx),
dan karbon monoksida (CO) (Gbr 1). Emisi
HC merupakan komponen besar dari emisi
senyawa volatil organik (VOCs), dan ini
umumnya digunakan secara bergantian untuk
emisi kendaraan bermotor. Sebagian besar
dari emisi VOC atau HC disebabkan oleh
penguapan pada saat pengisian bahan bakar
atau tumpahan ketika spitback atau oleh
penguapan dari tangki gas karena penutup
yang tidak tertutup rapat. Pelarut, bahan
pembakar, dan produk pembersih untuk
rumah tangga yang mengandung benzena,
butana, atau produk HC lainnya juga
merupakan sumber penting dari emisi HC.
Gambar 1. Kendaraan bermotor adalah sumber
terbesar polusi udara
(Sumber : Yunus A, Michael A. Boles)4)
Peningkatan pencemaran lingkungan
pada tingkat yang mengkhawatirkan dan
peningkatan kewaspadaan dari bahayanya itu
sendiri, membuat perlu dilakukannya
pengendalian pencemaran lingkungan dengan
menggunakan
undang-undang
dan
kesepakatan internasional. di Indonesia ada
AMDAL. Di Amerika Serikat, UndangUndang Udara Bersih (The Clean Air Act)
pada tahun 1970 (di daerah yang ditandai
dengan asap selama 14 hari di Washington
pada tahun itu) menetapkan batas polutan
yang dihasilkan pembangkit-pembangkit
besar dan kendaraan. Standar ini difokuskan
pada emisi hidrokarbon, nitrogen oksida, dan
karbon monoksida4). Mobil-mobil baru harus
133
JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA VOL. 11 NO.2 – NOVEMBER 2010 : 131-139
memiliki alat konversi katalis (catalytic
converter) pada sistem pembuangannya
untuk mengurangi emisi HC dan CO.
Sebagai manfaat lain, pemisahan timbal dari
bensin pada catalytic converter menyebabkan
penurunan yang drastis pada emisi timbal
beracun.
Seperti di Amerika Serikat batas emisi
untuk HC, NO, dan CO dari mobil telah
menurun secara berkala sejak tahun 1970.
The Clean Air Act tahun 1990 membuat
persyaratan yang lebih ketat tentang emisi,
terutama untuk ozon, CO, Nitrogen Dioksida,
dan unsur partikel (PM). Sebagai hasilnya,
sekarang ini fasilitas industri dan kendaraan
menghasilkan sebagian kecil dari polutan
sama seperti yang mereka hasilkan beberapa
dekade yang lalu. Emisi HC dari mobil.
Contohnya, penurunan dari sekitar 5 gpkm
(gram per km) pada tahun 1970 menjadi 0,25
gpkm pada tahun 1980 dan sekitar 0,06 gpkm
pada tahun 1999. Ini adalah penurunan yang
drastis karena sebagian besar gas beracun
yang dihasilkan dari kendaraan bermotor dan
bahan bakar cair adalah hidrokarbon4).
Anak-anak sangat rentan terhadap
dampak yang dihasilkan oleh polusi udara
karena organ tubuh mereka masih dalam
masa perkembangan. Mereka juga terkena
polusi yang lebih banyak karena mereka
lebih aktif, dan bernapas lebih cepat. Orang
yang mempunyai masalah dengan jantung
dan paru-paru, terutama asma, faktor
terbesarnya adalah disebabkan oleh polusi
udara. Hal ini menjadi jelas jika tingkat
polusi udara di lingkungan mereka mencapai
tingkat yang sangat tinggi.
tetapi juga banyak mengandung unsur-unsur
kimia lainnya, termasuk karbon monoksida
(CO), unsur partikel seperti debu, senyawa
volatil organic (VOCs) seperti benzene,
butane, dan hidrokarbon lainnya. Lapisan
bawah ozon yang berbahaya jangan
disamakan dengan lapisan ozon yang
berguna di stratosfer untuk melindungi bumi
dari sinar ultraviolet matahari yang
berbahaya. Ozon di bagian permukaan tanah
merupakan polutan dengan beberapa
pengaruh yang merugikan kesehatan. Sumber
utama nitrogen oksida dan hidrokarbon
adalah kendaraan bermotor. Hidrokarbon dan
nitrogen oksida bereaksi terhadap sinar
matahari pada hari yang cerah untuk
membentuk lapisan bawah ozon, yaitu
komponen utama dari asap (Gbr.2). Puncak
dari pembentukan asap biasanya pada sore
hari saat suhu tertinggi dan banyak sinar
matahari. Meskipun lapisan bawah asap dan
ozon terbentuk di daerah perkotaan dengan
lalu lintas yang padat atau daerah industri,
namun
angin
yang
bertiup
dapat
membawanya beberapa ratus mil ke kota lain.
