Global Warming – Apa dan mengapa

<!– @page { size: 21.59cm 27.94cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } –>

Sejak dikenalnya ilmu mengenai iklim, para ilmuwan telah mempelajari bahwa ternyata iklim di Bumi selalu berubah. Dari studi tentang jaman es di masa lalu menunjukkan bahwa iklim bisa berubah dengan sendirinya, dan berubah secara radikal. Apa penyebabnya? Meteor jatuh? Variasi panas Matahari

Apa itu gas rumah kaca?

Sebetulnya yang dikenal sebagai ‘gas rumah kaca’, adalah suatu efek, dimana molekul-molekul yang ada di atmosfer kita bersifat seperti memberi efek rumah kaca. Efek rumah kaca sendiri, seharusnya merupakan efek yang alamiah untuk menjaga temperatur permukaaan Bumi berada pada temperatur normal, sekitar 30°C, atau kalau tidak, maka tentu saja tidak akan ada kehidupan di muka Bumi ini.

Pada sekitar tahun 1820, bapak Fourier menemukan bahwa atmosfer itu sangat bisa diterobos (permeable) oleh cahaya Matahari yang masuk ke permukaan Bumi, tetapi tidak semua cahaya yang dipancarkan ke permukaan Bumi itu bisa dipantulkan keluar, radiasi merah-infra yang seharusnya terpantul terjebak, dengan demikian maka atmosfer Bumi menjebak panas (prinsip rumah kaca).

Tiga puluh tahun kemudian, bapak Tyndall menemukan bahwa tipe-tipe gas yang menjebak panas tersebut terutama adalah karbon-dioksida dan uap air, dan molekul-molekul tersebut yang akhirnya dinamai sebagai gas rumah kaca, seperti yang kita kenal sekarang. Arrhenius kemudian memperlihatkan bahwa jika konsentrasi karbon-dioksida dilipatgandakan, maka peningkatan temperatur permukaan menjadi sangat signifikan.

Semenjak penemuan Fourier, Tyndall dan Arrhenius tersebut, ilmuwan semakin memahami bagaimana gas rumah kaca menyerap radiasi, memungkinkan membuat perhitungan yang lebih baik untuk menghubungkan konsentrasi gas rumah kaca dan peningkatan Temperatur. Jika konsentrasi karbon-dioksida dilipatduakan saja, maka temperatur bisa meningkat sampai 1°C.

Tetapi, atmosfer tidaklah sesederhana model perhitungan tersebut, kenyataannya peningkatan temperatur bisa lebih dari 1°C karena ada faktor-faktor seperti, sebut saja, perubahan jumlah awan, pemantulan panas yang berbeda antara daratan dan lautan, perubahan kandungan uap air di udara, perubahan permukaan Bumi, baik karena pembukaan lahan, perubahan permukaan, atau sebab-sebab yang lain, alami maupun karena perbuatan manusia. Bukti-bukti yang ada menunjukkan, atmosfer yang ada menjadi lebih panas, dengan atmosfer menyimpan lebih banyak uap air, dan menyimpan lebih banyak panas, memperkuat pemanasan dari perhitungan standar.

Sejak tahun 2001, studi-studi mengenai dinamika iklim global menunjukkan bahwa paling tidak, dunia telah mengalami pemanasan lebih dari 3°C semenjak jaman pra-industri, itu saja jika bisa menekan konsentrasi gas rumah kaca supaya stabil pada 430 ppm CO₂e (ppm = part per million = per satu juta ekivalen CO₂ – yang menyatakan rasio jumlah molekul gas CO₂ per satu juta udara kering). Yang pasti, sejak 1900, maka Bumi telah mengalami pemanasan sebesar 0,7°C.

