Review Oleh: Ropiudin, S.TP., M.Si. (Dosen Bidang Teknik Sistem Termal dan Energi Terbarukan, Universitas Jenderal Soedirman)
Dalam era modern ini, permintaan global akan sumber daya pangan, energi, dan air terus meningkat seiring dengan pertumbuhan populasi dan perubahan iklim. Penelitian terbaru yang mengusulkan sistem berbasis energi surya terintegrasi dengan unit utilitas untuk memproduksi air bersih dari desalinasi air laut, energi, serta amonia/urea dan syngas dari gasifikasi biomassa, menawarkan solusi inovatif untuk tantangan ini. Sistem ini tidak hanya menjawab kebutuhan dasar manusia, tetapi juga berkontribusi pada keberlanjutan lingkungan.
Sistem terintegrasi ini terdiri dari beberapa komponen kunci, termasuk kolektor termal surya, siklus Rankine, unit desalinasi osmosis terbalik, unit pertanian/pangan, serta proses gasifikasi biomassa. Dengan memanfaatkan energi matahari, sistem ini mampu menghasilkan hampir 78 MW listrik, 28 kg/detik air bersih, dan 7 kg/detik pupuk amonia/urea untuk keperluan pertanian. Hal ini menunjukkan potensi besar dari teknologi energi terbarukan dalam memenuhi kebutuhan dasar masyarakat sekaligus mengurangi ketergantungan pada sumber daya fosil.
Salah satu aspek menarik dari penelitian ini adalah fokus pada nexus energi-air-pangan, yang menekankan pentingnya integrasi antara ketiga sumber daya tersebut. Dengan mempelajari ketergantungan kinerja nexus ini terhadap kapasitas solar, penelitian ini berhasil menangkap trade-off antara berbagai sumber daya. Misalnya, penggunaan air hasil desalinasi dalam sektor pertanian dapat meningkatkan produktivitas pertanian, sementara syngas yang dihasilkan dari gasifikasi biomassa dapat digunakan untuk produksi amonia/urea, menciptakan siklus yang saling menguntungkan.
Model termodinamika komprehensif yang digunakan dalam penelitian ini, beserta neraca energi dan eksrgi, memberikan gambaran yang jelas tentang efisiensi sistem yang diusulkan. Dengan efisiensi energi dan eksrgi masing-masing sebesar 45,77% dan 18,92%, sistem ini menunjukkan bahwa penggunaan kolektor surya dapat secara signifikan meningkatkan kinerja keseluruhan. Hal ini menjadi bukti bahwa teknologi energi terbarukan dapat diandalkan untuk memenuhi kebutuhan energi dan sumber daya lainnya secara berkelanjutan.
Namun, tantangan tetap ada dalam implementasi sistem ini di lapangan. Faktor-faktor seperti biaya awal, infrastruktur yang diperlukan, dan kebijakan pemerintah akan mempengaruhi adopsi teknologi ini. Oleh karena itu, penting untuk melakukan studi lebih lanjut mengenai aspek ekonomi dan sosial dari sistem terintegrasi ini agar dapat diterima secara luas oleh masyarakat.
Selain itu, penelitian ini juga mempertimbangkan penggunaan limbah brine dari proses osmosis terbalik dalam sektor pertanian. Ini adalah langkah cerdas yang tidak hanya mengurangi dampak lingkungan dari limbah, tetapi juga memberikan nilai tambah bagi sektor pertanian. Dengan memanfaatkan limbah tersebut, kita dapat menciptakan sistem yang lebih berkelanjutan dan efisien.
Secara keseluruhan, inovasi sistem terintegrasi berbasis energi surya ini menawarkan solusi yang menjanjikan untuk tantangan global yang dihadapi saat ini. Dengan memanfaatkan sumber daya terbarukan dan mengintegrasikan berbagai proses, kita dapat menciptakan masa depan yang lebih berkelanjutan dan memenuhi kebutuhan dasar manusia. Penelitian ini tidak hanya memberikan wawasan baru dalam bidang teknik sistem termal dan energi terbarukan, tetapi juga membuka jalan bagi pengembangan teknologi yang lebih ramah lingkungan dan efisien.
