Sumber Energi Berkelanjutan dan Tingkat Adopsi

Jumlah penduduk global yang terus bertambah dan kesadaran lingkungan mendorong kebutuhan/keinginan untuk memperlakukan rumah kita (Bumi) dengan cara yang lebih baik. Untungnya, jika kita melihat dengan cukup cermat, energi tak terbatas dapat ditemukan di sekitar kita. Setiap objek yang bergerak, menghasilkan panas, atau bahkan cahaya, merupakan sumber potensial.

Mengidentifikasi sumber energi adalah bagian yang mudah. Hambatan sulit yang harus diatasi adalah cara memanfaatkan sumber tersebut secara andal dan konsisten. Untungnya, kemajuan dalam ilmu material telah memungkinkan efisiensi yang belum pernah terbayangkan sebelumnya.

Energi Berkelanjutan

Sebelum kita menyelami beberapa contoh energi bersih, dan perusahaan-perusahaan yang menggerakkan penggunaannya, penting untuk memahami perbedaan antara sumber berkelanjutan dan terbarukan.

Secara sederhana, energi terbarukan berasal dari sumber yang secara alami mengisi kembali pasokannya lebih cepat daripada kita menggunakannya. Namun hal ini tidak selalu berarti bahwa sumber tersebut menyediakan energi bersih – hanya bahwa pasokannya tidak dapat habis dengan permintaan saat ini.

Energi berkelanjutan, di sisi lain, mengacu pada sumber yang tidak hanya dapat mengisi kembali dirinya sendiri, tetapi seiring waktu tidak akan memberikan dampak negatif pada Bumi. Sumber-sumber ini memperhitungkan generasi mendatang, dan berupaya memberikan Bumi yang hijau bagi mereka, bukan yang terus-menerus dirusak oleh batu bara, minyak bumi, metana, dan contoh energi kotor lainnya.

Perlu dicatat bahwa meskipun ada perbedaan antara sumber berkelanjutan dan terbarukan, dalam banyak kasus kedua label tersebut berlaku. Secara alami, sumber yang berhasil menjadi keduanya adalah yang paling menarik.

Biasanya, energi berkelanjutan harus melewati tiga tantangan untuk dianggap demikian.

• Lingkungan berkelanjutan
• Keuangan berkelanjutan
• Sosial berkelanjutan

Contoh umum sumber energi berkelanjutan adalah tenaga air. Antara pengaruh Bulan yang menciptakan pergeseran pasang surut, gelombang, dan siklus iklim, selalu akan ada air yang mengalir di Bumi. Memanfaatkan energi kinetik dalam air yang mengalir bukan hanya proses yang secara alami memperbaharui diri, tetapi juga berkelanjutan karena tidak akan memberikan dampak negatif pada Bumi di tahun-tahun mendatang, sekaligus sudah secara ekonomi dan sosial dapat dipertanggungjawabkan.

Contoh umum sumber energi terbarukan yang biasanya tidak dianggap berkelanjutan adalah biomassa. Implementasi paling jelas adalah membakar kayu sebagai sumber panas. Meskipun pasokan biomassa dapat terisi kembali lebih cepat daripada kita menggunakannya, biomassa tidak berkelanjutan karena gas rumah kaca yang dihasilkan dari penggunaannya.

Contoh umum sumber energi yang tidak terbarukan dan tidak berkelanjutan adalah bahan bakar fosil. Dengan meluasnya mesin pembakaran internal, akhir dari pasokan bahan bakar fosil kita sudah terlihat. Sumber ini, yang secara harfiah memakan jutaan tahun untuk terbentuk, pada dasarnya tidak terbarukan, buruk bagi lingkungan, dan jelas bukan sumber berkelanjutan ke depannya.

Kandidat Utama

Sekarang setelah kita memahami perbedaan antara sumber energi terbarukan dan berkelanjutan, berikut beberapa contoh yang paling menjanjikan. Masing‑masing sudah digunakan di seluruh dunia, menampilkan tingkat adopsi yang menjanjikan.

Penting untuk diingat bahwa satu sumber tidak selalu lebih baik daripada yang lain. Sumber energi terbaik adalah yang tersedia secara mudah di lingkungan lokal.

Tenaga Air

Memanfaatkan air sebagai sumber tenaga bukan hal baru – kita telah menggunakan bendungan dan kincir air selama berabad‑abad. Saat ini, Tenaga Air adalah sumber listrik rendah karbon terbesar di dunia, menyumbang lebih dari 15% dari total pasokan. Kasus penggunaan biasanya mengandalkan pemanfaatan energi kinetik air yang mengalir untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik.

Contoh organisasi yang berupaya meningkatkan kemampuan kami dalam memanfaatkan tenaga pasang surut, serta pemahaman kami tentang dampaknya pada ekosistem lokal adalah Fundy Ocean Research Centre for Energy (FORCE). Organisasi yang didanai pemerintah ini berbasis di Nova Scotia, Kanada, tempat pasang surut terbesar di dunia dapat ditemukan di Teluk Fundy.