Lalu, jika memang terjadi pemanasan, sebagaimana disebut; yang kemudian dikenal sebagai pemanasan global, (atau dalam istilah populer bahasa Inggris, kita sebut sebagai Global Warming): Apakah merupakan fenomena alam yang tidak terhindarkan? Atau ada suatu sebab yang signfikan, sehingga menjadi ‘populer’ seperti sekarang ini? Apakah karena Al Gore dengan filmnya “An Inconvenient Truth”

Perlu kerja-sama internasional untuk bisa mengatakan bahwa memang manusia-lah yang menjadi penyebab utama terjadinya pemanasan global. Laporan IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) tahun 2007, menunjukkan bahwa secara rata-rata global aktivitas manusia semenjak 1750 menyebabkan adanya pemanasan. Perubahan kelimpahan gas rumah kaca dan aerosol akibat radiasi Matahari dan keseluruhan permukaan Bumi mempengaruhi keseimbangan energi sistem iklim. Dalam besaran yang dinyatakan sebagai Radiative Forcing sebagai alat ukur apakah iklim global menjadi panas atau dingin (warna merah menyatakan nilai positif atau menyebabkan menjadi lebih hangat, dan biru kebalikannya), maka ditemukan bahwa akibat kegiatan manusia-lah (antropogenik) yang menjadi pendorong utama terjadinya pemanasan global. Hasil perhitungan perkiraan agen pendorong terjadinya pemanasan global dan mekanismenya (kolom satu), berdasarkan pengaruh radiasi (Radiative Forcing), dalam satuan Watt/m^2, untuk sumber antropogenik dan sumber yang lain, tanda merah dan nilai positif dari kolom dua dan tiga berarti sumbangan pada pemanasan, sedangkan biru adalah efek kebalikannya. Kolom empat menyatakan dampak pada skala geografi, sedangkan kolom kelima menyatakan tingkat pemahaman ilmiah (Level of Scientific Understanding), Sumber: Laporan IPCC, 2007.

Dari gambar terlihat bahwa karbon-dioksida adalah penyumbang utama gas kaca. Dari masa pra-industri yang sebesar 280 ppm menjadi 379 ppm pada tahun 2005. Angka ini melebihi angka alamiah dari studi perubahan iklim dari masa lalu (paleoklimatologi), dimana selama 650 ribu tahun hanya terjadi peningkatan dari 180-300 ppm. Terutama dalam dasawarsa terakhir (1995-2005), tercatat peningkatan konsentrasi karbon-dioksida terbesar pertahun (1,9 ppm per tahun), jauh lebih besar dari pengukuran atmosfer pada tahun 1960, (1.4 ppm per tahun), kendati masih terdapat variasi tahun per tahun.

Sumber terutama peningkatan konsentrasi karbon-dioksida adalah penggunaan bahan bakar fosil, ditambah pengaruh perubahan permukaan tanah (pembukaan lahan, penebangan hutan, pembakaran hutan, mencairnya es). Peningkatan konsentrasi metana (CH4), dari 715 ppb (part per billion= satu per milyar) di jaman pra-industri menjadi 1732 ppb di awal 1990-an, dan 1774 pada tahun 2005. Ini melebihi angka yang berubah secara alamiah selama 650 ribu tahun (320 – 790 ppb). Sumber utama peningkatan metana pertanian dan penggunaan bahan bakar fosil. Konsentrasi nitro-oksida (N₂O) dari 270 ppb – 319 ppb pada 2005. Seperti juga penyumbang emisi yang lain, sumber utamanya adalah manusia dari agrikultural. Kombinasi ketiga komponen utama tersebut menjadi penyumbang terbesar pada pemanasan global.

Kontribusi antropogenik pada aerosol (sulfat, karbon organik, karbon hitam, nitrat and debu) memberikan efek mendinginkan, tetapi efeknya masih tidak dominan dibanding terjadinya pemanasan, disamping ketidakpastian perhitungan yang masih sangat besar. Demikian juga dengan perubahan ozon troposper akibat proses kimia pembentukan ozon (nitrogen oksida, karbon monoksida dan hidrokarbon) berkontribusi pada pemanasan global. Kemampuan pemantulan cahaya Matahari (albedo), akibat perubahan permukaan Bumi dan deposisi aerosol karbon hitam dari salju, mengakibatkan perubahan yang bervariasi, dari pendinginan sampai pemanasan. Perubahan dari pancaran sinar Matahari (solar irradiance) tidaklah memberi kontribusi yang besar pada pemanasan global.