Ini menunjukkan bahwa polusi tidak
mengenal batas, dan merupakan masalah
global.
3.2. POLUTAN YANG DIHASILKAN
PADA PEMBAKARAN BAHAN BAKAR
FOSIL
3.2.1. Asap Dan Ozon
Jika anda tinggal di daerah
metropolitan seperti Los Angeles, anda
mungkin terbiasa dengan asap perkotaan –
asap berwarna kuning gelap atau kecoklatan
yang membentuk gumpalan udara yang
mengambang di daerah-daerah berpenduduk
pada hari musim panas2). Asap sebagian
besar terdiri dari lapisan bawah ozon (O3),
Gambar 2. Lapisan bawah ozon, yang merupakan
komponen utama kabut asap, terbentuk ketikaHC
dan NOx bereaksi pada saat terik matahari.
(Sumber : Yunus A, Michael A. Boles4))
Ozon dapat menyebabkan iritasi pada
mata dan merusak kantung udara pada paruparu, dimana oksigen dan karbon dioksida
bertukar, yang pada akhirnya menyebabkan
134
ENERGI DAN DAMPAKNYA TERHADAP LINGKUNGAN
I Made Astra
pengerasan pada jaringan lunak dan kenyal.
Hal itu juga dapat menyebabkan sesak napas,
kelelahan, sakit kepala, mual, dan
memperburuk masalah pernapasan seperti
asma. Setiap bagian ozon berdampak kecil
terhadap kerusakan pada paru-paru, seperti
halnya asap rokok, yang akhirnya mengikis
kapasitas paru-paru setiap manusia. Tetap
berada di dalam rumah dan mengurangi
aktivitas fisik pada saat kondisi asap
meningkat dapat meminimalisasi kerusakan
yang parah. Ozon juga merugikan tumbuhtumbuhan dengan merusak jaringan-jaringan
daun. Untuk meningkatkan kualitas udara di
daerah-daerah dengan
masalah
ozon
terburuk, Reformulated Gasoline (RFG) yang
mengandung
2%
oksigen
telah
diperkenalkan. Penggunaan RFG telah
menghasilkan penurunan yang signifikan
dalam emisi ozon dan polutan lainnya, dan
penggunaannya diwajibkan untuk daerahdaerah yang rawan banyak asap3).
Polutan yang berbahaya lainnya pada
asap adalah karbon monoksida, yang tidak
berwarna, tidak berbau, dan merupakan gas
yang beracun. Karbon monoksida sebagian
besar berasal dari kendaraan bermotor, dan
dapat mencapai tingkat yang berbahaya di
daerah dengan lalu lintas sangat padat.
Karbon monoksida menghalangi organ-organ
tubuh untuk mendapatkan oksigen dengan
cara mengikat sel darah merah yang
seharusnya membawa oksigen. Pada jumlah
yang kecil, karbon monoksida dapat
menyebabkan berkurangnya jumlah oksigen
yang dikirim ke otak, organ dan otot lainnya,
memperlambat reaksi dan reflek, dan bersifat
merusak. Itu menimbulkan ancaman yang
serius bagi orang yang berpenyakit jantung
yang disebabkan rapuhnya kondisi sistem
peredarahan darah dan janin, karena oksigen
sangat dibutuhkan untuk perkembangan otak.
Pada jumlah yang besar, dapat berakibat
fatal, sebagaimana dibuktikan dengan
banyaknya kematian yang disebabkan oleh
mobil yang dipanaskan di dalam garasi dan
kebocoran gas buangan ke dalam mobil.
Asap juga mengandung unsur partikel
yang tersuspensi seperti debu yang dihasilkan
oleh kendaraan bermotor dan industri.
