Lingkungan adalah berita buruk yang terus datang. Samudera Pasifik mengalami pemanasan dengan kecepatan tinggi lebih cepat daripada apa pun yang pernah terjadi dalam 10,000 tahun terakhir dan kita mungkin akan mengalami suhu terpanas di Arktik dalam 120,000 tahun terakhir. Kita diminta untuk bersiap menghadapi kekeringan, banjir, gelombang panas, dan badai yang lebih parah. Masyarakat pesisir mungkin akan hilang akibat naiknya permukaan air laut, dan seluruh negara kepulauan akan tenggelam. Jika itu semua belum cukup buruk, ada sebuah global anggur kekurangan.
Sisi positifnya adalah kita tidak dibutakan oleh musuh yang tidak diketahui: Pembakaran bahan bakar fosil yang tiada henti adalah faktor besar yang mendorong kita menuju jurang kehancuran. Jadi diperkirakan solusi untuk mengeluarkan kita dari kekacauan ini sudah cukup jelas.
Itu sebabnya sangat bagus kalau ada orang seperti itu Mark Z. Jacobson, seorang profesor teknik sipil dan lingkungan di Universitas Stanford. Meskipun kita ingin berhenti menggunakan bahan bakar fosil, Jacobson (dan tim peneliti) memberi tahu kita cara melakukannya.
Jacobson baru-baru ini tampil di “David Letterman Show,” di mana dia menyatakan bahwa kita memiliki cukup tenaga angin dan surya untuk menggerakkan dunia.
Apakah dia benar? Bisakah energi terbarukan benar-benar menggantikan bahan bakar fosil? Jika ya, apakah kita bersedia melakukan apa yang diperlukan untuk mencapainya? Mari kita lihat karyanya dan beberapa perkembangan baru lainnya.
Dunia Terbarukan
Pada tahun 2009 Jacobson dan Mark A.Delucchi, seorang ilmuwan peneliti di Universitas California, Institut Studi Transportasi Davis, menerbitkan sebuah sampul cerita in Scientific American menguraikan rencana untuk menghasilkan 100 persen energi dunia (untuk semua tujuan) menggunakan teknologi angin, air, dan surya (singkatan dari WWS). Daftar teknologi yang dapat diterima mencakup beberapa jenis tenaga surya, turbin angin di darat dan lepas pantai, panas bumi, pasang surut, dan tenaga air. Tidak ada nuklir, tidak ada gas alam, tidak ada etanol—hanya energi terbarukan yang sesungguhnya.
“Rencana kami memerlukan jutaan turbin angin, mesin air, dan instalasi tenaga surya,” tulis mereka. “Jumlahnya memang besar, namun skalanya bukanlah suatu rintangan yang tidak dapat diatasi; masyarakat telah mencapai transformasi besar-besaran sebelumnya,” termasuk sistem jalan raya besar-besaran dan peningkatan industri selama Perang Dunia II.
Rencana mereka, yang akan menyediakan energi untuk segala hal—transportasi, pemanasan/pendinginan, listrik, dan industri—akan 51 persen energinya berasal dari angin, khususnya 3.8 juta turbin angin berkapasitas 5 megawatt. Kedengarannya banyak? “Menarik untuk dicatat bahwa dunia memproduksi 73 juta mobil dan truk ringan setiap tahun," mereka menulis. Selain itu, luas lahannya juga akan lebih kecil dibandingkan luas Manhattan, dan tentu saja tidak semuanya akan tersebar di area yang sama.
Sumber listrik terbesar berikutnya adalah tenaga surya—40 persennya berasal dari kombinasi 89,000 fotovoltaik (seperti yang Anda pasang di atap rumah atau bisnis) dan pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi, yang biasanya menggunakan cermin untuk memusatkan cahaya, mengubahnya menjadi panas. dan menghasilkan listrik dengan turbin uap. Tambahkan 900 fasilitas pembangkit listrik tenaga air, 70 persen diantaranya telah kita miliki, dan sekitar 4 persen berasal dari energi panas bumi dan pasang surut, dan dunia akan didukung oleh energi terbarukan!
