potensi energi laut indonesia

Topik Utama
POTENSI ENERGI LAUT INDONESIA
Mira Yosi
Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan
[email protected]
SARI
Keunikan Negara Indonesia sebagai Negara kepulauan yang membentang di sepanjang ekuator
mengandung berbagai macam potensi sumber daya energi. Laut Indonesia menyimpan cadangan
energi baru terbarukan yang diharapkan dapat menopang kebutuhan energi nasional yang cukup
besar dan energi tersebut tersimpan dalam panas laut, gelombang laut, pasang surut, dan arus
laut. Sejak 2006 Badan Litbang ESDM melalui Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Kelautan telah melaksanakan pemetaan potensi energi laut, khususnya arus laut.
Berdasarkan hasil pengukuran kecepatan arus laut maksimum berkisar 1,3 - 3,0 m/s dan
menghasilkan rapat daya sebesar 1,38 - 13,84 kW/m2. Dari sepuluh selat Indonesia yang telah di
survei total potensi praktis energi arus pasang surut sebesar 17.989 MW. Gelombang di perairan
Indonesia yang dipengaruhi oleh musim barat dan musim timur menghasilkan potensi praktis
sebesar 1.995 MW. Sedangkan potensi praktis panas laut untuk 17 lokasi diperoleh total potensi
sebesar 41.001 MW. Potensi energi laut di Indonesia yang besar ini apabila dapat dikuasai menjadi
energi listrik, maka akan memberikan peranan yang sangat besar menambah pasokan energi
terbarukan.
Kata kunci : energi laut, arus pasang surut, gelombang, panas laut
1. PENDAHULUAN
Indonesia merupakan sebuah Negara kepulauan
telah dideklarasikan oleh Perdana Menteri
Ir. Djuanda Kartawidjaja, pada 13 Desember
1957. Wilayah laut Indonesia yang seluas 5,8
juta km2 yang merupakan tiga per empat dari
keseluruhan wilayah Indonesia. Indonesia
merupakan suatu wilayah yang unik di dunia,
mempunyai pulau sebanyak 13.466 yang
membentang di ekuator antara 5o lintang utara
sampai dengan 9o lintang selatan. Sedangkan
total garis pantai Indonesia yang sepanjang
99.093 km. Di samping memiliki arti yang sangat
strategis bagi kesatuan, persatuan, pertahanan
dan kedaulatan Indonesia, kenyataan tersebut
merupakan kunci bagi kemajuan Indonesia,
modal utama untuk membangun bangsa, dan
54
menempatkan Indonesia sebagai Negara yang
dikaruniai sumber daya kelautan yang besar. Laut
menyimpan kekayaan energi yang besar yang
belum teroptimalkan potensinya.
Potensi kekayaan energi laut Indonesia dapat
dibedakan menjadi dua, yaitu sumber daya
terbarukan (renewable resources) dan sumber
daya tidak terbarukan (non-renewable
resources). Sumber daya terbarukan antara lain
gelombang, pasang surut, arus laut, angin,
OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion),
dan sumber daya tidak terbarukan seperti
sumber daya minyak dan gas bumi dan berbagai
jenis mineral.
Proyeksi Pertumbuhan konsumsi energi listrik
periode 2013-2022 akan terus meningkat di
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Topik Utama
seluruh wilayah Indonesia, diantaranya : untuk
Jawa Bali sebesar 7,6% per tahun, Indonesia
Timur sebesar 11,2% per tahun, wilayah
Sumatera akan meningkat rata-rata 10,6% per
tahun. Tingginya pertumbuhan konsumsi energi
perlu diimbangi dengan upaya diversifikasi,
mengingat sumber energi utama saat ini yang
berasal dari fosil terus berkurang dan tidak
diimbangi dengan percepatan penemuan
cadangan baru.
2. POTENSI ENERGI
Energi terbarukan yang berasal dari laut yang
antara lain adalah energi arus laut, energi yang
timbul akibat perbedaan suhu antara permukaan
air dan dasar laut (ocean thermal energy conversion/OTEC), energi gelombang, energi yang
disebabkan oleh perbedaan tinggi permukaan air
akibat pasang surut dan mikroalga sebagai salah
satu biodiesel.
2.1. Energi Arus Pasut
Arus laut merupakan gerakan masa air laut
secara horizontal dan vertikal yang ditimbulkan
oleh suatu gaya pembangkit tertentu. Arus laut
dikategorikan menjadi 2 berdasarkan
periodenya, yaitu arus pasang surut dan arus
non pasang surut (Gambar 1). Arus pasang surut
merupakan arus yang memiliki periode yang
teratur karena bergantung pada fenomena
pasang surut yang terjadi pada suatu perairan.
