Pasir Sebagai Sumber Energi

Ditulis oleh L. Wilardjo pada 21-05-2003

MENGUTIP Christ Lewis, Prof Wasrin Syafii mengatakan bahwa gas alam, minyak bumi, dan batu bara diperkirakan akan habis berturut-turut pada tahun 2047, 2080, dan 2180. Sumber daya energi nuklir bahkan diperkirakan akan sudah habis pada tahun 2017.

Oleh karena mengantisipasi segera akan habisnya sumber- sumber daya energi fosil dan nuklir itu, negara-negara maju giat melakukan litbang (penelitian dan pengembangan) untuk menemukan dan memanfaatkan sumber-sumber daya energi alternatif.

Pasir, seperti diceritakan Dr Wahyu Supartono, merupakan salah satu sumber energi alternatif. Biomassa yang dikedepankan Prof Wasrin Syafii juga merupakan sumber energi alternatif, dan bahkan lebih baik sebab sumber daya energi ini terbarukan.

Selama bertahun-tahun sejak masa Orde Baru sampai Orde Reformasi, pasir laut kita ditambang secara besar-besaran dengan kapal-kapal keruk. Penambangnya ada yang mengantongi izin resmi, ada juga secara liar mencuri pasir laut itu.

Pasir itu dijual ke Singapura dan dipakai negara jiran itu untuk mereklamasi pantainya sehingga negara pulau itu bertambah areanya. Jadi, pasir laut itu hanya dinilai sebagai tanah uruk (land-fill), dan karena dibeli secara borongan dengan partai besar, harganya sangat murah.

Entah sudah berapa ratus ribu ton pasir laut kita diobral ke Singapura. Laut di sana menjadi keruh sehingga ikannya menyingkir dan tak lagi dapat ditangkap oleh nelayan tradisional di Kepulauan Riau.

Dr Wahyu Supartono menerangkan bahwa pasir itu dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Konstituen utamanya, yakni silisium, juga dapat diolah menjadi silikon, salah satu bahan semikonduktor yang dipakai untuk memproduksi peranti-peranti elektronik (electronic devices).

MOSFET (metal-oxyde semiconductor field-effect transistor) sudah lama dikenal sebagai peranti yang dapat difungsikan sebagai gerbang elektronik. Puluhan bahkan ratusan ribu peranti semacam itu dapat dirangkun ke dalam satu cebis tunggal.

Istilah teknisnya VLSI (very large scale integration) atau perangkunan berskala amat besar. Walaupun sudah tertinggal sangat jauh, putra-putri bangsa kita juga melakukan penelitian di bidang ini.

Dr Tatty Menko di ITB, misalnya, sedang menggarap "cetakan" untuk merangkai peranti-peranti semikonduktor itu menjadi cebis renik (microchip) dengan perangkunan berskala besar (LSI/large scale integration).

Prof Mohamad Barmawi, juga dari ITB, meneliti kemungkinan penggunaan silikon nitrida yang dibuat dengan teknik pendadahan (doping) khusus untuk membuat diode pancar cahaya (LED/light-emitting diode) dengan efisiensi konversi ke cahaya yang tinggi, dan dengan spektrum yang mendekati cahaya alam di siang hari.

Potensi yang terkandung dalam pasir laut ini sama sekali tidak diperhitungkan sehingga juga tidak dikertaaji (not monetized). Singapura memang memakai pasir laut yang diimpor dari Indonesia sebagai tanah uruk. Tetapi pada ketepatan waktunya kelak, kalau perlu negara pulau kecil yang ipteknya berkembang dengan pesat itu dapat saja menambang pasir lagi dari pantainya, lalu mengekstraksi silikonnya.

Sumber energi nuklir

Selain mengandung silikon, konon pasir laut yang dijual murah ke Singapura itu juga mengandung torium. Dr Anggraito Pramudito APU, dari PPNY-BATAN mengatakan hal itu kepada saya.

Waktu itu kami sedang mengikuti suatu konferensi internasional. Anggraito menyesalkan pengobralan pasir laut itu, sambil memberi saya makalah yang telah ditulisnya, tentang penguat energi (energy amplifier). Barangkali karena penguat energi itu merupakan bagian dari teknologi nuklir untuk membangkitkan energi elektrik, maka ia lalu menyinggung kandungan torium dalam pasir laut Riau.

Torium (Th-232) ialah bahan-bakar subur (fertile) karena dapat membiakkan bahan-bakar terbelahkan (fissile). Torium ialah unsur nomor 90 dalam Tabel Periodik. Di dalam inti atomnya terdapat 90 proton.