Itulah rencananya. Jika hal ini tampaknya terlalu besar untuk dipahami, mari kita lihat di tingkat negara bagian. Jacobson telah bekerja dengan tim peneliti untuk mengembangkan rencana untuk New York dan California, dan dia berharap dapat melakukan satu rencana untuk setiap negara bagian di negara tersebut.
Grafik rencana Kalifornia menargetkan “semua energi baru yang ditenagai oleh WWS pada tahun 2020, 80-85 persen energi yang ada digantikan pada tahun 2030, dan 100 persen digantikan pada tahun 2050.”
Mereka menemukan bahwa, “elektrifikasi ditambah langkah-langkah efisiensi yang sederhana akan mengurangi permintaan listrik pengguna akhir di California sebesar 44 persen dan menstabilkan harga energi karena biaya bahan bakar WWS adalah nol.” Hal ini merupakan temuan umum yang ditemukan oleh para peneliti yang mempelajari sistem elektrifikasi energi dengan energi terbarukan—kita akan mendapatkan sistem yang jauh lebih efisien, sehingga kita memerlukan lebih sedikit energi.
Salah satu kemungkinan skenario yang mereka buat untuk California adalah sebagai berikut:
- 25 persen dari pembangkit listrik tenaga angin darat (22,900 turbin berkapasitas 5 MW)
- 10 persen dari pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai (7,233 turbin angin berkapasitas 5 MW)
- 15 persen dari pembangkit listrik tenaga surya terkonsentrasi (1,080 pembangkit listrik berkapasitas 100 MW)
- 15 persen dari pembangkit listrik tenaga surya-PV (1,820 pembangkit listrik berkapasitas 50 MW)
- 10 persen dari PV surya atap perumahan (16.2 juta sistem 5 kW)
- 15 persen dari PV atap komersial/pemerintah (1.15 juta sistem 100 kW)
- 5 persen dari pembangkit listrik tenaga panas bumi (81 pembangkit listrik berkapasitas 100 MW)
- 4 persen dari pembangkit listrik tenaga air (11 pembangkit listrik berkapasitas 1,300 MW, 90 persen di antaranya sudah kami miliki)
- 0.5 persen dari gelombang (4,360 perangkat berkekuatan 0.75 MW)
- ,5 persen dari pasang surut (2,960 turbin 1 MW)
Penelitian mereka menemukan bahwa hal ini akan menciptakan 856,000 lapangan kerja konstruksi dengan jangka waktu 20 tahun dan menghasilkan 137,000 lapangan kerja permanen. Manfaat lainnya termasuk melindungi pasokan air dari tumpahan berbahaya, membersihkan polusi udara (termasuk mencegah ribuan kematian dini setiap tahunnya), dan mengurangi emisi gas rumah kaca.
Jika berbicara tentang New York, perbedaan terbesar dari California adalah konsentrasi tenaga surya yang lebih sedikit dan lebih banyak angin lepas pantai. Ini milik mereka rencana New York:
- 10 persen angin darat (4020 turbin 5 MW)
- 40 persen angin lepas pantai (12,700 turbin 5 MW)
- 10 persen tenaga surya terkonsentrasi (387 pembangkit listrik berkapasitas 100 MW)
- 10 persen pembangkit listrik tenaga surya (828 pembangkit listrik berkapasitas 50 MW)
- 6 persen PV atap perumahan (5 juta sistem 5 kW)
- 12 persen PV atap komersial/pemerintah (500,000 sistem 100 kW)
- 5 persen panas bumi (36 pembangkit listrik berkapasitas 100 MW)
- Gelombang 0.5 persen (1910 perangkat 0.75 MW)
- Pasang surut 1 persen (2600 turbin 1 MW)
- 5.5 persen pembangkit listrik tenaga air (6.6 pembangkit listrik berkapasitas 1300 MW, dimana 89 persen diantaranya ada)
Sekarang setelah kita mengetahui angka-angkanya, kita harus bertanya: apakah hal ini benar-benar dapat dilakukan?
