Bila kita bicara mengenai energi maka sebenarnya kita akan banyak bicara mengenai kehidupan. Untuk beraktifitas sehari-hari misalnya tanpa kita sadari, kita selalu membutuhkan energi, baik itu yang dihasilkan oleh tubuh ataupun di luar tubuh. Di luar tubuh termasuk di dalamnya media pemudah hidup, seperti listrik, bahan bakar yang semakin mengambil peran vital saja dalam kehidupan modern sekarang ini. Ditinjau dari perspektif fisika, setiap sistem fisik mengandung (secara alternatif, menyimpan) sejumlah energy, berapa tepatnya ditentukan dengan mengambil jumlah dari sejumlah persamaan khusus, masing-masing didesain untuk mengukur energi yang disimpan secara khusus. Secara umum, adanya energi diketahui oleh pengamat setiap ada pergantian sifat objek atau sistem. Tidak ada cara seragam untuk memperlihatkan energi;
Energi terbaharui mendapatkan energi dari aliran energi yang berasal dari "proses alam yang berkelanjutan", seperti sinar matahari, angin, air yang mengalir proses biologi, dan geothermal. Untuk aspek dari penggunaan energi terbaharui di masyarakat modern lihat pengembangan energi terbaharui. Untuk diskusi umum, lihat pengembangan energi masa depan. Konsep energi terbaharui diperkenalkan pada 1970-an sebagai baigan dari usaha mencoba bergerak melewati pengembangan bahan bakar nuklir dan fosil. Definisi paling umum adalah sumber energi yang dapat dengan cepat diisi kembali oleh alam, proses berkelanjutan. Di bawah definisi ini, bahan bakar nuklir dan fosil tidak termasuk ke dalamnya.
Energi Sustainable
Seluruh energi terbaharui secara definisi juga merupakan energi sustainable, yang berarti mereka tersedia dalam waktu jauh ke depan yang membuat perencanaan bila mereka habis tidak diperlukan. Meskipun tenaga nuklir bukan energi diperbaharui, namun pendukung nuklir dapat sustainable dengan penggunaan reaktor breeder menggunakan uranium-238 atau thorium atau keduanya. Di sisi lain banyak penentang nuklir menggunakan istilah energi sustainable sebagai sinonim untuk energi terbaharui, dan oleh karena itu tidak memasukkan nuklir ke dalam energi sustainable.
Sumber Energi Terbaharui Modern
1. Energi Geothermal
Energi geothermal berasal dari penguraian radioaktif di pusat Bumi, yang membuat Bumi panas dari dalam, dan dari matahari, yang membuat panas permukaan bumi. Dia dapat digunakan dengan tiga cara:
- Listrik geothermal
- pemanasan geothermal, melalui pipa ke dalam Bumi
- pemanasan geothermal, melalui sebuah pompa panas.
2. Energi surya
Karena kebanyakan energi terbaharui pusatnya adalah "energi surya" istilah ini sedikit membingungkan. Namun yang dimaksud di sini adalah energi yang dikumpulkan langsung dari cahaya matahari.
Tenaga surya dapat digunakan untuk:
- menghasilkan listrik menggunakan sel surya
- menghasilkan listrik menggunakan pembangkit tenaga panas surya
- menghasilkan listrik menggunakan menara surya
- memanaskan gedung, secara langsung
- memanaskan gedung, melalui pompa panas
- memanaskan makanan, menggunakan oven surya.
3. Energi Angin
Karena matahari memanaskan permukaan bumi secara tidak merata, maka terbentuklah angin. Energi kinetik dari angin dapat digunakan untuk menjalankan turbin angin, beberapa mampu memproduksi tenaga 5 MW. Tenaga keluaran adalah fungsi kubus dari kecepatan angin, maka turbin tersebut paling tidak membutuhkan angin dalam kisaran 5,5 m/d (20 km/j), dan dalam praktek sangat sedikit wilayah yang memiliki angin yang bertiup terus menerus. Namun begitu di daerah pesisir atau daerah di ketinggian, tersedia angin yang cukup konstan.
Pada 2005 telah ada ribuan turbin angin yang beroperasi di beberapa bagian dunia, dengan perusahaan "utility" memiliki kapasitas total lebih dari 47.317MW [1]. Kapasitas merupakan output maksimum yang memungkinkan dan tidak menghitung "load factor".
Ladang angin baru dan taman angin lepas pantai telah direncanakan dan dibuat di seluruh dunia. Ini merupakan cara penyediaan listrik yang tumbuh dengan cepat di abad ke-21 dan menyediakan tambahan bagi stasiun pembangkit listrik utama. Kebanyakan turbin yang digunakan menghasilkan listrik sekitar 25% dari waktu (load factor 25%), tetapi beberapa mencapai 35%. Load factor biasanya lebih tinggi pada musim dingin. Ini berarti bahwa turbin 5MW dapat memiliki output rata-rata 1,7MW dalam kasus terbaik.
