www.ebtke.esdm.go.id www.meti.or.id The 3 rd Indonesia EBTKE-ConEx, Jakarta, June 4 th 6 th, 2014 New, Renewable Energy and Energy Conservation Conference and Exhibition FES (Fuel-energy Ship) : Pemanfaatan Sel Bahan Bakar untuk Alternatif Bahan Bakar Ramah Lingkungan Terbarukan pada Kapal Nelayan Sebagai Solusi Biaya Melaut Nelayan Indonesia Oleh : Rizky Nafiar Rafiandi 2213100028 Jurusan Teknik Elektro-Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Kondisi Kekinian dan Permasalahan di Indonesia Indonesia adalah negara maritim dan tercatat sebagai negara kepulauan dengan 17.508 pulau. Indonesia juga memiliki garis pantai sepanjang laut sekitar 5,8 juta km 2 dengan zona ekonomi eksklusif seluas 2,78 juta km 2. Ada sekitar 60 juta orang yang tinggal di daerah pesisir Indonesia dan merupakan kontributor pendapatan sekitar 22% dari gross pendapatan nasional (Biro Pusat statistik 2011). Indonesia juga dikenal sebagai negara maritim yang terletak di benua Asia bagian tenggara. Indonesia memiliki beraneka ragam kekayaan dan keajaiban laut. Mulai dari wilayah perairan yang membentang dari ujung barat sampai ujung timur, sumber daya perikanan yang sangat melimpah, keindahan dasar laut yang terlihat di berbagai pantai dan laut di Indonesia, beserta potensi-potensi bahari lainnya yang tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Hal ini tentu patut disyukuri karena tidak semua negara memiliki kekayaan dan keajaiban sumber daya alam, terutama kelautannya, seperti negara Indonesia. Banyak manfaat yang bisa diperoleh oleh rakyat Indonesia dari kekayaan bahari Indonesia, mulai dari mata pencaharian masyarakat yang tinggal di pesisir pantai dan laut, tempat wisata di berbagai pantai dan laut di Indonesia, sampai pabrik-pabrik industri di Indonesia yang mengolah berbagai produk-produk dari potensi bahari Indonesia tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Namun di sisi lain, mari sejenak kita melihat realita di Indonesia. Seiring perkembangan zaman, maka tuntutan akan kebutuhan hidup semakin meningkat. Masyarakat rela melakukan apa saja agar kebutuhan hidupnya tepenuhi. Dari situasi tersebut maka muncul berbagai permasalahan, seperti pengambilan sumber daya perikanan oleh pihak-pihak ilegal dengan menggunakan cara yang ilegal pula, perusakan berbagai keindahan bahari untuk dijual secara ilegal, maraknya tempat wisata
bahari yang tidak diperhatikan aspek perawatannya, sampai mahalnya biaya operasional untuk mencari ikan bagi para nelayan. Meninjau aspek geografis negara, potensi wilayah pesisir dan lautan Indonesia yang terdiri atas wilayah perairan seluas 2.8 juta km 2, laut teritorial seluas 0.3 juta km 2, dan perairan nasional seluas 3.1 juta km 2 (Kusumastanto, Tridoyo, 2000), maka Indonesia merupakan negara dengan potensi kemaritiman yang cukup besar. Hal ini tentu membuka peluang sebuah lapangan kerja untuk para penduduk Indonesia yang bertempat tinggal di sekitar wilayah pesisir pantai atau laut dengan berprofesi sebagai nelayan. Seiring dengan perkembangan zaman maka tuntutan hidup para nelayan semakin tinggi, namun di sisi lain biaya operasional untuk melaut semakin meningkat, dan salah satu contoh masalah tersebut adalah harga bahan bakar yang semakin mahal sehingga mengurangi penghasilan para nelayan karena harus menambah beban operasional untuk melaut. Masalah tersebut menjadi semakin kompleks dengan adanya biaya operasional untuk menangkap ikan yang semakin mahal sehingga mengurangi pendapatan mereka. Hal ini berdampak pada penurunan tingkat produksi ikan nasional, sementara kita ketahui bersama dari 22% dari gross nasional pendapatan merupakan peran nelayan. Fakta ini tentu sangat merugikan jika kita memiliki kekayaan laut besar namun sangat rendah dalam hal pemanfaatan potensinya. Belum lagi polusi yang dihasilkan dari penggunaan bahan bakar fosil tersebut. Oleh karena itu perlu dirancang sebuah kapal motor yang menggunakan bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan serta terbarukan sebagai sumber energi kapal motor nelayan Indonesia. Solusi Salah satu solusi dari pemaparan permasalahan di atas adalah dengan membuat sebuah inovasi berupa FES (Fuel-energy Ship), yaitu sebuah kapal nelayan yang memanfaatkan teknologi sel bahan bakar sebagai bahan bakar alternatif yang terbarukan serta ramah lingkungan untuk mengatasi berbagai permasalahan nelayan Indonesia. FES merupakan sebuah inovasi perahu motor nelayan tanpa menggunakan bahan bakar diesel yang berasal dari fosil, sehingga dapat meminimalkan biaya operasional untuk laut. Perahu nelayan ini menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar untuk mengendarai kapal motor. Hidrogen bereaksi dengan oksigen dalam sel bahan bakar untuk mendapatkan energi listrik terbarukan dan ramah lingkungan. Dari proses