Dalam uranium alam, kadar uranium 233 (U-233) teramat sangat rendah, tetapi U-233 yang terbelahkan ini dapat diperoleh dari Th-232. Dengan menangkap neutron, Th-232 menjadi terteral (excited) dan memancarkan sebagian energinya berupa sinar gamma.

Oleh karena setelah tangkapan menyinar (radiative capture) ini Th-233 yang terbentuk dari Th-232 plus neutron itu belum mantap juga, maka ia meluruh (decays) dua kali berturut-turut dengan melepaskan zarah beta (elektron).

Karena di dalam inti atom tidak ada elektron, maka zarah beta itu pastilah tercipta ketika neutron di dalam inti berubah menjadi proton. Karena emisi zarah beta itu dua kali, maka inti torium itu memperoleh tambahan dua proton.

Nomor atom (jumlah proton di dalam inti)-nya bertambah dua, menjadi 90 + 2 = 92. Unsur nomor 92 ialah uranium. Jadi telah diperoleh U-233, dan U-233 sama baiknya dengan U-235 atau Pu-239 (plutonium), baik sebagai bahan bakar yang dipakai dalam PLTN untuk mebangkitkan energi elektrik maupun untuk membuat senjata nuklir!

Jadi, Singapura berpotensi untuk memperoleh keuntungan lebih besar lagi dari impor pasir lautnya dari Indonesia. India telah maju dalam perencanaan pemanfaatan torium sebagai bahan bakar subur.

Ramalan Bill Clinton

Prof Wasrin Syafii menyebutkan tahun 2017 sebagai saat tamatnya riwayat energi nuklir, dengan catatan "kecuali kalau nuclear breeder atau nuclear fusion bisa dikembangkan.

Sebenarnya reaktor pembiak (breeder reactor) sudah ada. Perancis konon telah mengoperasikan LMFBR (liquid metal fast breeder reactor) atau reaktor pembiak cepat (berpendingin) logam cair.

Yang dibiakkan adalah Pu- 239 dan bahan subur yang dipakai untuk membiakkannya adalah U-238. Reaktornya disebut reaktor cepat sebab neutron yang mengimbaskan pembelahan inti adalah neutron cepat, dengan energi lebih dari 1 MeV (mega-elektron-volt). Logam cair yang dipakai sebagai zat pendingin ialah lelehan natrium.

Fusi nuklir secara terkendali masih terus dalam tahap penelitian dan pengembangan. Ketika masih menjadi Presiden, pada tahun 1998, Bill Clinton memprediksikan bahwa di tahun 2048 dunia akan melihat beroperasinya secara komersial PLT-fusi nuklir, bersamaan dengan terberantasnya secara tuntas AIDS (sindrom penurunan kekebalan tularan).

Kalau ramalan itu jitu, dunia dapat menghentikan pemakaian bahan bakar fosil yang masih tersisa sebab gas buangannya mencemari lingkungan dan dapat menyebabkan hujan asam dan pemanasan global.

Kimia dan nuklir hidrogen

Pada dasarnya, PLT-fusi nuklir memperoleh energi dari perpaduan 4 proton (= inti hidrogen) menjadi inti helium. Yang lebih prospektif untuk direalisasikan lebih dulu ialah fusi antara deuteron dan triton yang membentuk helium plus neutron.

Deuteron dan triton itu keduanya ialah inti isotop-isotop hidrogen. Jadi, dalam PLT-fusi nuklir sumber energinya ialah (inti) hidrogen.

Sementara menanti kehadiran energi nuklir hidrogen itu, barangkali kita akan memakai energi hidrogen juga, tetapi hanya energi kimianya. Litbang sel bahan-bakar (fuel cells) sekarang menunjukkan kemajuan besar.

Setelah energi kimia atom hidrogen dalam senyawa hidrokarbon disadap dalam sel bahan bakar, kemajuan berikutnya ialah penggunaan secara langsung H2 sebagai sumber energi kimia dalam sel bahan bakar.

Yang jangan dilupakan ialah energi nuklir hidrogen dari alam, dari reaksi termonuklir yang terjadi di Matahari. Sumber daya energi yang sangat besar dan ramah lingkungan ini juga harus ditangkap.

Bukan hanya dengan cara "berkebun" seperti disarankan Prof Wasrin Syafii, tetapi juga dengan teknologi tinggi. Efisiensi sel surya harus ditingkatkan. Perakitannya dalam skala besar juga harus terus digarap, seperti dalam litbang satelit daya surya (SPS/solar power satellite) di Jepang.

(Ditulis oleh L Wilardjo, Guru Besar Fisika Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga)

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/kimia_material/pasir_sebagai_sumber_energi/