Sedangkan arus non pasang surut, merupakan
arus laut yang kejadiannya tidak periodik.
Contoh dari arus non pasang surut antara lain
arus densitas, arus geostropik, arus Ekman dan
arus sejajar pantai. Berdasarkan informasi
tersebut di atas arus laut merupakan gerakan
dari masa air baik itu gerakan secara vertikal
maupun horizontal. Sedangkan arus pasang
surut merupakan pergerakan masa air secara
horizontal yang ditimbulkan oleh perbedaan
tinggi muka air akibat fenomena pasang surut
yang terjadi di laut. Pasang surut air laut terjadi
akibat gaya tarik gravitasi benda-benda langit
yang beredar mengitari bumi. Energi kinetik yang
dihasilkan arus yang dapat menjadi penggerak
mula bagi rotor pembangkit listrik. Secara
umum, energi yang dapat ditangkap oleh suatu
alat bergantung pada ukuran atau diameter rotor dari turbin arus tersebut.
Gambar 1. Skema arus laut
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
55
Topik Utama
Badan Litbang ESDM melalui Pusat Penelitian
dan Pengembangan Geologi Kelautan sejak
tahun 2006 telah melaksanakan pemetaan
energi laut nasional, khususnya arus laut di
berbagai selat, diantaranya: Selat Riau, Selat
Sunda, Selat Toyapakeh, Selat Lombok, Selat
Alas, Selat Molo, Selat Larantuka, Selat Pantar,
Selat Boleng, dan Selat Mansuar Raja Ampat
(Gambar 2).
Di samping melakukan pengukuran arus,
dilakukan juga pengambilan data kedalaman
dasar laut, pengamatan pasang surut,
pengambilan contoh sedimen pemukaan dasar
laut, pengukuran sifat fisis air laut, pengambilan
contoh air laut, pengamatan kondisi geologi
berupa pemetaan karakteristik pantai,
pengukuran parameter klimatologi (Gambar 3).
Daya yang dapat dihasilkan dari suatu aliran air
yang mangalir melewati suatu penampang A
dalam arah yang tegak lurus permukaan
penampang dapat dibuat persamaan, sebagai
berikut (Fraenkel, 2002) :
P
A
V
Η
= Daya (Watt)
= Masa jenis ( kg/m3 )
= Total luas permukaan efektif turbin (m2),
yaitu bagian dimana terjadi perpotongan
aliran di daerah instalasi turbin
= Kecepatan arus ( m/detik )
= Efisiensi turbin ( η = 0,25 melalui
percobaan)
Potensi energi laut dibagi ke dalam beberapa
kategori dengan mengadopsi kategori yang telah
digunakan di Irlandia (Marine Institute and
Sustainable Energy Ireland, 2005) yaitu:
1) Sumber daya teoritis (Theoretical Resources)
2) Sumber daya Teknis (Technical Resources)
3) Sumber daya Praktis (Practical Resources)
4) Sumber daya yang dapat diakses (Accessible
Resources)
5) Sumber daya yang layak diakses (Viable
Accessible Resources)
Gambar 2. Lokasi-lokasi pemetaan dan pemodelan energi arus laut di selat-selat
berpotensi Indonesia (P3GL, 2014)
56
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Topik Utama
Gambar 3. Pengukuran data di lapangan
Perhitungan potensi sumber daya arus pasut
hanya dilakukan sampai tiga tahap, yaitu
sumber daya teoritis, sumber daya teknis dan
sumber daya praktis. Sumber daya teoritis
adalah energi yang terkandung pada lokasi
penelitian. Sumber daya teknis merupakan
sumber daya teoritis yang dapat dimanfaatkan
dengan menggunakan teknologi yang sudah
berkembang saat ini. Sedangkan untuk sumber
daya praktis adalah sumber daya teknis yang
sudah dapat dimanfaatkan setelah
mempertimbangkan kendala eksternal, seperti:
jalur pelayaran, faktor lingkungan, aksesibilitas,
dan lain-lain. Tabel 1 dan Gambar 4 dibawah
berikut memperlihatkan hasil perhitungan
potensi sumber daya teoritis, teknis, dan praktis
untuk 10 lokasi selat.
Dari hasil pengukuran arus laut, Selat Larantuka
dan Toyopakeh memiliki kecepatan arus yang
relatif lebih besar dibandingkan selat lainnya,
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
yaitu.maksimum mencapai 3 m/s, kecepatan ini
dapat menghasilkan rapat daya kW/m2 yang juga
relatif lebih besar. Total dari 10 selat tersebut
diperoleh besarnya potensi praktis energi arus
laut sebesar 17.988 MW.