• Sumber: http://langitselatan.com/2008/02/09/global-warming-apa-dan-mengapa/

Pemanfaatan Energi Ombak Sebagai Pembangkit Tenaga Listrik

Untuk bisa melangsungkan hidupnya, manusia harus berusaha memanfaatkan sumber daya hayati yang ada di bumi ini dengan sebaik-baiknya. Akan tetapi penggunaan tersebut haruslah mempunyai tujuan yang positif yang nantinya tidak akan membahayakan manusia itu sendiri.

Kenyataanya, Indonesia memiliki garis pantai terpanjang kedua setelah Norwegia. Sayangnya potensi energi pantai yang ada belum banyak dimanfaatkan. Masalah yang terjadi dalam kebutuhan manusia adalah kesenjangan antara kebutuhan hidup serta persediaan energi. Seperti saat ini kebutuhan akan minyak semakin turun, dikhawatirkan 5 tahun mendatang kebutuhan akan energi akan habis, lalu bagaimana dengan nasib anak cucu kita nanti? Oleh karena itu perlu adanya pemanfaatan energi sumber daya hayati yang perlu dikembangkan saat ini.

Sumber daya hayati yang ada di planet bumi ini salah satunya adalah lautan. Selain mendominasi wilayah di bumi ini, laut juga mempunyai banyak potensi pangan (beranekaragam spesies ikan dan tanaman laut) dan potensi sebagai sumber energi. Energi yang ada di laut ada 3 macam, yaitu: energi ombak, energi pasang surut dan energi panas laut.

Salah satu energi di laut tersebut adalah energi ombak. Sebenarnya ombak merupakan sumber energi yang cukup besar. Ombak merupakan gerakan air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung. Energi ombak adalah energi alternatif yang dibangkitkan melalui efek gerakan tekanan udara akibat fluktuasi pergerakan gelombang.

Energi ombak dapat digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, seperti saat ini telah didirikan sebuah Pembangkit Listrik Bertenaga Ombak (PLTO) di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column. Tujuan didirikannya PLTO ini adalah untuk memberikan model sumber energi alternatif yang ketersediaan sumbernya cukup melimpah di wilayah perairan pantai Indonesia. Model ini menunjukan tingkat efisiensi energi yang dihasilkan dan parameter-parameter minimal hiroosenografi yang layak, baik itu secara teknis maupun ekonomis untuk melakukan konversi energi.

Dalam PLTO ini proses masuk dan keluarnya aliran ombak pada suatu ruangan tertentu (khusus) dapat menyebabkan terdorongnya udara keluar dan masuk melalui sebuah saluran di atas ruang khusus tersebut. Apabila diletakkan sebuah turbin di ujung saluran tersebut, maka aliran udara yang keluar masuk akan memutar turbin yang menggerakkan generator. Kelemahan dari model ini adalah aliran keluar masuk udara dapat menimbulkan kebisingan, akan tetapi karena aliran ombak sudah cukup bising umumnya ini tidak menjadi masalah besar.

Selain model Oscillating Water Column, ada beberapa perusahaan & lembaga lainnya yang mengembangkan model yang berbeda untuk memanfaatkan ombak sebagai penghasil energi listrik, antara lain:

