Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam era modern ini, tantangan dalam pengelolaan sumber daya energi, air, dan pangan semakin mendesak. Berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa pendekatan yang terintegrasi dan berbasis teknologi dapat memberikan solusi yang lebih efisien dan berkelanjutan. Salah satu inovasi yang menarik perhatian adalah sistem berbasis energi matahari yang terintegrasi dengan unit utilitas untuk menghasilkan air bersih dari air laut melalui proses desalinasi, serta menghasilkan energi, amonia/urea, dan syngas dari pemanfaatan biomassa. Pendekatan ini tidak hanya menjawab kebutuhan energi, tetapi juga berkontribusi pada ketahanan pangan dan pengelolaan sumber daya air.
Sistem yang diusulkan ini menggabungkan beberapa komponen inti, termasuk kolektor termal matahari, siklus Rankine, unit desalinasi reverse osmosis (RO), sektor pertanian, dan proses gasifikasi biomassa. Dengan memanfaatkan energi matahari sebagai sumber utama, sistem ini berpotensi untuk mengurangi ketergantungan pada sumber energi fosil dan meminimalkan dampak lingkungan. Desalinasi air laut menjadi salah satu solusi penting dalam menghadapi krisis air, terutama di daerah yang kekurangan sumber air tawar.
Salah satu aspek menarik dari sistem ini adalah pemanfaatan aliran brine dari proses reverse osmosis dalam sektor pertanian. Hal ini menunjukkan bahwa limbah dari satu proses dapat dimanfaatkan kembali untuk meningkatkan produktivitas pertanian, menciptakan siklus yang lebih berkelanjutan. Selain itu, syngas yang dihasilkan dari proses gasifikasi biomassa tidak hanya digunakan untuk produksi amonia/urea, tetapi juga dapat dimanfaatkan dalam siklus Rankine untuk menghasilkan listrik, sehingga meningkatkan efisiensi keseluruhan sistem.
Model termodinamika yang komprehensif dan analisis energi-exergy digunakan untuk menilai kinerja sistem yang diusulkan. Penggunaan Engineering Equation Solver (EES) memungkinkan peneliti untuk menyelesaikan berbagai skenario dan menangkap trade-off antara teknologi yang berbeda. Hal ini sangat penting untuk mengeksplorasi interlinkages optimal antara energi, air, dan pangan (EWF), serta untuk memahami bagaimana perubahan beban, seperti radiasi matahari dan suhu lingkungan, mempengaruhi output sistem.
Efisiensi energi dan exergy dari sistem ini juga dihitung dan dibandingkan, memberikan wawasan yang lebih dalam tentang kinerja sistem secara keseluruhan. Dengan memahami efisiensi ini, kita dapat mengidentifikasi area yang memerlukan perbaikan dan mengoptimalkan desain sistem untuk mencapai hasil yang lebih baik. Ini adalah langkah penting dalam pengembangan teknologi yang lebih efisien dan ramah lingkungan.
Dalam konteks kebijakan dan implementasi, hasil dari penelitian ini dapat memberikan panduan bagi pengambil keputusan dalam merancang sistem energi terbarukan yang lebih terintegrasi. Dengan memanfaatkan sumber daya lokal dan teknologi yang ada, kita dapat menciptakan solusi yang tidak hanya memenuhi kebutuhan energi, tetapi juga mendukung ketahanan pangan dan pengelolaan air yang berkelanjutan.
Secara keseluruhan, sistem terintegrasi berbasis energi matahari dan biomassa ini menawarkan pendekatan yang inovatif dan berkelanjutan untuk mengatasi tantangan global dalam pengelolaan energi, air, dan pangan. Dengan penelitian lebih lanjut dan pengembangan teknologi, kita dapat berharap untuk melihat implementasi sistem ini di berbagai daerah, memberikan manfaat yang signifikan bagi masyarakat dan lingkungan.