Hambatan yang Dapat Diatasi?
Mark Jacobson dan kawan-kawan menganggap pekerjaan mereka adalah hal yang baik teknis mungkin dilakukan, meskipun bukan tanpa tantangan yang signifikan (lebih lanjutnya di bawah). Itu belum termasuk hambatan sosial dan politik yang ditetapkan cukup tinggi. Saat ini, sepertinya lompatan itu mustahil. Namun hal ini tidak mengabaikan pentingnya visi Jacobson. Kita mungkin tidak mencapai tujuannya, tapi dia mengarahkan kita ke arah yang benar.
Begitu juga Vasilis Fthenakis, ilmuwan peneliti senior dan asisten profesor di Universitas Columbia, yang mengembangkan rencana yang menggunakan tenaga surya untuk menghasilkan 69 persen listrik negara dan 35 persen dari seluruh kebutuhan energi kita pada tahun 2050, dengan 90 persen dari seluruh energi di AS berasal dari tenaga surya pada tahun akhir abad ini.
Berbeda dengan rencana Jacobson, Fthenakis dan rekan penelitinya berkonsentrasi pada pembangunan sejumlah besar pembangkit listrik tenaga surya fotovoltaik dan termoelektrik di wilayah paling cerah di Amerika Serikat—terutama di Barat Daya—dan menggunakan transmisi arus searah tegangan tinggi untuk menghubungkan pembangkit listrik tersebut. sumber dengan negara lain,” menjelaskan Lakis Polikarpou untuk Institut Bumi Universitas Columbia.
Jacobson lebih mengandalkan angin, sementara Fthenakis lebih mengandalkan tenaga surya. Namun keduanya membutuhkan bahan mentah untuk membangunnya, dan hal itu bisa menimbulkan masalah. Semua turbin angin dan panel surya tersebut bermula dari material yang perlu digali dari tanah di halaman belakang rumah seseorang. Kita bisa menukar ketergantungan kita pada minyak Timur Tengah dengan logam mentah dari Tiongkok, litium dari Bolivia, atau tembaga dari Kongo.
“Umat manusia menghadapi lingkaran setan: peralihan ke energi terbarukan akan menggantikan satu sumber daya tak terbarukan (bahan bakar fosil) dengan sumber daya lain (logam dan mineral),” menulis peneliti Olivier Vida, Bruno Goffe, dan Nicholas Arndt di Geosains Alam. “Potensi kelangkaan di masa depan tidak terbatas pada kelangkaan logam berteknologi tinggi yang telah mendapat banyak perhatian. Permintaan logam dasar seperti besi, tembaga dan aluminium, serta mineral industri, juga akan melonjak.”
Hal ini tidak berarti, tulis mereka, bahwa upaya untuk memanfaatkan energi terbarukan harus ditinggalkan; hanya saja kita memerlukan strategi yang komprehensif untuk masa depan kita.
Satu hal yang baik tentang investasi pada infrastruktur terbarukan adalah meskipun pembangunannya membutuhkan waktu bertahun-tahun (dan banyak material), hal ini juga akan bertahan selama beberapa dekade. Kita tidak perlu terus-menerus memasukkan baja ke dalam turbin angin yang sudah beroperasi, tidak seperti makhluk buas yang haus akan bahan bakar fosil, yang tanpa henti mengonsumsi batu bara, minyak, dan gas.
Seandainya kita berhasil melewati rintangan pertama dalam hal material, bagaimana dengan tantangan energi terbarukan lainnya? Yang paling dikenakan adalah intermiten—matahari tidak bersinar atau angin tidak bertiup saat Anda paling membutuhkan energi. Lalu apa?