1. Ocean Power Delivery; perusahaan ini mendesain tabung-tabung yang sekilas terlihat seperti ular mengambang di permukaan laut (dengan sebutan Pelamis) sebagai penghasil listrik. Setiap tabung memiliki panjang sekitar 122 meter dan terbagi menjadi empat segmen. Setiap ombak yang melalui alat ini akan menyebabkan tabung silinder tersebut bergerak secara vertikal maupun lateral. Gerakan yang ditimbulkan akan mendorong piston diantara tiap sambungan segmen yang selanjutnya memompa cairan hidrolik bertekanan melalui sebuah motor untuk menggerakkan generator listrik. Supaya tidak ikut terbawa arus, setiap tabung ditahan di dasar laut menggunakan jangkar khusus.
2. Renewable Energy Holdings; ide mereka untuk menghasilkan listrik dari tenaga ombak menggunakan peralatan yang dipasang di dasar laut dekat tepi pantai sedikit mirip dengan Pelamis. Prinsipnya menggunakan gerakan naik turun dari ombak untuk menggerakkan piston yang bergerak naik turun pula di dalam sebuah silinder. Gerakan dari piston tersebut selanjutnya digunakan untuk mendorong air laut guna memutar turbin.
3. SRI International; konsepnya menggunakan sejenis plastik khusus bernama elastomer dielektrik yang bereaksi terhadap listrik. Ketika listrik dialirkan melalui elastomer tersebut, elastomer akan meregang dan terkompresi bergantian. Sebaliknya jika elastomer tersebut dikompresi atau diregangkan, maka energi listrik pun timbul. Berdasarkan konsep tersebut idenya ialah menghubungkan sebuah pelampung dengan elastomer yang terikat di dasar laut. Ketika pelampung diombang-ambingkan oleh ombak, maka regangan maupun tahanan yang dialami elastomer akan menghasilkan listrik.
4. BioPower Systems; perusahaan inovatif ini mengembangkan sirip-ekor-ikan-hiu buatan dan rumput laut mekanik untuk menangkap energi dari ombak. Idenya bermula dari pemikiran sederhana bahwa sistem yang berfungsi paling baik di laut tentunya adalah sistem yang telah ada disana selama beribu-ribu tahun lamanya. Ketika arus ombak menggoyang sirip ekor mekanik dari samping ke samping sebuah kotak gir akan mengubah gerakan osilasi tersebut menjadi gerakan searah yang menggerakkan sebuah generator magnetik. Rumput laut mekaniknya pun bekerja dengan cara yang sama, yaitu dengan menangkap arus ombak di permukaan laut dan menggunakan generator yang serupa untuk merubah pergerakan laut menjadi listrik.

Gambar kiri (1): Pelamis Wave Energy Converters dari Ocean Power Delivery. Gambar tengah (2): Rumput laut mekanik yang disebut juga Biowave. Gambar kanan (3): Sirip ekor ikan hiu buatan yang disebut Biostream.

Namun kekurangan dalam pemanfaatan energi ombak sebagai pembangkit listrik ini adalah

1. Bergantung pada ombak; kadang dapat energi, kadang pula tidak,
2. Perlu menemukan lokasi yang sesuai dimana ombaknya kuat dan muncul secara konsisten. Akan tetapi jika kita memanfaatkan energy ini maka kelebihan yang kita dapatkan adalah energi bisa diperoleh secara gratis, tidak butuh bahan bakar, tidak menghasilkan limbah, mudah dioperasikan dan biaya perawatan rendah, serta dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang memadai.

Oleh karena itu mengingat potensi yang telah dmiliki oleh  ombak begitu besar, maka sebaiknya mulai sekarang kita perlu memanfaatkan energi ombak ini sebagai pembangkit tenaga listrik guna memenuhi kebutuhan akan energy listrik di hari mendatang, dengan mengembangkan model tersebut di seluruh pesisir pantai Indonesia.