Di Teluk Fundy, lebih dari 160 miliar ton air mengalir masuk dan keluar, dua kali sehari, setiap hari – seperti jam mekanik. Kekuatan air yang bergerak ini sangat besar, dan menawarkan potensi produksi energi yang sama besarnya, andal seperti naiknya Bulan. Proyek ini sedang berada dalam studi jangka panjang tentang potensi bahaya yang ditimbulkan turbin pasang surut terhadap kehidupan tumbuhan dan hewan laut.

Saat ini, Tenaga Air secara keseluruhan menyumbang lebih dari 70% listrik global yang berasal dari sumber berkelanjutan, dengan China dan Amerika Serikat memimpin. Ke depan, pasar gelombang dan pasang surut saja diperkirakan tumbuh dari $0,59 Miliar pada 2021 menjadi $4,41 Miliar pada 2028.

Angin

Seperti Tenaga Air, listrik yang dihasilkan melalui tenaga angin bukan hal baru. Alih-alih memanfaatkan energi kinetik air yang mengalir untuk memutar turbin, proses ini direplikasi dengan membiarkan angin memutar baling‑baling kipas yang terhubung ke turbin.

Meskipun angin dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik hampir di mana saja di dunia, praktik ini tidak lepas dari tantangan tersendiri. Tidak hanya membutuhkan lahan yang luas untuk menampung ladang turbin yang besar, angin juga tidak seandal pasang surut. Suatu hari mungkin berangin, dan hari berikutnya tenang.

Terlepas dari tantangan ini, tenaga angin terus berkembang dalam popularitas, mewakili lebih dari 7,6% dari produksi listrik dunia. Di Amerika Serikat, Angin telah menjadi sumber energi terbarukan terbesar, menyumbang sekitar 10% dari produksi listriknya.

Contoh perusahaan yang mendorong adopsi tenaga angin adalah Siemens AG (SIE.DE ) (SIEGY). Konglomerat ini mencatat pendapatan sebesar $71,98 Miliar pada 2022, dan pada saat penulisan, saham Siemens AG (SIEGY) tercatat oleh berbagai analis sebagai ‘lebih’. Sejak berdiri pada 1847, perusahaan ini tahu cara beradaptasi dengan zaman. Dengan pemikiran itu, Siemens memiliki divisi penuh yang didedikasikan untuk mengembangkan teknologi yang memungkinkan kita beralih dari bahan bakar fosil ke sumber berkelanjutan.

Surya

Sementara turbin sangat penting dalam penciptaan listrik saat memanfaatkan sumber seperti hidro atau angin, turbin tidak lagi diperlukan ketika kita memanfaatkan fotovoltaik. Efek fotovoltaik, yang dimungkinkan dengan membiarkan foton menempatkan substrat dalam keadaan tereksitasi, adalah teknologi dasar di balik tenaga Surya. Matahari mungkin merupakan sumber energi paling melimpah di tata surya kita – mengapa tidak memanfaatkan semua yang ditawarkannya.

Surya unik dalam kemampuannya untuk digunakan dalam aplikasi sekecil bank baterai pribadi, atau sebesar menyediakan listrik bagi kota.  Seperti semua sumber energi, ia memang memiliki keterbatasan. Sementara teknologi modern telah sangat meningkatkan efisiensi dan keterjangkauan panel surya, praktik ini masih paling cocok untuk wilayah yang memiliki banyak sinar matahari. Jika Anda mendekati kutub, ada daerah di Bumi yang tidak melihat matahari terbit selama berbulan‑bulan.

Saat ini, kemajuan terbaru dalam teknologi surya telah memungkinkan 4,8% dan terus meningkat dari produksi listrik global berasal dari sumber berkelanjutan ini. Sementara Amerika Serikat mungkin memimpin tren produksi energi yang berasal dari angin, negara ini sedikit tertinggal dalam surya, dengan kira‑kira 3% berasal dari pemanfaatan sinar matahari.

Salah satu perusahaan paling menonjol dan inovator di bidang teknologi surya adalah produsen kendaraan listrik (EV), Tesla (TSLA ) (TSLA). Selama bertahun‑tahun, perusahaan ini telah mengembangkan dan memasang atap surya, yang memungkinkan pemilik rumah menghilangkan panel surya tradisional dan menggunakan genteng atap fotovoltaik sebagai gantinya. Sepanjang tahun 2022, Tesla mencatat pendapatan sebesar $81,46 Miliar, dan pada saat penulisan tercatat oleh berbagai analis keuangan sebagai ‘lebih’.

Geotermal

Diperkirakan bahwa ribuan tahun yang lalu, Bumi sepenuhnya terdiri dari material cair, tertutup oleh lautan magma. Miliaran tahun kemudian, Bumi telah mendingin, dengan permukaan menjadi dapat dihuni manusia. Namun inti Bumi masih bergolak, terus memanaskan lapisan‑lapisan di sekitarnya. Energi inilah, yang berada di bawah permukaan Bumi, kini kita manfaatkan, dan menyebutnya geotermal.