“Dengan menggabungkan tenaga angin dan matahari serta menggunakan pembangkit listrik tenaga air untuk mengisi kesenjangan” hal ini dapat dilakukan, kata Jacobson kepada AlterNet. “Kami menemukan di California bahwa hal ini dapat dilakukan dengan cukup mudah, angin dan matahari saling melengkapi: jika angin tidak bertiup di siang hari, matahari sering bersinar, dan sebaliknya. Jika Anda memiliki cukup pembangkit listrik tenaga air di jaringan listrik, seperti yang Anda lakukan di Pantai Barat, maka Anda dapat mengisi kekosongan tersebut. Anda juga dapat menggunakan tenaga surya terkonsentrasi.”
Lalu ada lokasinya; bagaimana jika angin bertiup atau matahari paling bersinar di tempat yang kebutuhan energinya paling sedikit. “Penularan secara teknis bukanlah penghalang sama sekali,” kata Jacobson. “Mungkin perlu dilakukan rezonasi, masyarakat umumnya tidak suka menambah jalur transmisi. Namun Anda dapat memanfaatkan banyak jalur yang ada, meningkatkan kapasitasnya, yang akan mengurangi masalah keharusan memasang jalur baru.”
Beberapa diantaranya sudah berjalan. Sebuah proyek yang memasang 3,600 mil jalur transmisi baru hampir selesai di Texas yang akan menghubungkan wilayah barat negara bagian yang berangin dengan pusat populasi tinggi di seluruh negara bagian. Bisnis Berkelanjutan melaporkan bahwa hal ini akan meningkatkan kapasitas energi angin negara sebesar 50 persen.
Lain proyek yang diusulkan untuk memulai pembangunan tahun depan akan mampu mengirimkan energi dari Wyoming yang berangin, 725 mil ke Las Vegas, Nevada.
Untuk mendapatkan efisiensi maksimal dari proses transmisi, Anda dapat menggunakan HDVC, arus searah tegangan tinggi, bagian besar dari rencana tata surya Fthenakis. Berbeda dengan daya AC yang kita gunakan saat ini, HDVC mentransmisikan listrik dengan lebih sedikit kerugian dalam jarak jauh.
Masalah besar lainnya adalah biaya. “Jika Anda melihat secara historis semua bahan bakar fosil, jumlahnya terus meningkat,” kata Jacobson. “Sementara sebagian besar biaya pembangkit listrik tenaga angin dan matahari telah turun. Misalnya, dalam empat tahun terakhir, biaya pemasangan pembangkit listrik tenaga angin telah turun sebesar 50 persen. Harga tenaga surya pada tahun lalu baru saja turun 6 hingga 14 persen, dan harga tersebut perlahan-lahan menurun.”
Namun bahan bakar fosil mungkin akan semakin mahal. Kami sedang mengebor sedalam puluhan ribu kaki. Kami menempuh perjalanan bermil-mil secara vertikal dan kemudian secara horizontal untuk mendapatkan bahan bakar dan minyak. Jika Anda bisa melihat teknologi yang digunakan saat ini untuk melakukan rekahan horizontal bervolume tinggi untuk gas serpih dan minyak padat, ini adalah hal yang cukup rumit. Kami tidak lagi hanya sekedar menanam sedotan di tanah. Semakin sulit mendapatkannya, semakin banyak energi yang kita gunakan untuk melakukannya. Bukan hanya lebih mahal; kita juga mengonsumsi lebih banyak energi untuk ekstraksi dibandingkan beberapa dekade yang lalu.
Lalu ada hal yang jelas yang tampaknya tidak ingin kami atasi. Pembakaran bahan bakar fosil adalah penyebab perubahan iklim—namun kita memberikan kebebasan bagi industri untuk menanggung dampak eksternalitasnya. Sebuah cerita di Alam menetapkan harga dari dampak pelepasan metana dari pencairan Arktik di $ 60 triliun. Itu hanyalah puncak gunung es. Bencana alam di AS saja tahun lalu berjumlah total $ 110 miliar. Jika frekuensi dan tingkat keparahan cuaca ekstrem terus meningkat seperti yang diperkirakan, jumlah tersebut mungkin akan jauh lebih besar.
