Mengenal Energi

Dengan semakin intensnya orang-orang membicarakan tentang energi, baik itu tentang renewable energy maupun green energy, ada baiknya kita berhenti sejenak terlebih dahulu untuk mengenal apa itu energi dan sifat apa yang dimilikinya. Ini bukan hal yang sepele, karena kesalahan pemahaman tentang konsep dasar energi masih banyak dilakukan oleh mereka yang bergelar Insinyur (S.T.) sampai Presiden republik ini.

Energi itu sendiri memiliki definisi umum “potensi/kemampuan untuk melakukan suatu usaha (work)”

Jika kita masih ingat pelajaran sekolah dulu, simbol energi biasanya diwakili dengan W (dari kata work). Satuan internasional yang dipakai adalah Joule. Namun di kehidupan sehari-hari kita lebih mengenal satuan kWh, k= kilo yang berarti 1000, W= Watt, h=Hour atau jam. Jadi jika dalam sebulan kita menghabiskan 500 kWh, itu setara dengan menggunakan lampu 1000 Watt dalam waktu 500 jam.

Ada dua karakteristik dasar yang dimiliki energi, yang merupakan penurunan dari Hukum Termodinamika pertama dan kedua. Kedua karakteristik itu adalah:

1. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya berubah dari satu bentuk ke bentu lainnya. Contoh dari energi listrik ke panas.
2. Energi walau secara kuantitas tetap, tetapi secara kualitas senantiasa berkurang. Ini diturunkan dari hukum termodinamika ke 2 yang menyatakan bahwa entropi alam semesta senantiasa bertambah. Untuk contoh mudahnya, saat kita mengerem sepeda kita. Energi kinetik yang dimiliki oleh sepeda dan pengendara sepeda diubah menjadi energi panas dan gelombang suara. Kita tidak akan bisa mengubah energi yang dilepaskan sebagai energi panas dan gelombang suara menjadi energi kinetik dengan jumlah yang sama. Ini menunjukkan bahwa energi memiliki kualitas, walau secara kuantitas energi yang berubah bentuk tidak berkurang, tetapi secara kualitas berkurang.

Poin pertama sering disebut sebagai kekekalan energi. Jika kita hanya berpijak pada poin pertama, kita akan berkesimpulan bahwa krisis energi tidak akan terjadi, karena energi tidak akan hilang, hanya berubah menjadi bentuk yang lain. Tapi dengan memahami konsep poin kedua, kita akan mengerti bahwa dalam proses perubahan bentuk energi akan senantiasa ada energi yang “hilang” secara kualitas.

Kosep pengurangan kualitas energi dalam suatu proses sering disebut sebagai “efisiensi”. Pada tiap proses, tidak ada proses yang memiliki efisiensi 100% (kecuali menjadi energi panas). Karena dalam setiap proses pasti ada energi yang terbuang menjadi “sampah” energi, yaitu panas. Panas sendiri merupakan gerakan acak partikel penyusun yang intensitasnya meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Panas akan selalu mencari jalan menuju suhu yang lebih rendah. Semakin rendah suhu, semakin tidak mungkin energi panas tersebut dimanfaatkan. Besarnya “Sampah” energi ini diwakili oleh satuan yang disebut entropi (s). Pada prakteknya, kita hanya mengetahui secara pasti perubahan (delta) entropi ini, yang dirumuskan sebagai:

delta entropi = Panas yang berpindah / Suhu.

Jadi jika panas berpindah dari suatu benda panas ke benda dingin, maka entropi kedua benda akan bertambah. Yang berarti panas yang di transfer ke benda dingin, sebagian berupa “sampah” energi.

Aplikasi dalam kehidupan sehari-hari dapat kita lihat pada fenomena-fenomena spontan dalam alam semesta. Contoh tersebut seperti:

1. bensin yang terbakar. Bensin terbakar akan mengeluarkan panas dan emisi seperti CO2 dan H2O. Namun untuk mengubah CO2 dan H2O menjadi bensin akan memerlukan energi panas yang lebih banyak dibanding energi panas yang dihasilkan diawal (karena setiap proses akan menghasilakn energi sampah yang tidak dapat digunakan lagi). Ini yang menyebabkan saya berpendapat bahwa “Blue Energy” yang dicanangkan SBY di event tingkat internasional merupakan kejadian yang paling memalukan dan penghinaan yang amat sangat bagi para ilmuan di Indonesia.
2. Mobil yang di rem seperti contoh sepeda di atas.
3. dll.

Intinya, proses pencarian sumber energi disaat krisis energi yang melanda kita adalah proses pencarian energi yang memliliki kualitas tinggi (entropi rendah) tetapi belum tereksploitasi secara optimal. Usaha2 seperti sitesis BBM dari emisi BBM bukan solusi sumber energi, tetapi bualan yang amat memalukan.

Sekian, akan ditambahkan jika perlu…