Oleh: Iftitah Nafika
Penulis adalah mahasiswa jurusan biologi FMIPA Universitas Negeri Malang (UM)

CARA MEMBUAT PUPUK CAIR ORGANIK

Bahan dan Alat:

1 liter bakteri
5 kg hijau-hijauan/daun-daun segar (bukan sisa dan jangan menggunakan daun dari pohon yang bergetah berbahaya seperti karet, pinus, damar, nimba, dan yang sulit lapuk seperti jato, bambu, dan lain-lainnya)
0,5 kg terasi dicairkan dengan air secukupnya
1 kg gula pasir/merah/tetes tebu (pilih salah satu) dan dicairkan dengan air
30 kg kotoran hewan
Air secukupnya
Ember/gentong/drum yang dapat ditutup rapat
Cara Pembuatan:

Kotoran hewan dan daun-daun hijau dimasukkan ke dalam ember.
Cairan gula dan terasi dimasukkan ke dalam ember.
Larutkan bakteri ke dalam air dan dimasukkan ke dalam drum, kemudian ditutup rapat.
Setelah 8-10 hari, pembiakan bakteri sudah selesai dan drum sudah dapat dibuka.
Saring dan masukkan ke dalam wadah yang bersih (botol) untuk disimpan/digunakan.
Ampas sisa saringan masih mengandung bakteri, sisakan sekitar 1 sampai 2 liter, tambahkan air, terasi, dan gula dengan perbandingan yang sama. Setelah 8-10 hari kemudian bakteri sudah berkembang biak lagi dan siap digunakan. Demikian seterusnya.
Kegunaan:

Mempercepat pengomposan dari 3-4 bulan menjadi 30-40 hari.
Dapat digunakan langsung sebagai pupuk semprot, apabila tanah sudah diberi kompos (subur), tetapi apabila tanah kurang subur/tandus, penggunaan langsung sebagai pupuk tidak dianjurkan.
Pupuk cair (larutan bakteri) ini tidak diperbolehkan untuk dicampur dengan bakteri lain, terutama bahan kimia atau bahan untuk pestisida lainnya seperti tembakau.

MEMANFAATKAN BIOGAS SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF

Melonjaknya harga minyak dunia disebabkan oleh tingginya kebutuhan minyak di berbagai belahan dunia, sementara stok yang ada terbatas begitu pula yang terjadi di Indonesia. Hal ini tentunya dapat memicu adanya gangguan stabilitas nasional. Hingga kini masyarakat harus antri berjam-jam, bahkan seharian untuk bias mendapatkan BBM di SPBU dan itupun kadang dijatah.

BBM merupakan energi tak terbarukan yang berasal dari peninggalan fosil jutaan tahun silam yang berada di perut bumi, sementara pemakaian energi ini tiap tahun kian meningkat dan tentu dapat menimbulkan krisis energi jika tidak diotemukan cadangan/kilang minyak baru.

Pertamina dan Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral mengungkapkan 10 tahun kedepan kita akan mengalami krisis tersebut jika tidak ada upaya untuk mencari energi alternative lainnya dan mencoba melakukan penghematan.

Ada beberapa pilihan yang dapat digunakan sebagai energi alternative bahkan dengan emisi Gas Rumah Kaca (GRK) yang lebih rendah dibandingkan dengan proses produksi energi fosil (batu bara minyak bumi dan gas bumi) diantaranya tenaga panas bumi, tenaga air skala mikro, tenaga angina, panel surya serta biomasa.

Sedangkan untuk penghematan energi dapat ditempuh dengan berbagai cara. Misalnya, pertama, sector industri, dengan melakukan clean production, efisiensi pemanfaatan bahan baker dan bahan baker per unit output. Kedua, sector transportasi, penggantian/ perawtan kendaraan secara berkala, substitusi BBM dengan biodiesel/gas, pemanfaatan transportasi missal dengan teknologi yang lebih baik. Ketiga, sector komersial dan rumah tangga, pemanfaatan peralatan hemat energi, pemanfaatan AC dengan baik dan efisien, pemanfaatan sumber panas alami misalnya sinar matahari dalam proses pengeringan maupun penerangan di siang hari. Keempat, secktor energi, subtitusi BBM dengan menggunakan tenaga air, gelombang, angina dan matahati, pemanfaatan flare gas sisa dari proses penambangan dan pengolahan minyak bumi yang biasanya dibakar begitu saja.