Kabar Baik untuk Energi Terbarukan
Terlepas dari rencana spesifik yang digariskan oleh para peneliti, ada alasan untuk optimis terhadap masa depan energi terbarukan
Pada bulan Agustus Departemen Energi mengumumkan bahwa pada tahun 2012, tenaga angin merupakan sumber listrik baru terbesar di negara ini dan jumlahnya dua kali lipat dibandingkan tahun sebelumnya. “Kapasitas energi angin terpasang kumulatif di negara ini telah meningkat lebih dari 22 kali lipat sejak tahun 2000,” kata departemen tersebut. Dan ini bukan hanya soal listrik, tapi juga lapangan kerja—hampir tiga perempat dari seluruh peralatan turbin di negara ini dibuat di dalam negeri.
Bukan itu saja. “Harga tenaga angin berdasarkan kontrak pembelian listrik jangka panjang yang ditandatangani pada tahun 2011 dan 2012 rata-rata mencapai 4 sen per kilowatt jam—membuat tenaga angin bersaing dengan kisaran harga listrik grosir yang terlihat pada tahun 2012,” Departemen Energi laporan.
Potensi angin lepas pantai di AS sangat besar, namun hal ini belum menjadi kenyataan. Hal itu mungkin akan segera berubah seperti yang terjadi sekarang proyek 11 dalam tahap lanjut—satu di Great Lakes, dua di lepas pantai Teluk Texas, dan sisanya di Atlantik dari Virginia di utara hingga Massachusetts.
Sayangnya, keuntungan besar yang diperoleh dari energi angin dapat berkurang pada tahun depan jika kredit pajak produksi yang membantu pengembangan energi angin diperbolehkan berakhir pada akhir bulan Desember. Demikian pula, industri tenaga surya menghadapi kredit pajak federal yang akan berakhir pada akhir tahun 2016, yang dapat menghambat pertumbuhan besar di wilayah tersebut. Saat ini, matahari sedang panas. Asosiasi Industri Energi Surya melaporkanAda sistem tata surya baru yang dipasang di A.S. setiap empat menit dan harga sistem PV telah turun 50 persen sejak tahun 2010. Meskipun jumlah energi yang berasal dari tenaga surya yang digunakan oleh pembangkit listrik hanya 1 persen, hal tersebut kemungkinan akan terjadi. perubahan dengan pabrik yang lebih besar mulai beroperasi dalam beberapa tahun ke depan.
Kebanyakan orang di industri energi terbarukan melihat kredit pajak ini membantu menyamakan kedudukan dengan bahan bakar fosil, yang meskipun merupakan salah satu industri paling menguntungkan di dunia, masih menerima subsidi yang sangat besar. A melaporkan yang dirilis tahun ini oleh Dana Moneter Internasional (IMF) menemukan bahwa subsidi global sebelum pajak untuk industri bahan bakar fosil mencapai $480 miliar pada tahun 2011 (subsidi setelah pajak mencapai hampir $2 triliun).
Penilaian optimis terhadap masa depan tenaga surya oleh Deutsche Bank memperkirakan bahwa secara global pasar tenaga surya akan sepenuhnya berkelanjutan dan tidak memerlukan subsidi hanya dalam waktu dua tahun. Di setiap negara, segalanya jelas akan berbeda.
Rintangan Terbesar
Jacobson baru-baru ini berkata di “Pertunjukan David Letterman, ” “Tidak ada batasan teknologi atau ekonomi untuk menyelesaikan masalah ini; ini terutama masalah sosial dan politik.”
