Pembangkit Listrik Tenaga Air

Bisakah kamu memberi listrik ke seluruh kota hanya dengan memakai air?

Ada sumber energi terbarukan yang paling kuat dan menghasilkan listrik jauh lebih banyak daripada angin maupun surya ^[1,2,3]. Namanya tenaga hidroelektrik, dan memanfaatkan gerakan air untuk menghasilkan energi dalam jumlah besar.

Dengan transisi energi yang sudah berjalan, tenaga air punya potensi besar ^[3,4,5]. Saat energi angin dan surya melaju pesat, mencapai net zero pada 2050 membutuhkan percepatan serupa dalam pengembangan tenaga air ^[5-9].

Jadi, apa kemajuan terbaru dalam teknologi ini, dan bagaimana kekuatan sejatinya bisa dilepaskan?

Sejak awal peradaban, manusia menyadari bahwa air adalah tenaga. Kalau kamu melihat 2.000 tahun ke belakang ke Yunani kuno, kamu akan melihat bahwa di antara pegunungan indah dan padang rumput cerah, orang Yunani sudah memakai kincir air untuk menggiling gandum menjadi tepung ^[10,11,12].

Kemudian, bangsa Romawi membuat proses ini menjadi industri, dengan menciptakan pabrik produksi luar biasa di Barbegal, Prancis selatan ^[13-18]. Para arkeolog percaya pabrik itu menggiling hingga 25 ton metrik ^[16,17] tepung setiap hari dengan 16 penggilingan bertenaga air, cukup untuk memberi makan semua penduduk kota Arles di dekatnya ^[11,16,18].

Selama berabad-abad, manusia terus menemukan cara baru untuk memanfaatkan tenaga air. Kini, tenaga air menyumbang sekitar 14% pembangkitan listrik global ^[1,2], tepat setelah batu bara dan gas fosil.

Tapi bagaimana cara kerjanya? Ada tiga jenis utama pembangkit listrik tenaga air ^[19]:

Jenis 1: waduk.

Jenis yang paling umum memakai bendungan besar melintasi sungai untuk membuat waduk yang letaknya lebih tinggi daripada bagian sungai lainnya. Kapan pun energi dibutuhkan, air dari waduk di atas dilepas untuk mengalir ke hilir. Berkat perbedaan ketinggian, air yang mengalir memutar serangkaian turbin di tingkat lebih rendah yang terhubung ke generator ^[19]. Tara, generator menghasilkan listrik.

Namun, membangun waduk adalah proyek besar yang menggenangi daratan dan memutus aliran alami sungai ^[20]. Tapi ada pilihan lain…

Jenis 2: aliran sungai.

Banyak dipakai di seluruh dunia, sistem sederhana ini bisa bekerja dengan atau tanpa bendungan. Intinya, saat sungai secara alami mengalir menurun, kamu membuat pengalihan kecil - dengan begitu, sebagian aliran sungai dialirkan lewat kanal. Lalu air di kanal mengalir turun lewat pipa, memutar turbin dan bingo: listrik! ^[19,20]

Tapi apakah tenaga air bisa dilakukan tanpa sungai di dekatnya? Bisa…

Jenis 3: penyimpanan dengan pompa.

Di sini, ada dua waduk, satu di tingkat rendah dan satu lagi lebih tinggi. Ini bisa dipadukan dengan sumber energi terbarukan lain, seperti tenaga surya.

Pada siang hari saat matahari bersinar, panel surya bisa menghasilkan listrik berlebih. Biasanya listrik cadangan ini terbuang, tapi kalau kamu mengalihkannya untuk menjalankan pompa, kamu bisa mendorong air menanjak ke waduk yang lebih tinggi ^[19-23].

Pada malam hari, saat matahari tidak bersinar dan kebutuhan listrik biasanya lebih tinggi, air bisa dilepas dari waduk atas untuk menjalankan turbin dan menghasilkan listrik saat dibutuhkan.

Ini seperti baterai air raksasa yang bisa diisi ulang. Bahkan, sistem tenaga air dengan pompa ini menyumbang lebih dari 90% penyimpanan energi jangka panjang global ^[5,22].

Sistem tenaga air tidak selalu membutuhkan konstruksi besar. Sistemnya bisa jauh lebih kecil dan bahkan muat di halaman belakangmu. Kamu hanya butuh perbedaan ketinggian dan akses ke cukup banyak air yang jatuh ^[24]. Dan jangan tertipu ukurannya! Sistem kecil setempat bisa menyediakan listrik yang cukup untuk desa kecil ^[19,25,26].

Jadi, bisakah tenaga air membantu memimpin jalan menuju net zero?

Sayangnya, tenaga air tidak selalu mulus: ada beberapa hambatan ^[27,28].

Masalah pertama adalah sosial: proyek konstruksi ini bisa membuat masyarakat harus pindah. Bahkan, untuk bendungan waduk besar, ratusan ribu orang mungkin harus meninggalkan rumah mereka dan pindah ke tempat lain ^[29-32].

Masalah kedua adalah lingkungan: jika tidak direncanakan dengan baik, bendungan bisa menyebabkan kerusakan besar pada lingkungan sekitar dan satwa liar yang tinggal di sana ^[33-36].

Tapi dengan pendekatan dan inovasi yang tepat, tenaga air bisa berperan penting dalam mengurangi emisi CO₂ ^[27,37]. Solusi sedang diajukan: ^[38,39]

Misalnya, melibatkan masyarakat setempat dalam konsultasi memberi mereka suara dalam pengambilan keputusan agar mereka bisa mendapat manfaat langsung dari proyeknya ^[40,41].

Penilaian Dampak Lingkungan, atau EIA, juga harus diterapkan untuk meminimalkan kerusakan pada lingkungan sekitar ^[42,43,44].

Para ahli juga berupaya mengembangkan teknologi yang lebih baik, seperti tangga ikan dan turbin yang aman bagi ikan ^[45,46,47].

Dunia tampaknya telah melupakan tenaga air, tapi ia seperti raksasa yang sedang tidur, dengan sebagian besar potensi globalnya masih belum dimanfaatkan. Untung begitu. Diperkirakan kapasitas tenaga air dunia perlu dilipatgandakan untuk mencapai net zero pada 2050 ^[5,6].

Seiring angin dan surya berkembang, perluasan penyimpanan energi tenaga air dengan pompa juga akan penting untuk mendukung pasokan energi yang tidak selalu stabil ini ^[5,22,23].

Jika direncanakan dengan bertanggung jawab, tenaga air bisa memimpin transisi menjauhi bahan bakar fosil karena kuat, andal, dan tersedia saat dibutuhkan.