Biogas merupakan salah satu alternative energi terbarukan yang bersumber dari proses penguraian biomasa. Biogas sudah mulai dikenal di Indonesia sejak tahun 1980-an, tetapi pemanfaatannya baru mulai digunakan di awal tahun 1990 dalam skala kecil hanya untuk keperluan memasak. Padahal ada manfaat lain yang bias didapat seperti lampu penerangan, ataupun menyediakan energi untuk keperluan rumah tangga lainnya. Biogas adalah gas yang sifatnya mudah terbakar dabn berasal dari proses penguraian bahan organic secara anaerobic (tanpa udara) oleh bakteri/mikroorganisme dengan melalui beberapa tahapan proses.

Pertama, Hidrolisa, yaitu penguraian senyawa rantai panjang seperti lemak, protein untuk menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Kedua, Asidifikasi, pembentukan senyawa asam.Ketiga, Methanasi/fermentasi yaitu proses pembentukan gas methane.

Potensi Pengembangan

Bagi Indonesia, dengan jumlah penduduk 250 juta jiwa, serta dengan jumlah kegiatan peternakan yang cukup besar dan sector pertanian yang masih menjadi basis mata pencarian sebagian besar penduduknya, merupakan potensi untuk pengembangan biogas. Disamping itu juga terdapat keuntungan lain yang diperoleh yakni adanya pupuk organic hasil fermentasi bakteri anaerob. Meningkatnya industri, sebagaimana diketahui yang kesehriannya senantiasa menghasilkan limbah, yang mungkin selama ini dipandang sebagai bahan terbuang, tetapi ternyata juga bias dimanfaatkan sebagai potensi tersendiri.

Kegiatan lain yang juga berpeluang untuk menghasilkan biogas: rumah potong hewan, Tempat Pembuangan Akhir (TPA), industri pemrosesan makanan (tahu, tempe, susu, restoran) dan juga rumah tangga (limbah domestic/tinja). Biogas merupakan campuran gas-gas utama yang terdiri atas: gas methane(CH4): 50 – 70 %;gas karbon dioksida (CO2); 30-50%, gas1-5%. Sedangkan nilai kalor 1 m³ biogas adalah sekitar 6 kWh – setara dengan 0.5-0.6 liter minyak diesel (solar) atau setara dengan 5 kg kayu-bakar kering.

Gas methane pada temperature dan tekanan standar (20⁰C. 1 atm) mempunyai nilai kalor rendah sebesar 35.800 kJ/m³ (960 Btu/ft3). Karena biogas hanya mengandung 50-70% gas methane, nilai kalornya berkisar antara 17.900-25.000 kJ/m³ atau 480-670 Btu/ft3. sebagai pembanding gas alam (LNG), yang merupakan campuran dari methane, propane dan butane, memiliki nilai kalor 37.300 kJ/m³ (1.000 Btu/ft3). Sekitar 200 liter biogas dapat diperoleh dari pengurangan 1 kg COD (Chemical Oxyegen Demand).

Sebuah rumah tangga, biasanya membutuhkan 2-3 m³ biogas per hari untuk memasak. Air limbah sebanyak 30 m³ dengan konsentrasi COD 1.000 mg/l akan menghasilkan 4 m³ biogas, sehingga cukup untuk memenuhi keperluan 1 keluarga.

Kendala dan Solusi

Sebenarnya telah banyak pihak di Indonesia yang telah meneliti dan mengembangkan manfaat limbah organic untuk biogas baik dari pemerintah, perguruan tinggi, lembaga-lembaga penelitian maupun LSM. Namun, masih banyak ditemukan kendala dalam penerapannya, diantaranya teknologi untuk pembuatan bio-digester yang memerlukan keahlian dan ketrampilan tinggi sehingga bangunan (digester) penangkap gas bio tidak mengalami kebocoran. Selain teknologi, pendanaan untuk pembuatan digester yang terbatas, kadang membuat orang berpikir lebih baik memakai gas elpiji atau listrik PLN saja dan juga kurangnya sosialisasi pemanfaatan biogas.