2.2. Potensi Energi Gelombang
Energi gelombang adalah energi kinetik yang
memanfaatkan beda tinggi gelombang laut, dan
salah satu bentuk energi yang dapat
dikonversikan menjadi energi listrik melalui parameter gelombangnya, yaitu tinggi gelombang,
panjang gelombang, dan periode waktunya
(Gambar 6).
Energi gelombang laut di Indonesia sangat
potensial untuk dimanfaatkan sebagai energi
baru dan terbarukan untuk membangkitkan
tenaga listrik.
57
Topik Utama
Tabel 1. Hasil perhitungan potensi arus pasang surut di 10 selat
No.
Selat
Kec. arus
maks. (m/s)
Rapat Daya
(kW/m2)
Luas
Daerah
Potensi
(m2)
Potensi
Teknis (kW)
Potensi
Praktis
(kW)
1
Riau
1,39
1,38
55.751.111
96.432.000
24.108.000
6.027.000
2
Sunda
2,63
9,32
21.025.000
36.366.680
9.091.670
2.272.917
3
Toyopakeh
3,00
13,84
2.959.360
5.118.768
1.279.692
319.923
4
Lombok
2,44
7,44
19.107.438
33.049.897
8.262.474
2.065.619
5
Alas
2,90
12,50
60.853.994
105.258.394
26.314.598
6.578.650
6
Molo
1,85
3,24
216.400
374.304
93.576
23.394
7
Larantuka
3,00
13,84
287.500
497.285
124.321
31.080
8
Boleng
1,50
1,73
1.658.610
2.868.877
717.219
179.305
9
Pantar
2,91
12,63
921.600
1.594.080
398.520
99.630
10
Mansuar
1,79
2,94
3.619.998
6.261.465
1.565.366
391.342
287.821.749
71.955.437
17.988.859
Total
Pada dasarnya prinsip kerja teknologi konversi
energi gelombang laut menjadi energi listrik
adalah mengakumulasi energi gelombang laut
untuk memutar turbin generator. Ada 3 tiga
metode yang dapat dilakukan pada sistem onshore, yaitu:
a. Pelampung (float system): listrik
dibangkitkan dari gerakan vertikal dan
rotasional pelambung
b. Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water
Column): listrik dibangkitkan dari naik
turunnya air akibat gelombang dalam sebuah
pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya
kolom air ini akan mengakibatkan keluar
masuknya udara di lubang bagian atas pipa
dan menggerakkan turbin.
c. Wave Surge (channel system). Peralatan ini
biasa juga disebut sebagai tapered channel
atau kanal meruncing atau sistem tapchan,
dipasang pada sebuah struktur kanal yang
dibangun di pantai untuk mengkonsentrasikan gelombang, membawanya ke dalam
kolam penampung yang ditinggikan. Air yang
mengalir keluar dari kolam penampung ini
yang digunakan untuk membangkitkan listrik
58
Potensi
Teoritis (kW)
dengan menggunakan teknologi standar
hydropower.
Sistem Off-Shore dirancang pada kedalaman
40 meter dengan mekanisme kumparan yang
memanfaatkan pergerakan gelombang untuk
memompa energi. Energi Listrik dihasilkan dari
gerakan relatif antara pembungkus luar
(external hull) dan bandul dalam (internal pendulum). Naik turunnya pipa pengapung di
permukaan yang mengikuti gerakan gelombang
berpengaruh pada pipa penghubung yang
selanjutnya menggerakkan rotasi turbin bawah
laut.
Daya yang dapat dibangkitkan dari energi
gelombang dihitung dengan menggunakan
persamaan daya gelombang, yaitu:
P = 0.55 H2S Tz kW/m
(Sumber: Indian Wave Energy, n.d)
di mana P adalah daya (kW/m panjang
gelombang), H adalah tinggi gelombang (m), S
adalah perioda (detik), dan Tz adalah zero crossing period.
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Gambar 4. Peta potensi energi arus laut Indonesia (P3GL, 2014)
Topik Utama
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
59
Topik Utama
Gambar 5. Alat pengukur gelombang
Berdasarkan persamaan tersebut di atas dapat
diprediksikan berbagai potensi energi dari
gelombang laut di berbagai tempat di Indonesia.