Partikel seperti itu dapat menyebabkan iritasi
pada mata dan paru-paru karena dapat
membawa senyawa, seperti asam dan logam.
Sekretaris Jenderal PBB Ban Ki-Moon
optimistis krisis ekonomi global bukan
halangan bagi negara di dunia untuk
menghimpun dana hijau 100 miliar dollar AS
per tahun pada 2020 ini dikatakan pada
pertemuan Para Pihak Kerangka Kerja PBB
untuk Konvensi perubahan iklim di Cancun,
Meksiko4).
3.2.2. HUJAN ASAM
Bahan bakar fosil adalah campuran
dari berbagai macam bahan kimia, termasuk
belerang (sulfur) dalam jumlah kecil. Sulfur
pada bahan bakar bereaksi dengan oksigen
membentuk sulfur dioksida (SO2), yang
merupakan polutan udara. Sumber utama SO2
adalah pembangkit tenaga listrik yang
membakar batubara dengan kandungan sulfur
tinggi. Di Amerika Serikat dilakukan The
Clean Air Act tahun 1970 telah membatasi
emisi SO2 dengan tegas yang mengharuskan
pembangkit-pembangkit untuk menggunakan
Scrubber, untuk mengubah menjadi batubara
dengan kandungan sulfur rendah, atau
mengubah menjadi gas batubara dan
memperbaiki sulfur kembali.2 Kendaraan
bermotor juga merupakan salah satu sumber
SO2 karena bensin dan solar juga
mengandung sulfur dengan jumlah kecil.
Letusan gunung merapi dan air mata panas
juga melepaskan sulfur dioksida (ditandai
dengan bau seperti bau telur busuk).
Gambar 3. Asam sulfat dan asam nitrat terbentuk
Ketika sulfur oksida dan nitrat oksida bereaksi
dengan uap air dan bahan kimia lainnya pada
ketinggian di atmosfir di bawah terik matahari
(Sumber :Edward et.al. 1994)
135
JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA VOL. 11 NO.2 – NOVEMBER 2010 : 131-139
Sulfur oksida dan nitrat oksida
bereaksi dengan uap air dan bahan kimia
lainnya di lapisan atas atmosfer dihadapan
sinar matahari untuk membentuk asam sulfat
dan asam nitrat (Gbr.3). Asam yang
terbentuk biasanya terlarut dalam tetesan air
yang jatuh ke dalam awan atau kabut.
Tetesan sarat asam ini, seperti pada jus
lemon, turun dari udara ke tanah bersama
hujan atau salju. Hal ini dikenal sebagai
hujan asam. Tanah mampu menetralkan
asam tertentu, tetapi jumlah besar yang
dihasilkan oleh pembangkit listrik yang
menggunakan batubara murah dengan
kandungan sulfur tinggi telah melampaui
batas kemampuan tanah, dan sebagai
hasilnya banyak danau dan sungai di daerahdaerah industri seperti New York,
Pennsylvania, dan Michigan menjadi sangat
asam bagi kehidupan ikan.4 Hutan di daerahdaerah tersebut juga mengalami kerusakan
secara perlahan karena menyerap asam
melalui daun, batang, dan akar. Bahkan
struktur marmer memburuk akibat hujan
asam. Besarnya masalah ini tidak diketahui
sampai awal 1970-an, dan langkah-langkah
serius telah dilakukan sejak saat itu untuk
mengurangi pembentukan sulfur dioksida
secara drastis dengan penggunaan scrubber
pada pembangkit-pembangkit dan dengan
desulfurisasi batubara sebelum pembakaran.
3.2.3. EFEK
RUMAH
PEMANASAN
GLOBAL
PERUBAHAN IKLIM
KACA
DAN
Anda mungkin menyadari ketika anda
meninggalkan mobil di bawah terik matahari
, interior di dalam mobil menjadi lebih panas
dari pada udara di luar mobil, dan mungkin
anda bertanya-tanya mengapa mobil anda
berfungsi seperti perangkap panas. Ini
dikarenakan kaca pada ketebalan yang dapat
mentransmisikan dengan mudah lebih dari
90% radiasi dalam jarak pandang dan buram
(non-transparan) menjadi radiasi dengan
jarak panjang gelombang inframerah yang
lebih panjang. Oleh karena itu, kaca
memungkinkan radiasi matahari untuk masuk
secara bebas, tetapi menghalangi radiasi
inframerah
yang
dipancarkan
oleh
permukaan interior. Ini menyebabkan
peningkatan suhu pada interior sebagai akibat
dari penumpukan energi panas di dalam
mobil. Efek pemanasan ini dikenal sebagai
efek rumah kaca, karena efek ini digunakan
terutama di rumah kaca.