4. Tenaga Air
Energi air dapat digunakan dalam bentuk gerak atau perbedaan suhu. Karena air ribuan kali lebih berat dari udara, maka aliran air yang pelan pun dapat menghasilkan sejumlah energi yang besar. AKHIR abad ke-20 yang lalu, kebutuhan bahan energi primer dunia 85 persen disuplai oleh bahan bakar fosil, yaitu minyak bumi (hydrocarbon) sebesar 40 persen, batubara 25 persen, gas bumi 20 persen, dan sisanya dipenuhi dari tenaga hidro maupun nuklir. Saat ini, konsumsi bahan bakar minyak naik tiap tahun mengikuti kebutuhan populasi manusia yang meningkat. Sebaliknya, sumber energi bahan bakar fosil dan cadangannya (kebanyakan disedot dari laut) saat ini semakin menipis di bumi dan ‘tidak terbarui’. Laut Sumber Energi Raksasa Terbarui, akhir abad ke-20 yang lalu, kebutuhan bahan energi primer dunia 85 persen disuplai oleh bahan bakar fosil, yaitu minyak bumi (hydrocarbon) sebesar 40 persen, batubara 25 persen, gas bumi 20 persen, dan sisanya dipenuhi dari tenaga hidro maupun nuklir. Saat ini, konsumsi bahan bakar minyak naik tiap tahun mengikuti kebutuhan populasi manusia yang meningkat. Sebaliknya sumber energi bahan bakar fosil dan cadangannya (kebanyakan disedot dari laut) saat ini semakin menipis di bumi dan ‘tidak terbarui’. Terlihat sudah PLN telah gagal mengemban misi mengelola Sumber Daya Alam (SDA) dalam ketenagalistrikan untuk sebe-sar-besarnya bagi kemakmuran rakyat sebagaimana diamanatkan UUD ‘45 Pasal 33. Untuk memperoleh daya listrik guna memenuhi kebutuhan se-hari-hari, beberapa pembangkit dengan memakai tenaga alam yang ramah lingkungan seharusnya dimanfaatkan dengan mengambil potensi alam yang justru ada di sekeliling kita misalnya sinar matahari, air, angin serta sumber energi nirkonvensional yang terbaharui dari lautan.
Energi laut merupakan al-ternatif energi ‘terbarui’ termasuk sumber daya nonhayati yang memiliki potensi besar untuk dikembangkan. Selain men-jadi sumber pangan, laut juga mengandung beraneka sumber daya energi yang keberadaannya semakin signifikan manakala energi yang bersumber dari ba-han bakar fosil semakin menipis. Laut sebagai ‘last frontier’ di bu-mi memang menjadi tujuan akhir menjawab tantangan ke-kurangan energi. Diperkirakan potensi laut mampu memenuhi empat kali kebutuhan listrik dunia sehingga tidak mengherankan berbagai negara maju telah berlomba memanfaatkan energi ini.
Secara umum, lautan dapat memproduksi dua tipe energi yaitu energi dari kandungan air laut, perbedaan suhu dan salinitas (termodinamika) serta energi gelombang dan arus (mekanik/kinetika). Indonesia yang terletak di garis katulis-tiwa, hampir sepanjang tahun mendapat sinar matahari sekaligus memiliki lautan luas serta garis lingkar pantai yang panjang. Artinya kita memiliki sum-ber energi potensial yang sangat besar dan tidak ada habisnya. Dengan kondisi alam ini sudah semestinya kita tidak perlu khawatir akan kehabisan sumber energi. Persoalannya tinggal bagaimana kualitas manusia (SDM) di dalamnya memanfaatkan dan mengelola potensi ini.
Energi Perbedaan Suhu OTEC, lautan meliputi bumi lebih dari 70 persen, menjadikannya wadah terbesar penyerap panas. Panas matahari menghangatkan bagian permukaan laut dibanding bagian dalamnya, dan perbedaan suhu inilah yang dapat dikonversi untuk menghangatkan. Potensi terbesar konversi energi panas laut untuk pembangkit listrik terletak di daerah tropis khatulistiwa (Tropic of Capricorn and Cancer) karena sepanjang tahun suhu permukaan lautnya berkisar antara 25-30°C, dan suhu di bawahnya menurun pada kedalaman lebih dari 500 meter di bawah daerah Termoklin (sebagai catatan tidak ada daerah Termoklin yang stabil pada kedalaman kurang dari 100 meter). Potensi yang baik terletak di daerah antara 6-9 derajat lin-tang selatan dan 104-109 derajat bujur timur pada jarak kurang dari 20 Km dari pantai didapatkan suhu rata-rata permukaan laut di atas 28°C dan perbedaan suhu permukaan pada kedalaman 1.000 meter sebesar 22,8°C. Sedangkan perbedaan suhu rata-rata tahunan permu-kaan dan di kedalaman 650 me-ter adalah lebih tinggi dari 20°C.