Geotermal biasanya berfungsi dengan memanfaatkan energi termal dari Bumi untuk memanaskan medium cair dengan kapasitas panas tinggi, yang kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan listrik. Dalam beberapa tahun terakhir, geotermal semakin populer, karena tidak lagi hanya layak untuk aplikasi skala besar, tetapi juga untuk instalasi residensial sebagai bentuk pemanasan.

Meskipun energi geotermal dapat dimanfaatkan di mana saja jika Anda menggali cukup dalam, terdapat hotspot alami di seluruh dunia yang mempermudah proses ini – yaitu gunung berapi. Negara seperti El Salvador telah menyadari hal ini, dan melakukan upaya serius untuk memanfaatkan sumber energi bersih ini, karena juga melimpah dan dapat diandalkan.

Saat ini, meskipun menjanjikan, energi geotermal diperkirakan menyumbang sekitar 0,4% dari pasokan listrik dunia – angka yang sebanding dengan produksi di Amerika Serikat. Selain gunung berapi, geotermal terutama dapat diakses di dekat lempeng tektonik dan patahan. Akibatnya, Pantai California menjadi wilayah utama untuk mengakses tenaga bersih ini.

Bagi investor yang ingin mendapatkan eksposur ke industri energi geotermal, salah satu perusahaan terdepan adalah Ormat Technologies (ORA ) (ORA). Perusahaan ini saat ini memiliki lebih dari 150 pembangkit listrik geotermal, dan mempekerjakan lebih dari 1.300 orang. Selama 5 tahun terakhir, Ormat Technologies secara konsisten menghasilkan pendapatan tahunan lebih dari $650 Juta, dan diperkirakan berada pada posisi yang baik untuk memanfaatkan pertumbuhan popularitas geotermal.

Memandang ke Masa Depan

Sementara sumber daya yang disebutkan di atas memiliki potensi besar untuk memfasilitasi masa depan yang lebih hijau, ada sepasang opsi lain yang suatu hari mungkin menjadi lebih unggul daripada semuanya.

Fusi Nuklir

Dulu merupakan bagian dari fiksi ilmiah, fusi nuklir mungkin suatu hari menjadi kenyataan seiring ilmuwan terus membuat terobosan menjanjikan dalam memanfaatkan apa yang disebut ‘cawan suci’ produksi energi. Faktanya, kemajuan telah begitu jauh sehingga pemerintah kini merencanakan membangun pabrik prototipe yang berfungsi sebelum tahun 2040.

Bagi yang belum familiar, Fusi Nuklir – proses yang sama yang memberi tenaga pada matahari kita ‘Sol’ – tidak boleh dikacaukan dengan Fisi Nuklir (proses yang saat ini digunakan di pembangkit nuklir modern). Kedua proses melepaskan energi dalam jumlah besar, namun yang pertama melakukannya dengan menciptakan kondisi untuk menggabungkan inti atom, sementara yang kedua memecah unsur berat seperti Uranium.

Fusi tidak hanya menghasilkan lebih banyak tenaga dibandingkan fisi, tetapi juga merupakan proses yang jauh lebih bersih. Masalah yang dihadapi, yang sedang ditangani ilmuwan, adalah mengembangkan kondisi yang tepat untuk memfasilitasi dan secara aman memanfaatkan proses tersebut.

Piezoelektrik

Kami baru‑baru ini meninjau Piezoelektrik, dan bagaimana ia menjadi salah satu sumber daya yang paling umum digunakan, namun masih belum dikenal. Piezoelektrik adalah kemampuan suatu material, buatan manusia atau alami, untuk menghasilkan pelepasan listrik ketika dikenai tekanan eksternal.

Sudah digunakan selama puluhan tahun dalam barang sehari‑hari seperti mikrofon, pemantik, dan lainnya, ilmu material modern terus maju menuju hari di mana kita dapat memanfaatkan cukup listrik melalui efek ini untuk aplikasi skala besar.

Seperti Fusi Nuklir, potensi penggunaan luas material piezoelektrik terasa seperti fiksi ilmiah. Meskipun masih bertahun‑tahun lagi, suatu hari hal ini dapat menghasilkan dunia di mana baterai besar menjadi hampir usang, karena material piezoelektrik memungkinkan perangkat yang dapat menyalakan dirinya sendiri.

Kata Penutup

Meskipun dunia masih bergantung pada sumber energi seperti produk minyak bumi, batu bara, dan gas alam, jelas bahwa mereka bukan masa depan. Untungnya, energi ada di mana‑mana di sekitar kita, dan ilmu pengetahuan modern semakin memberi kita kesempatan untuk memanfaatkan daftar sumber bersih yang terus bertambah.

Meskipun di masa depan Bumi mungkin bergantung pada fusi nuklir dan perangkat yang menyalakan dirinya sendiri, adopsi berkelanjutan tenaga air, angin, surya, dan geotermallah yang memungkinkan kita mencapainya.