Mengenal Geotermal, Energi Terbarukan yang Sangat Melimpah

Seperti yang sudah disinggung di awal, geotermal merupakan sumber energi yang terbarukan memanfaatkan panas dari dalam Bumi. Planet kesayangan kita ini pada dasarnya terdiri atas empat bagian berbeda di dalamnya. Lapisan pertama adalah permukaan yang punya ketebalan 5—70 km, lapisan kedua adalah mantel Bumi dengan ketebalan 2.900 km, lapisan ketiga adalah inti luar dengan ketebalan sekitar 2.260 km, dan lapisan terdalam adalah inti dalam yang punya diameter sekitar 2.442 km.

Dilansir US Energy Information Administration, inti dalam Bumi itu menghasilkan panas sekitar 6.000 derajat Celsius yang artinya mirip seperti panas permukaan Matahari dan tentunya menghasilkan radiasi secara konstan. Adanya perbedaan suhu yang tajam antara inti dengan permukaan Bumi ini mendorong konduksi termal berkelanjutan dari inti menuju permukaan. Maka dari itu, ada perubahan suhu secara bertahap alias gradien geotermal, dimana setiap kedalaman 1 km, maka suhu di dalamnya akan meningkat sebesar 25—30 derajat Celsius, tergantung letak permukaan tersebut.

Selain dari suhu yang dihasilkan kerak Bumi, sumber energi geotermal juga berasal dari panas yang dikeluarkan magma dan air. Suhu panas pada inti Bumi jelas sangat cukup untuk melelehkan lapisan batuan yang ada di atasnya dan membentuk magma di mantel Bumi. Magma yang sangat panas itu akan terdorong ke atas akibat beberapa hal, semisal gerakan tektonik atau jaringan gunung berapi. Ketika mendekati permukaan, magma akan memanaskan batuan di sekitar dan sumber air bawah tanah (akuifer) sampai nantinya air panas tersebut dapat dimanfaatkan sebagai sumber geotermal.

Kita sudah tahu tentang sumber energi geotermal yang memanfaatkan panas dari Bumi itu sendiri. Namun, sebenarnya bagaimana cara manusia mengekstraksi sumber energi tersebut? Ternyata, ada beberapa jawaban yang berbeda untuk pertanyaan ini, tergantung sumber panas apa yang digunakan untuk memanfaatkan geotermal.

Dilansir National Geographic, manusia sudah memanfaatkan energi geotermal selama ribuan tahun, dimana contoh penggunaan paling sederhana adalah untuk memanaskan makanan ataupun keperluan lain. Bukti tersebut ditemukan dari peninggalan penduduk asli Amerika sekitar 10.000 tahun lalu yang selalu berkumpul di dekat sumber mata air panas guna memperoleh perlindungan serta memasak makanan dengan efektif dan efisien. Bukti lain ada di China, tepatnya sekitar Pegunungan Lishan, yang sudah dikenal sebagai rumah pemandian air panas selama ribuan tahun.

Hal ini berarti kalau pemanfaatan energi geotermal paling awal itu terwujud dengan menggunakan sumber air panas dari dalam Bumi secara langsung  alias tanpa pemrosesan terlebih dahulu. Biasanya, jenis panas Bumi yang digunakan ini tergolong low-temperature geothermal energy dengan suku sekitar 150 derajat Celsius. Memasuki abad ke-19, pemanfaatan jenis energi geotermal ini jadi semakin beragam.

Misalnya, panas dari sumber alami ini disambungkan dengan pipa dan disalurkan menuju pemukiman untuk digunakan sebagai pemanas rumah alami, kebutuhan industri, pertanian, sampai perikanan. Pada akhirnya, energi geotermal pun mampu manusia gunakan untuk menghasilkan energi listrik yang kita pakai sehari-hari. Semakin maju peradaban, manusia mulai belajar untuk menggunakan energi geotermal untuk menciptakan listrik.

Uniknya, sebagian besar pembangkit listrik geotermal ini sebagian besar masih menggunakan sumber air panas untuk menggerakkan turbin. Union of Concerned Scientist melansir, jenis pembangkit listrik geotermal dengan sistem paling umum dipakai itu disebut dengan sistem konveksi hidrotermal. Jadi, air yang sudah mendingin di permukaan Bumi akan dibiarkan meresap ke kerak Bumi supaya suhunya kembali menjadi panas. Lalu, air yang sudah panas itu didorong kembali ke permukaan.