Dari data tersebut, pantai barat Pulau Sumatera
(Aceh sampai dengan Sumatera Barat)
berpotensi memiliki energi gelombang laut
praktis sebesar 477 MW sedangkan pantai
selatan Pulau Jawa, yaitu di Sukabumi memiliki
potensi praktis sebesar 391.29 MW. Potensi
praktis energi gelombang untuk daerah Kupang
Selatan dan Halmahera masing-masing lebih
dari 100 MW (Gambar 7 dan Tabel 2). Berdasarkan hasil perhitungan potensi yang ditampilkan
dalam Tabel 2 diperoleh besar potensi energi
gelombang dari 23 lokasi untuk potensi praktis
sebesar 1.995,2 MW.
Gambar 6. Hasil pengukuran gelombang selama 1 bulan (Pelabuhan
Ratu, Pebruari 2008)
60
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Gambar 7. Peta potensi energi gelombang laut Indonesia (P3GL, 2014)
Topik Utama
Potensi Energi
Energi Laut
Laut Indonesia
Indonesia ;; Mira
Mira Yosi
Yosi
Potensi
61
Topik Utama
2.3. Potensi Energi Panas Laut
Konversi energi panas laut (ocean thermal
energy conversion) atau yang lebih dikenal
dengan OTEC adalah metode untuk
menghasilkan energi listrik menggunakan
perbedaan temperatur antara permukaan dan
dasar laut. Lautan yang meliputi dua per tiga
permukaan bumi, menerima energi panas yang
berasal dari penyinaran matahari secara terus
menerus. Lautan berfungsi sebagai suatu
penampungan yang cukup besar dari energi
surya yang mencapai bumi. Pemanasan dari
permukaan air di daerah tropis mengakibatkan
permukaaan air laut memiliki suhu kira-kira 27 -
30oC. Air permukaan yang hangat ini dipakai
dalam kombinasi dengan air yang lebih dingin
(5 - 70C) pada kedalaman 500 - 600 meter. Tabel
3 di bawah berikut memberikan hasil perhitungan
potensi teoritis, potensi teknis dan potensi
praktis untuk 17 lokasi potensial yang telah diukur
oleh BPPT.
Pengambilan data panas laut adalah dengan
menggunakan CTD (Conductivity Temperature
Depth), yaitu suatu instrumen yang digunakan
untuk mengukur karakteristik air seperti suhu,
salinitas, tekanan, kedalaman, dan densitas
(Gambar 8).
Tabel 2. Total hasil perhitungan potensi teoritis, potensi teknis, dan
potensi praktis energi gelombang
62
No.
Lokasi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Aceh
Nias
Mentawai
Pariaman
Painan
Kepri
Sukabumi
Banyuwangi
Tanjung Bumi
Nusa Penida
Gili Trawangan
Labuhan Bajo
Pontianak
Kupang Selatan
Makasar
P. Lembeh Bitung
Ambon
Halmahera
Sorong
Raja Ampat
Kendari
Biak
Timika
TOTAL
Potensi Teoritis (MW)
11.320
3.563
12.153
3.020
3.791
11.910
27.731
5.157
33
118
1.773
982
6.066
11.243
6.009
1.351
2.426
9.334
880
4.068
1.288
3.779
13.477
141.472
Potensi Teknis (MW)
639
201
686
170
214
672
1.565
291
2
7
100
55
342
635
339
76
137
527
50
230
73
213
761
7.985
Potensi Praktis
(MW)
160
50
171
43
53
168
391
73
0,5
1,7
25
14
86
159
85
19
34
132
12
57
18
53
190
1.995,2
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Topik Utama
Tabel 3. Perhitungan potensi teoritis, potensi teknis, dan potensi praktis
panas laut
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Area
Barat P. Enggano
Panjang
Pantai
(km)
Potensi
nominal
(kW)
Potensi
Teoritis
(MW)
Potensi
Teknis
(MW)
Potensi
Praktis
(MW)
118
631.773
74.802
1.895
569
L. Mentawai, timur
P.Siberut
Samudra Hindia,
selatan Panaitan
Flores Sea, utara Bali
hingga utara Bima
343
631.773
216.698
6.450
2.085
188,7
640.398
120.843
3.842
1.153
950,2
636.078
604.402
19.718
5.916
Laut Banda
600,8
633.924
380.862
12.679
3.804
365
638.236
232.956
7.659
2.298
186,3
631.773
117.699
3.791
1.137
517,1
631.773
326.690
10.740
3.222
644,8
629.626
405.983
13.222
3.967
175,3
636.078
11.505
3.180
954
291,9
636.078
185.671
5.725
1.717
Laut Banda, selatan P.
