Energi Matahari Cair

Ahmad Syauqi

Pendahuluan

Hukum kekekalan energy (energy conservation) menyebutkan bahwa energi tidak pernah diciptakan atau dimusnahkan, energi dapat dikonversi dari satu bentuk ke bentuk lainnya tetapi total energy tetap konstan (Tilery et al., 2007). Pada pelajaran ilmu Fisika, Hukum I Termodinamika dipahami bahwa tentang hal itu dalam suatu sistem tertutup. Einstein merumuskan energi dalam bentuk massa berjumlah E=m.c2, dimana c adalah laju cahaya dalam vakum. Rumus tersebut menunjukkan hubungan antara energi dan massa dari benda. Hubungan itu dapat dipahami lebih dalam pada peristiwa nuklir, suatu perubahan massa dan energi yang ditimbulkan atau diserapnya.

Pada tulisan ini tidak membicarakan hal tersebut tetapi pada pendekatan lingkungan yaitu bagaimana energi nuklir dari matahari dalam bentuk cahaya digunakan disekitar kita. Cahaya dalam istilah umum dapat dirasakan oleh mata adalah adanya benda-benda disekitar kita menjadi dapat dilihat. Kulit merasakan adanya kehangatan hingga merasa panas bila kita berjemur di luar rungan langsung terkena cahaya matahari. Istilah sinar lebih dikhususkan pada batasan panjang gelombang cahaya seperti sinar X sinar gamma, sinar merah, hijau dan lainnya. Padanan kata sinar adalah spektrum dan dikenal dengan batas-batas tertentu bila cahaya putih dilewatkan suatu prisma.

Dasar kerja hubungan antara organ daun dan cahaya matahari secara fisika adalah hubungan sinar-sinar yang dikandung oleh cahaya matahari itu dengan bagian sel yang mempunyai pigmen tertentu yang berwarna pula. Khlorofil misalnya merespon adanya cahaya matahari dan bila diuraikan terdapat sinar tertentu dan lain sinar tidak dapat merespon. Fasilitas pigmen berwarna hijau tersebut dapat menghantarkan energi matahari menjadi energi kimia dalam daun yaitu berupa polimer karbohidrat yang disebut pati. Zat ini disimpan dalam berbagai bentuk seperti biji padi yang tersimpan bersamaan dengan embryo tumbuhan itu. Umbi singkong, ketela pohon maupun tumbuhan/tanaman lainnya merupakan bentuk simpanan dan dimanfaatkan untuk makanan. Peristiwa pembentukan (anabolisme) zat pati itu dikategorikan sebagai metabolit primer.

Hasil metabolit primer tersimpan energi kimia tidak lain adalah energi matahari sebab sel melakukan perubahan dengan gerakan electron yang dipicu oleh sinar tertentu dari cahaya matahari. Selain tanaman sel mikroorganisme yang menyerap sinar sama dengan tanaman adalah mereka yang ada diperairan zona limnetic (hingga 1% penetrasi cahaya). Mereka menyerap sinar (Syauqi, 2017) panjang gelombang cahaya tampak (400-700 nm), infra merah pada 800 – 860 mmikro yaitu bakteri Chlorobium dan Rhodopseudomonas; artinya pada sinar merah sel dapat merspon untuk peristiwa fotosintesis.

Energi Baru Terbaharukan

Saat sekarang energi yang tersimpan dalam bentuk biokimia tersebut menjadi perhatian utama misalnya untuk energi baru terbaharukan (EBT) dari organisme mikro (mikroorganisme). Istilah EBT telah menjadi suatu yang baru bagi pemanfaatan sumber energi oleh selain bentuk makanan dan pakan. Kita manusia dan ternak telah diberikan sumber energi baik basal tubuh maupun gerakannya dari EBT yaitu hasil metabolisme primer tanaman, dikenal juga dengan istilah produsen primer. EBT dalam uraian di atas menekankan adanya pembaharuan tangkapan energi dari matahari menjadi tersedia dalam massa hasil tanaman dan menekankan suatu siklus berkaitan dengan gas rumah kaca; paling utama adalah karbon dioksida (CO2).

Selain itu EBT pada aspek fisika-alam tersedia dari turunan gerakan seperti gelombang laut dan angin. Energi gerak tersebut dapat disimpan dengan mekanisme konversi energi dan hasil akhir disimpan dalam baterai. Energi potensial air yang dijatuhkan dari tempat ketinggian dikonversi menjadi energi listrik dapat juga disimpan ke dalam baterai. Analog dengan tanaman dan sel mikroorganisme adalah pemanfaatan elektron yang dipicu oleh cahaya matahari oleh sel kimia-fisik dan disimpan dalam baterai. Jenis-jenis energi ini secara materi adalah padat dan bila dirunut konversi energinya dapat diberikan istilah energi angin padat (baterai) dari pemanfaatan angin, energi matahari padat (baterai) dari pemanfaatan fotosel, energi potensial air-padat berupa listrik atau baterai dari bendungan air.

Energi matahari cair berupa materi cairan seperti etanol, umumnya bioetanol, yaitu hasil konversi cahaya matahari dari massa sel jenis makhluk hidup tanaman, hasil tanaman seperti minyak dari tanaman sawit yang dikonversi menjadi solar. Kedua bahan tersebut secara fisik adalah cairan dan didalamnya tersimpan dalam bentuk kimia hasil pemanfaatan energi matahari. Konversi energi yang dibawa oleh sinar (foton) matahari ke dalam zat kimia mempunyai mekanisme tingkatan tertentu. Minyak dari biji-bijian dikonversi menjadi solar mempunyai tingkat proses lebih banyak pada teknik-teknik kimia. Sedangkan bioetanol mempunyai tingkat proses pada bioproses seperti adanya fermentasi (Syauqi dkk., 2018).