Gambar 4. Efek rumah kaca terhadap bumi
(Sumber : Yunus A, Michael A Boles4))
Efek rumah kaca juga dialami oleh
bumi dalam skala besar. Permukaan bumi,
yang menghangat pada siang hari karena
adanya penyerapan energi surya, dan
mendingin pada malam hari dengan
memancarkan sebagian energinya ke ruang
angkasa berupa radiasi infra merah. Karbon
dioksida, uap air, dan sisa dari beberapa gas
lainnya seperti metana dan nitrogen oksida
menyelimuti bumi dan membuat bumi tetap
hangat pada malam hari dengan cara
menghalangi panas yang terpancar dari bumi
(Gbr.4). Oleh karena itu, ini disebut juga "gas
rumah kaca", dengan CO2 sebagai komponen
utamanya. Uap air biasanya tidak termasuk
didalamnya karena jatuh berupa hujan atau
salju sebagai bagian dari siklus air dan
aktivitas manusia dalam memproduksi air
(seperti pembakaran bahan bakar fosil) yang
tidak merubah konsentrasi uap air di atmosfer
(yang sebagian besar disebabkan oleh
penguapan dari sungai, danau, lautan,
dll). CO2 berbeda, bagaimanapun, aktivitas
masyarakat kita merubah konsentrasi CO2 di
atmosfer.
Efek rumah kaca membuat kehidupan
di bumi terus berlangsung dengan menjaga
bumi tetap hangat (sekitar 30oC). Namun,
jumlah gas yang berlebih ini mengganggu
keseimbangan karena terlalu banyak energi
136
ENERGI DAN DAMPAKNYA TERHADAP LINGKUNGAN
I Made Astra
yang tertahan, yang menyebabkan suhu ratarata bumi meningkat dan iklim di beberapa
lokasi berubah. Konsekuensi-konsekuensi
yang tidak diinginkan ini efek rumah kaca ini
disebut sebagai pemanasan global atau
perubahan iklim global3).
Perubahan iklim global terjadi karena
penggunaan yang berlebihan dari bahan
bakar fosil seperti batu bara, produk minyak
bumi, dan gas alam di pembangkit tenaga
listrik, transportasi, bangunan, dan pabrik,
dan telah menjadi perhatian dalam beberapa
dekade terakhir. Pada tahun 1995, sebanyak
6,5 miliar ton karbon terlepas ke atmosfer
sebagai CO2. Konsentrasi CO2 di atmosfer
sekarang ini adalah sekitar 360 ppm (atau
0,36%). Konsentrasi ini adalah 20% lebih
tinggi dari satu abad yang lalu, dan
diperkirakan akan meningkat sampai lebih
dari 700 ppm pada tahun 21004). Pada
kondisi
normal,
tumbuh-tumbuhan
mengkonsumsi CO2 dan melepaskan O2 pada
saat proses potosintesis, dengan demikian
konsentrasi CO2 di atmosfer tetap terjaga
pada kondisi aman. Pohon yang tumbuh
besar mengkonsumsi CO2 sekitar 12 kg tiap
tahunnya dan mengeluarkan cukup oksigen
dan dapat menunjang kebutuhan bernapas
untuk empat keluarga. Akan tetapi,
penebangan hutan dan meningkatnya
produksi CO2 dalam beberapa dekade
terakhir mengganggu keseimbangan ini.