Ini bukanlah masalah kecil. Kita mempunyai Kongres yang bahkan tidak dapat menyetujui cara untuk mengikat tali sepatunya sendiri, apalagi cara mengatasi ancaman terbesar yang dihadapi umat manusia. Kaum konservatif telah melancarkan a perang terhadap energi terbarukan, berupaya untuk mengurangi persyaratan negara terhadap energi terbarukan, namun hal tersebut tidak selalu berhasil. Karena semakin banyak negara bagian merah seperti Texas yang mendapat manfaat dari energi angin, hal ini mungkin merupakan strategi yang kalah bagi mereka (seperti yang dialami oleh para penyangkal iklim, Ken Cuccinelli, yang baru saja kalah dalam perlombaan untuk menjadi gubernur Virginia berikutnya).
Grafik Washington Post menerbitkan hasil yang baru Pew polling yang menemukan bahwa hanya Tea Partiers yang masih berpegang teguh pada pandangan anti-sains mengenai perubahan iklim; 25 persen anggota Partai Republik Tea Party percaya pada perubahan iklim, dibandingkan dengan 61 persen anggota Partai Republik non-Tea Party dan 84 persen anggota Partai Demokrat.
Meskipun ada kelompok konservatif yang asing (namun vokal), kita perlahan-lahan menuju ke arah yang benar. Waktu adalah hal yang sangat penting. Bisakah perubahan terjadi dengan cukup cepat?
“Saya pikir di beberapa sektor secara alami akan berkembang sangat cepat seperti mobil listrik karena sangat efisien,” kata Jacobson. “Di sektor lain, jika kita tidak mendorong lebih cepat, perubahannya hanya akan terjadi sedikit atau tidak cukup cepat. Saya cukup optimis bahwa ketika masyarakat memahami apa yang terjadi dengan masalah-masalah tersebut, dalam hal iklim, polusi, keamanan energi, dan ketika mereka memahami bahwa ada solusi teknis dan solusi ekonomi, maka mereka akan mulai menggalang solusi tersebut.”
Semua tudingan tidak bisa hanya ditujukan kepada pejabat terpilih saja—harus ada dukungan masyarakat luas. Proyek-proyek energi terbarukan tetap harus tunduk pada tinjauan lingkungan hidup, namun jika tidak demikian, tidak dapat lagi dikatakan bahwa turbin angin atau panel surya terlalu jelek untuk dipandang, terutama oleh masyarakat yang memperoleh listrik dari batu bara, minyak dan gas namun tidak mempunyai sumber daya listrik sama sekali. beban ekstraksi atau pembakarannya.
Ketika kita berbicara tentang memberdayakan masa depan kita dengan energi terbarukan, kita harus memahami bahwa kita masih berbicara tentang dampaknya—namun kita harus mempertimbangkan dampaknya dengan terus memberi energi pada dunia kita dengan metode ekstraksi bahan bakar fosil yang semakin ekstrem.
Ini bukan sekadar masalah mengubah cara kita memperoleh energi. Hal ini berarti menggeser dinamika kekuasaan di negara ini (dan di seluruh dunia), dan secara harfiah mengembalikan kekuasaan ke tangan masing-masing individu dan komunitas.
Pada titik ini, target optimistis Mark Jacobson untuk mencapai 100 persen energi terbarukan pada tahun 2030 atau bahkan tahun 2050 sepertinya tidak akan tercapai. Namun bagaimana jika kita menargetkan angka 50 persen sebagai permulaan, dan memfokuskan perekonomian kita pada ketahanan dibandingkan pertumbuhan tanpa akhir? Sayap kanan mungkin akan menendang dan berteriak, tapi saya ragu dunia akan berakhir. Namun, jika kita terus menggunakan bahan bakar fosil, nasib kita mungkin tidak akan menyenangkan.
Tara Lohan, editor senior di AlterNet, baru saja meluncurkan proyek baru Memukul Rumah, mencatat ekstraksi energi yang ekstrim. Dia adalah editor dua buku tentang krisis air global, termasuk yang terbaru, Masalah Air: Mengapa Kita Perlu Bertindak Sekarang untuk Menyelamatkan Sumber Daya Paling Penting Kita. Ikuti dia di Twitter @TaraLohan.
ZNetwork didanai semata-mata melalui kemurahan hati para pembacanya.
Menyumbangkan