Daerah potensial di Indonesia pada jarak kurang dari 50 Km dari pantai yang masih dalam wilayah yuridiksi. Luasnya di-perkirakan lebih dari 1.000 Km2 dengan potensi termal 2,5x1023 joule dengan efisiensi konversi sekurang-kurangnya sebesar tiga persen dapat menghasilkan daya sekitar 240.000 MW. Ada tiga tipe sistem konversi energi thermal yaitu siklus terbuka, siklus tertutup dan hybrid. Siklus terbuka dengan mendidihkan air laut yang beroperasi pada tekanan rendah, menghasilkan uap air panas yang melewati tur-bin penggerak/generator. Siklus tertutup menggunakan panas permukaan laut untuk menguapkan fluida pengerak dengan Ammonia atau Freon. Uap panas menggerakan turbin, kemudian turbin berkerja menghidupkan generator untuk menghasilkan listrik. Prosesnya, air laut yang hangat dipompa melewati tempat pengubah di mana fluida pemanas tekanan rendah diuapkan hingga menjalankan turbogenerator. Air dingin dari dalam laut dipompa melewati pengubah, kedua mengubah uap menjadi cair kemudian dialiri kembali dalam sistem. Sistem hybrid adalah kombinasi sistem siklus terbuka dan tertutup.
Berdasarkan penempatan, instalasi OTEC diklasifikasikan menjadi tiga tipe: Landasan darat, terapung landasan permanen, dan terapung kapal. Instalasi landasan darat alat utama-nya terletak di darat, hanya sebagian kecil peralatan yang menjorok ke laut. Cocok pada pantai yang curam, agar tidak memerlukan pipa air dingin yang panjang. Kelebihan sistem ini adalah dayanya lebih stabil dan pemeliharaan yang mudah. Pengembangannya di Indonesia telah dilakukan oleh TEPSCO Jepang di lokasi percontohan Kep Nauru berkapasitas 100 W dengan fluida kerja Freon.
5. Biomass
Tumbuhan biasanya menggunakan fotosintesis untuk menyimpan tenaga surya, air, dan CO2. Bahan bakar bio adalah bahan bakar yang diperoleh dari biomass - organisme atau produk dari metabolisme mereka, seperti tai dari sapi. Dia merupakan energi terbaharui.
Biasanya bahan bakar bio dibakar untuk melepas energi kimia yang tersimpan di dalamnya. Riset untuk mengubah bahan bakar bio menjadi listrik menggunakan sel bahan bakar adalah bidang penelitian yang sangat aktif.
Biomass dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar atau untuk memproduksi bahan bakar bio cair. Biomass yang diproduksi dengan teknik pertanian, seperti biodiesel, ethanol, dan bagasse (seringkali sebuah produk sampingan dari pengkultivasian Tebu) dapat dibakar dalam mesin pembakaran dalam atau pendidih.
Sebuah hambatan adalah seluruh biomass harus melalui beberapa proses berikut: harus dikembangkan, dikumpulkan, dikeringkan, difermentasi dan dibakar. Seluruh langkah ini membutuhkan banyak sumber daya dan infrastruktur.
| Jenis | Sumber energi | Kandungan |
| Energi yang dapat diperbaharui | Sinar surya | Produksi listrik dengan baterai sel solar |
| Panas surya | Penyerapan, penyimpanan dan konversi panas surya untuk memanaskan dan mendinginkan | |
| Angin | Perubahan energi angin menjadi listrik menggunakan kincir angin | |
| Energi bio | Tumbuhan biasanya menggunakan fotosintesis untuk menyimpan tenaga surya, air, dan CO2. Bahan bakar bio adalah bahan bakar yang diperoleh dari biomass, yakni organisme atau produk dari metabolisme mereka, seperti kotoran sapi. Energi bio dikonversi menjadi gas, cairan dan bentuk bahan bakar padat untuk memperoleh panas, uap atau listrik. | |
| Sampah | Pengolahan sampah buangan untuk memproduksi energi dalam bentuk listrik atau panas.
| |
| Geotermal | Energi yang didapat dari panas di bawah permukaan tanah atau mengumpulkan panas dari atmosfir dan laut. | |
| Tenaga air | Mendapatkan energi dari air terjun sebagai pembangkit listrik. Stasiun pembangkit listrik skala kecil khususnya, sedang disorot sebagai sumber yang berguna bagi energi terbaharui. | |
| Tenaga arus pasang surut | Energi arus pasang surut dan gerakan ombak, dan stasiun pembangkit listrik yang memanfaatkan perbedaan suhu (perbedaan suhu antara permukaan dan laut dalam ) | |
| Energi baru | Sel bahan bakar | Konversi energi kimia menjadi energi listrik |
| Membuat batu bara dengan gas atau cairan | Konversi batu bara menjadi energi gas atau energi cair | |
| Hidrogen | Pengunaan air atau bahan organik untuk memproduksi hidrogen sebagai sumber energi |