tersebut akan menghasilkan energi listrik dan (H 2 O), dimana energi listrik yang dihasilkan akan digunakan sebagai penggerak motor kapal. Dengan teknologi ini, muncul sebuah harapan untuk menjadi salah satu solusi alternatif terbarukan bahan bakar terbarukan dan ramah lingkungan yang dapat meringankan operasi beban nelayan untuk kelangsungan hidup mata pencaharian mereka. Selain itu, inovasi teknologi ini dapat mengubah pandangan dunia Internasional yang melihat bahwa Indonesia adalah negara yang tidak bergantung pada sumber bahan bakar fosil. Namun tujuan utama dari inovasi teknologi ini adalah merancang sebuah perahu yang environment-friendly berbahan bakar alternatif, sehingga diharapkan dapat mengatasi biaya operasional yang mahal dalam memenuhi keperluan melaut dan dapat meningkatkan keuntungan para nelayan. Selain itu, inovasi teknologi ini mampu mengurangi polusi dengan penggunaan energi alternatif ramah lingkungan berbasis sel bahan bakar tersebut. Teknik Inovasi dan Realisasi Suplai Hidrogen Tabung reforming (Reforming Lamb) akan digunakan sebagai tempat untuk reaksi reforming, reaksi ini ini berguna untuk menghasilkan hidrogen yang akan digunakan sebagai input bahan bakar dari sel bahan bakar (fuell cell). Berikut ini reaksi reforming :
Suplai Oksigen Oksigen diperoleh dari alam bebas yang dihisap menggunakan blower. Oksigen akan masuk melalui Oxygen Ways sebagai salah satu input dari fuel cell bersama Hidrogen yang telah diperoleh sebelumnya. Reaksi fuel cell Anode : O (g) + 2H O(l) + 4e 4OH-(aq) 2 2 Katode : H (g) + 2OH-(aq) 2H O(l) + 2e 2 2 Redoks : 2H (g) + O (g) 2H O(l) + electric energy(0.7 V)+ hot energy 2 2 2 Dari reaksi di atas terlihat bahwa reaksi antara oksigen dan hidrogen yang terjadi di dalam fuel cell dapat menghasilkan energi listrik untuk menggerakkan motor pada kapal nelayan di Indonesia. Hasil samping dari reaksi di atas hanya berupa air yang tidak menyebabkan polusi pada lingkungan, polusi suara, dan polusi udara. Pengujian Prototipe No. Experiment Voltage (V) Ship Motor 1 1 st Experiment 2.9 Weak Spinning 2 2 nd Experiment 3.5 Spinning 3 3 rd Experiment 3.3 Spinning 4 4 th Experiment 2.5 Weak Spinning Pengujian prototipe ini menunjukkan bahwa dengan 1 fuel cell yang mampu menghasilkan sekitar 0.7 volt, apabila digunakan 4-5 fuel cell maka dapat menggerakkan motor yang ada pada prototipe. Dari 4 kali percobaan pada pengujian prototipe, 2 di antaranya berhasil membuat motor prototripe kapal nelayan bergerak dengan lancar. Sedangkan 2 yang lainnya hanya mampu menggerakkan motor protoripe kapal nelayan dengan lemah.
Perbandingan Kapal nelayan konvensional FES (Fuel-energy Ship) 1. Harga bahan bakar mahal *Solar (Rp. 6000,-/liter) 1. Harga bahan bakar terjangkau *Metana (1250/liter) 6000-1250 = Rp. 4750,- 4750/6000 x 100% = 79% 2. Menimbulkan polusi 2. Ramah lingkungan 3. Menambah pendapatan Nelayan Kesimpulan Dengan pemaparan solusi dan teknik inovasi dan realisasi di atas terhadap permasalahan yang dihadapi, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa penggunaan teknologi FES dapat menjadi salah satu alternatif dan solusi atas permasalahan yang terjadi pada nelayan Indonesia. Fuel cell dapat menjadi salah satu sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar konvensional yang maish bergantung pada minyak bumi. Penerapan dari FES sendiri tidak terlalu sulit mengingat piranti yang dibutuhkan cukup sederhana, namun disini mungkin akan terkendala oleh pengadaan fuel cell yang masih jarang ditemukan dan dijual di Indonesia. Selain itu, untuk penggunaan dalam skala besar dan luas di masyarakat, akan lebih efektif dan efisien jika ditambahkan dengan inovasi untuk penyuplai hidrogen tanpa harus menggunakan bahan baku gas metana. Diharapkan nantinya ada tindak lanjut dari pemerintah tentang penggunaan teknologi FES pada masyarakat luas mengingat urgenitas dan kebutuhan para nelayan. Jika kesejahteraan para nelayan dapat terpenuhi, maka hal itu akan membawa dampak positif pula bagi Indonesiadari segi pemanfaatan potensi sumber daya alam khususnya di kemaritiman dan bahari. Mengingat Indonesia merupakan negara kepulauan dan negara maritim, jika Indonesia telah berhasil mengendalikan wilayah dan sektor kemaritimannya, niscaya kesejahteraan bagi seluruh rakyat Indonesia juga bukan hanya isapan jempol belaka untuk beberapa tahun ke depan. Mandiri energiku, sejahtera bangsaku. Maju terus Indonesiaku!