Menurut David Blum’s Alcohol can be a gas!, kelebihan bioetanol dikonversikan menjadi energi gerak adalah terjadinya pembuangan panas lebih sedikit. Artinya suatu mesin yang diberikan bahan bakar alcohol pada pengujiannya, panas yang ditimbulkan lebih rendah dibanding dengan bahan bakar fosil. Hal demikian bioetanol merupakan prospek energi matahari cair untuk dapat menggantikan bahan bakar konvensional yang dalam jangka waktu tidak lama akan terjadi kelangkaan pasokan. Oleh karena itu saat sekarang telah dimulai penyediaan energi matahari cair berupa gashohol yaitu maksimal 15% dalam bahan bakar konvensional.

Sedangkan biosolar dengan penggantian sebagian 10% bahan dari konversi minyak sawit atau lainnya telah tersedia.  Beberapa pengujian peningkatan fraksi energi matahari cair lebih tinggi (> 20%) memberikan hasil samping pengotoran lebih tinggi berupa kerak dan masih dalam upaya perbaikan . Hal demikian disebabkan rantai karbon yang dikandungnya pada konversi energi, idealnya hasil samping hanya dalam bentuk pembuangan gas, yaitu kandungan karbon (C) hanya satu seperti gas CO2.

Prospek “energi matahari cair” bagi kendaraan atau motor pada umumnya selain pertimbangan efesiensi konversi gerak lebih tinggi, hasil samping berupa gas dapat dimanfaatkan kembali oleh tanaman. Hal demikian diartikan pengembalian kepada lingkungan sekitar dapat diambil kembali oleh tanaman dan konversi energi matahari terjadi terus-menerus. Penyediaan “energi matahari cair” mempunyai faktor:

  • Menggalakkan penghijauan atau reboisasi baik hutan murni maupun hutan-masyarakat yang terdapat program tertentu.
  • Tersedianya pengetahuan (sains) untuk memanfaatkan massa sel seperti buangan material organik selain pembuatan kompos dan pupuk, misalnya konversi massa sel dari sampah padat jenis organik.
  • Tersedianya kebijakan penggunaan EBT sebagai persiapan menghadapi kelangkaan bahan bakar fosil.

Penanganan pada kelola lingkungan akibat barang/bahan buangan membutuhkan energi yang sangat besar. Penggantian seluruh penggunaan energi untuk penanganan sampah misalnya dari EBT merupakan hal mendesak agar tidak bersaing dengan kebutuhan aktivitas kita sehari-hari. Penggunaan energi dari bahan bakar fosil untuk angkutan sampah sehari-hari telah demikian besar bila dikalkulasi perhari di seluruh Indonesia. Hal ini belum termasuk perhatian “urunan” pembuangan sampah dari tingkat perkampungan hingga kawasan bisnis. Beberapa aktivitas yang telah dilakukan untuk hasil manfaat tinggi dari aktivitas pengelolaan pembuangan sampah khususnya di area kota (urban) dan suburban adalah pengomposan.

Prospek diversifikasi pengelolaan sampah padat organik menjadi bioetanol pada kategori generasi II dan III bagi kita masih perlu ditindaklanjuti selain saat sekarang bioetanol telah dikembangkan untuk generasi IV (http:// energyfromwasteandwood.weebly.com/generations-of-biofuels.html).

Referensi

Investor Daily. 2015. Ego Sektoral Jadi Hambatan. Akses 21 Agustus 2019. URL:http://investor.id/archieve/ego-sektoral-jadi-hambatan.

Ipotnews. 2018 Pemerintah Bersiap Susun Kebijakan Penggunaan Etanol Untuk Energi. Akses 21 Agusutus 2019. URL: https://www.indopremier.com/ ipotnews/newsDetail.php?jdl=Pemerintah_Bersiap_Susun_Kebijakan_ Penggunaan_Etanol_Untuk_Energi&news_id=94698&group_news=IPOTNEWS&news_date=2018-08-30&taging_subtype=MINYAKDANGAS&name= &search=y_general&q=migas,%20minyak%20dan%20gas%2&halaman=

Blume, D. 2008. Alcohol can be a gas! Fueling an Ethanol Revolution for the 21st Century. DVD. California.

Syauqi, A. 2017. Mikrobiologi Lingkungan Peranan Mikroorganisme dalam Kehidupan. ANDI-Unisma. Yogyakarta, hal. 68.

Syauqi, A., H. Santoso dan S.N. Hasana. 2018. Hubungan Padatan Tersuspensi dan Kekeruhan Sel Saccharomyces cerevisiae dalam Air: Diagnosa Linieritas. Laporan Penelitian DasarUnggulan Perguruan Tinggi. Tahun I dari Rencana 2 Tahun. Universitas Islam Malang. Malang.

The University ofEdinburgh. nd. Energy from waste and wood. Generations of biofuels. Access on August 21st. URL:http://energyfromwasteandwood. weebly.com/generations-of-biofuels.html

Tillery, B.W., E.D. Enger and F.C. Ross. 2007. Integrated Science. Third Edition. McGraw-Hill Higher Educatin. Boston, p. 61.