Dalam laporan tahun 1995, ilmuwan
terkemuka di dunia menyimpulkan bahwa
suhu di bumi meningkat sekitar 0.5oC selama
beberapa abad terakhir, dan mereka
memperkirakan bahwa suhu di bumi akan
meningkat sekitar 20oC lagi pada tahun
2100.2 Kenaikan sebesar ini dikhawatirkan
dapat menyebabkan perubahan besar pada
pola cuaca dengan badai dan hujan lebat serta
banjir di beberapa tempat dan kemarau di
tempat lain, banjir besar karena akibat
mencairnya es di kutub, hilangnya lahan
basah
dan
wilayah
pesisir
karena
meningkatnya permukaan laut, banyaknya
bentuk dalam penyediaan air, perubahan
ekosistem diakibatkan ketidakmampuan
beberapa spesies hewan dan tanaman untuk
menyesuaikan diri dengan perubahan cuaca,
meningkatnya wabah penyakit karena
kenaikkan suhu, dan efek samping yang
merugikan kesehatan manusia dan kondisi
sosial ekonomi di beberapa daerah.
Ancaman yang serius ini telah
menggerakkan PBB untuk membentuk
sebuah komite mengenai perubahan iklim.
Pertemuan dunia dilakukan pada tahun 1992
di Rio de Janerio, Brazil, dan menarik
perhatian dunia terhadap masalah tersebut.
Perjanjian yang dibuat oleh komite pada
tahun 1992 untuk mengontrol emisi gas
rumah kaca itu telah ditandatangani oleh 162
negara. Pada pertemuan tahun 1997 di Kyoto
(Jepang), negara-negara industri di dunia
mengikuti hasil yang dikeluarkan dan
berkomitmen untuk mengurangi emisi CO2
dan gas rumah kaca sebesar 5% dibawah
level tahun 1990, pada tahun 2008 sampai
tahun 2012. Hal ini dapat dilakukan dengan
meningkatkan upaya
konservasi
dan
meningkatkan efisiensi konversi, saat
pertemuan tersebut permintaan atas energi
baru dengan menggunakan energi yang
diperbarui (seperti tenaga air, tenaga surya,
angin, dan energi panas bumi, gelombang air
laut) daripada bahan bakar fosil4).
Amerika Serikat merupakan penghasil
gas rumah kaca terbesar, yakni lebih dari 5
ton karbon yang dihasilkan tiap orang tiap
tahun. Sumber terbesar dari emisi gas rumah
kaca adalah transportasi. Tiap liter bensin
yang terbakar oleh kendaraan bermotor
memproduksi sekitar 2,5 kg CO 2. Rata-rata
mobil di Amerika Serikat dikendarai sekitar
20.000 km tiap tahun,2 dan mengkonsumsi
sekitar 2300 liter bensin. Oleh karena itu,
mobil menghasilkan sekitar 5500 kg CO2 ke
atmosfer tiap tahun, yaitu sekitar empat kali
berat mobil khusus (Gbr.5). Emisi ini dan
lainnya dapat dikurangi secara signifikan
dengan cara membeli sebuah mobil hemat
energi yang membakar lebih sedikit bahan
bakar dengan jarak yang sama, dan dengan
mengemudi secara wajar. Menghemat bahan
bakar, sama dengan menghemat uang dan
menyelamatkan lingkunngan. Contohnya,
memilih kendaraan yag mengkonsumsi 8
L/100 km daripada 12 L/100 km akan
mencegah 2 ton CO2 terlepas ke atmosfer
setiap tahun dan juga menghemat biaya
bahan bakar $400 per tahun (dengan kondisi
mengemudi rata-rata 20.000 km per tahun
dan biaya bahan bakar sebesar $ 0,53/L).
137
JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA VOL. 11 NO.2 – NOVEMBER 2010 : 131-139
beberapa
dekade
terakhir
untuk
meningkatkan efisiensi konversi (dalam
beberapa kasus dua kali lipatnya) dan
dilakukan untuk mengurangi polusi. Sebagai
individu, kita juga dapat membantu dengan
menjalankan langkah-langkah konservasi
energi dan efisiensi energi dengan
menjadikannya prioritas yang tinggi dalam
titik penunjang kita.