Air panas tentu menghasilkan uap dan uap tersebut lah yang ditangkap untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik. Maka dari itu, pembangkit listrik geotermal berjenis konveksi hidrotermal ini umumnya berdiri di dekat mata air panas alami dan ada lubang galian di sekitar supaya proses keluar-masuk air lebih lancar. Ada tiga desain pembangkit listrik geotermal yang menggunakan air panas sebagai media untuk menggerakkan turbin penghasil energi listrik.

Pertama, dry steam yang menyalurkan uap air panas secara langsung menuju turbin dan setelah itu uap akan memasuki kondensor supaya kembali menjadi air. Kedua, desain flash steam yang menggunakan prinsip air panas bertekanan tinggi yang diperoleh akan diturunkan terlebih dahulu tekanannya sampai menghasilkan uap, lalu uap yang dihasilkan dipakai untuk menggerakkan turbin. Terakhir, ada desain binary cycle yang menggunakan sumber air panas sebagai pemanas fluida lain dengan suhu lebih rendah—biasanya disebut isobutana—hingga mencapai titik didih dan menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin.

Pemilihan desain pembangkit listrik geotermal ini tergantung dengan keadaan sumber air panas yang ada. Kalau sumber air panas sudah menghasilkan uap, maka desain pertama akan dipakai. Sementara kalau suhu air terlalu tinggi, desain flash steam lebih cocok. Terakhir, ketika sumber air panas itu punya suhu lebih rendah, maka desain binary cycle akan digunakan.

Tentunya ada beberapa manfaat yang ditawarkan energi geotermal, baik ketika dimanfaatkan secara langsung atau dijadikan sumber pembangkit listrik. BBC melansir bahwa energi geotermal termasuk sumber energi terbarukan yang jumlahnya melimpah dan jauh lebih awet ketimbang energi fosil yang terus berkurang. Energi geotermal juga tak banyak meninggalkan sisa karbon yang merusak lingkungan sehingga lebih bersahabat untuk lingkungan sekitar.

Selain itu, energi geotermal tidak tergantung pada musim yang membuat jenis pembangkit listrik ini mampu bekerja sepanjang tahun. National Geographic menyebut kalau ukuran fasilitas pembangkit listrik geotermal terbilang kecil karena hanya butuh lahan sekitar 1.046 km persegi untuk menghasilkan 1 GWh (gigawatt per jam). Padahal, jenis pembangkit listrik lain butuh lahan yang lebih besar untuk menghasilkan daya yang sama. Misalnya, pembangkit listrik tenaga angin butuh lahan 3.458 km persegi, pembangkit listrik tenaga solar butuh 8.384 km persegi, dan pembangkit listrik batu bara butuh 9.433 km persegi.

Meski terlihat menjanjikan, ada beberapa tantangan atau kekurangan yang dimiliki energi geotermal kalau kita mau memanfaatkannya sebagai pembangkit listrik secara luas. Sekalipun hanya butuh lahan yang relatif kecil, biaya untuk membangun satu pembangkit listrik geotermal itu terbilang masih mahal di awal. Selain itu, tidak semua lokasi di permukaan Bumi bisa dibangun pembangkit listrik geotermal. Hanya wilayah yang dekat dengan lempeng tektonik saja yang mampu memanfaatkan energi ini secara maksimal.

Terakhir, proses pembuatan pembangkit jenis ini berpotensi menimbulkan bencana alam. Karena prosesnya yang butuh menggali tanah sampai beberapa km, pembangunan pembangkit listrik geotermal berpotensi memicu pergerakan seismik atau gempa bumi skala kecil. Tak hanya itu, ada pula kekhawatiran kalau jenis pembangkit ini turut memicu penurunan permukaan tanah di atas sampai menghancurkan jalur pipa bawah tanah dan struktur bangunan karena bagian tanah di bawah yang digali berpotensi runtuh ketika proses penggalian.

Sejak awal kemunculan manusia, Bumi memang tak pernah berhenti menawarkan berbagai sumber daya yang dapat dimanfaatkan manusia. Bahkan, panas di dalam tanah yang seharusnya merupakan proses alami yang dilakukan Bumi pun dapat manusia “taklukkan” supaya memudahkan kegiatan sehari-hari. Meski ada sejumlah tantangan kalau ingin dijadikan pembangkit listrik, faktanya energi geotermal secara dasar sudah sangat berjasa bagi manusia untuk memberi tempat tinggal, makanan yang bersih dan sehat, serta kenyamanan yang dapat dirasakan langsung oleh tubuh.