Banda Naira
Laut Maluku, barat
Kep. Banggai
Laut Maluku, selatan
Halmahera
Selat Makassar, pantai
barat Majene – pantai
barat Palu
Sulawesi Sea, Barat P.
Siau, Sangir
Timur laut Kep.
Bunaken
12
Utara P. Talaud
489,8
638.236
312.608
10.212
3.064
13
L. Halmahera
417,3
636.078
265.436
8.269
2.481
169,4
638.236
108.117
3.191
957
394
640.398
252.317
8.325
2.498
278.2
638.236
177.557
5.744
1.732
551.6
640.398
353.244
11.527
3.458
4.247.389
136.669
41.001
14
15
16
17
Samudra Hindia,
selatan Sumbawa
hingga selatan Timor
Selat Alor dan Selat
Ombai
Laut Seram, utara P.
Seram
Samudra Pasifik, utara
Irian
TOTAL
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
10.809.095
63
Topik Utama
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
semua anggota Tim Penyusunan Peta Energi
Laut Indonesia yang terdiri dari Puslitbang
Geologi Kelautan (PPPGL), Badan Pengkajian
dan Penerapan Teknologi (BPPT), Badan
Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG),
Institut Teknologi Bandung (ITB), Institut
Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), dan
Asosiasi Energi Laut Indonesia (ASELI).
DAFTAR PUSTAKA
Farhudin., 1999, Analisis Arus Laut Perairan
Teluk Jakarta, Tugas Akhir, Program Studi
Oseanografi. Departemen Geofisika dan
Meteorologi-ITB, Bandung.
Gambar 8. Pengambilan data karakteristik
air menggunakan CTD
Berdasarkan Tabel 3 diketahui bahwa
perhitungan untuk 17 area lokasi telah
mendapatkan potensi praktis OTEC sebesar
41.001 MW. Ini belum termasuk titik-titik lain yang
belum dilakukan pengukuran, diperkirakan
jumlah total potensi panas laut di perairan Indonesia bisa jauh lebih besar dari 40.000 MW.
Gambar 9 berikut adalah Peta Potensi Energi
Panas Laut dari 17 lokasi di wilayah Indonesia.
3. KESIMPULAN DAN SARAN
Besarnya energi yang tersimpan dalam laut Indonesia yang meliputi panas laut, gelombang
laut hingga arus laut total mencapai 60.985 MW
(potensi praktis). Berlimpahnya potensi energi
laut yang berasal dari arus, pasang surut,
gelombang, maupun panas laut, diharapkan
energi laut ke depan memiliki manfaat yang
besar dan penting dalam menyokong kebutuhan
energi listrik nasional. Oleh karena itu,
pengembangan Pembangkit Listrik berbasis
energi laut dapat menjadi salah satu solusi bagi
permasalahan ketahanan energi nasional.
64
Fraenkel, P., 2002, Power From Marine
Currents, Proceeding of Institution of
Mechanical Engineers, 216:1-14, London.
Fraenkel, P., 2004, Marine Current Turbines:
Feedback on Experience so Far, Bahan
Presentasi, Dipresentasikan pada Energies
Renouvables en Mer, Brest, France, 20-21
Oktober, 2004.
Fraenkel, P., 2006, Tidal Current Energy
Technologies, Marine Current Turbines Ltd,
148:145-151, Bristol, United Kingdom.
Marine Institute and Sustainable Energy Ireland,
2005, Ocean Energy in Ireland, an Ocean
Strategy for Ireland. Report to Department
of Communications, Marine and Natural
Resources, October 2005.
PT. Soilens, 2008, Hydro - Oceanographic And
Bathymetric Survey, and Analysis for 3 X
350 MW PLTU Batubara Palabuhan Ratu
Power Plant Project at Palabuhan Ratu,
Sukabumi, West Java, Indonesia.
Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Kelautan, 2014, Peta Potensi Energi Arus
Laut Indonesia.
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014
Gambar 9. Peta potensi energi panas laut Indonesia (P3GL,2014)
Topik Utama
Potensi Energi Laut Indonesia ; Mira Yosi
65
Topik Utama
Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Kelautan, 2014, Peta Potensi Energi
Kelautan, 2014, Potensi Energi laut
Gelombang Laut Indonesia.
Indonesia.
Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Kelautan, 2014, Peta Potensi Energi Panas
Kelautan (2014). Ringkasan pemetaan dan
Laut Indonesia.
Pemodelan Energi Arus Laut di selat-selat
berpotensi Indonesia 2006-2013.
66
M&E, Vol. 12, No. 1, Maret 2014