Gambar 5. Rata-rata mobil memproduksi CO2
beberapa kali beratnya setiap tahun (dikendarai
20.000 km setahun, mengkonsumsi 2.300 liter
bensin, dan memproduksi 2,5 kg CO2 per liter)
(Sumber : Yunus A, Michael A. Boles 20064) )
Jelaslah dari pembahasan ini bahwa
polutan dengan jumlah besar yang dihasilkan
dari energi kimia dalam bahan bakar fosil
diubah menjadi energi panas, mekanik, atau
listrik melalui pembakaran, dan dengan
demikian pembangkit listrik, kendaraan
bermotor, pabrik-pabrik dan bahkan kompor
adalah penyebab utama terjadinya polusi
udara. Sebaliknya, tidak ada polusi terpancar
sebagai listrik yang diubah menjadi energi
panas, kimia, atau mekanik, sehingga mobil
listrik sering disebut-sebut sebagai kendaraan
"nol emisi" dan penggunaannya secara luas
dipandang sebagai solusi akhir untuk
masalah polusi udara. Harus diingat,
bagaimanapun, bahwa listrik yang digunakan
oleh mobil listrik dikembangkan di tempat
lain kebanyakan dengan pembakaran bahan
bakar, dengan demikian dapat menghasilkan
polusi. Oleh karena itu, setiap kali sebuah
mobil listrik mengkonsumsi 1 kWh listrik,
bertanggung jawab atas pencemaran yang
terjadi sebagai 1 kWh listrik (ditambah
konversi dan transmisi yang hilang) yang
dihasilkan tempat lain. Mobil listrik dapat
dinyatakan sebagai kendaraan nol emisi
hanya ketika listrik yang mereka konsumsi
dihasilkan oleh sumber daya yang bebas
emisi seperti tenaga air, tenaga surya, angin,
dan energi panas bumi (Gmb 6. ) Oleh karena
itu, penggunaan energi baru ini harus
digalakkan di seluruh dunia, jika perlu
dengan paksaan, untuk membuat bumi
menjadi tempat yang lebih baik untuk
kehidupan. Kemajuan dalam termodinamika
telah memberikan kontribusi besar dalam
Gambar 6. Renewable energi seperti angin
disebut
“Green
Energy”
karena
tidak
menghasilkan polutan atau gas rumah kaca.
(Sumber : Edward E et.al. 1994 2) )
Oxfam International memperkirakan,
dana yang dibutuhkan untuk adaptasi
perubahan iklim diseluruh dunia mencapai
150 miliar per tahun. Pada pertemuan Para
Pihak Kerangka Kerja PBB untuk Konvensi
Perubahan Iklim di Bali pada tahun 2007
menyepakati pembentukan Badan Dana
Adaptasi Perubahan Iklim. Para pihak
mengalokasikan 2 persen dana Mekanisme
Pembangunan Bersih untuk membiayai
adaptasi perubahan iklim. Dana Adaptasi
Perubahan Iklim baru mencapai 192,51 juta
dollar AS 5).
IV. Kesimpulan
Dari
hasil
pembahasan
dapat
disimpulkan
energi kimia dalam bahan
bakar fosil diubah menjadi energy panas,
mekanik, atau listrik melalui pembakaran.
Dengan demikian pembangkit listrik,
kendaraan bermotor, dan kompor, pabrikpabrik adalah penyebab utama terjadinya
polusi udara. Polutan yang dikeluarkan
biasanya dikelompokan menjadi hidrokarbon
(HC), nitrogen oksida (NOx), dan karbon
monoksida (CO). Polutan yang dihasilkan
138
ENERGI DAN DAMPAKNYA TERHADAP LINGKUNGAN
I Made Astra
pada pembakaran fosil merupakan faktor
terbesar terjadinya asap, hujan asam dan
pemanasan global dan perubahan iklim. Ini
dapat diatasi dengan memanfaatkan energy
terbarukan seperti tenaga surya, energy
angin, gelombang air laut untuk menciptakan
langit biru.
Daftar Pustaka
1)
Young & Roger F. , 2000.University
Physics. Addison Wesley Longman,
Inc.
2)
Edward E, Anderson.,
1994.Thermodynamics. PWS
Publishing Company. Boston.
3)
Herbert E.Callen,1985. Thermodynamiics
And Introduction toThermostatistics,
Second
Edition. Jhon Wiley & Sons. New
York.
4)
Yunus A, Michael A. Boles, 2006.
Thermodynamics An Engineering
Approach Fifth Edition in SI Units.
McGraw Hill Companies, Inc. Boston.
5)
Media Kompas terbitan 10 Desember
2010
139
JURNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA VOL. 11 NO.2 – NOVEMBER 2010 : 131-139