Teknologi Ramah Lingkungan: Energi, Transportasi, Industri, dsb

Teknologi ramah lingkungan adalah bentuk aplikasi teknologi dengan tujuan memberi kemudahan bagi aktivitas dan pemenuhan kebutuhan manusia dengan memperhatikan prinsip-prinsip pelestarian lingkungan seperti tidak menghasilkan limbah berbahaya dan menggunakan energi dari sumber daya alam yang dapat diperbarui (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 243).

Jika kita mengamati sekitar, teknologi yang digunakan oleh masyarakat sudah sangat membantu aktivitas kehidupan. Mulai dari penggunaan sepeda motor dan mobil untuk bepergian, hingga listrik yang sudah tidak dapat dilepaskan lagi dari kehidupan sehari-hari.

Namun, dibalik manfaat yang luar biasa tersebut, tersimpan bermacam potensi perusakan lingkungan dan alam yang justru dapat berpotensi memberikan malapetaka bagi manusia. Contohnya adalah bagaimana kendaraan bermotor menjadi salah satu penyumbang terbesar emisi gas buang yang menyebabkan pemanasan global yang dampak negatifnya sangat besar terhadap kita.

Kendaraan bermotor juga ditenagai oleh bahan bakar bensin (gasoline) maupun Diesel. Selain berbahaya bagi alam dan kesehatan manusia (termasuk makhluk hidup lainnya) kedua bahan tersebut diambil dari fossiel fuel yang membutuhkan 650 juta tahun untuk terbentuk. Artinya, cadangan minyak bumi itu akan ada habisnya.

Coba bayangkan jika suatu saat cadangan tersebut habis. Bisa jadi manusia tidak akan dapat menggunakan teknologi kendaraan bermotor lagi. Jika kita terus kecanduan terhadap minyak bumi, diperkirakan cadangannya akan habis pada tahun 2052. Oleh karena itu, penggunaan teknologi ramah lingkungan adalah suatu keharusan yang tidak dapat dihindari lagi.

Aplikasi Teknologi Ramah Lingkungan

Lalu seperti apa penerapan atau aplikasi teknologi ramah lingkungan? Teknologi ramah lingkungan dapat diaplikasikan pada beberapa bidang kehidupan di antaranya bidang energi, lingkungan, industri, dan transportasi (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 211).

Teknologi Ramah Lingkungan Bidang Energi

Teknologi ramah lingkungan dapat diterapkan pada bidang energi sebagai upaya mencari sumber energi alternatif untuk masa depan. Contoh aplikasi teknologi ramah lingkungan dalam bidang energi adalah:

1. bahan bakar dari tumbuhan (biofuel),
2. gas dari tumbuhan (biogas),
3. sel surya (solar cell),
4. pembangkit listrik tenaga air (hydropower),
5. pembangkit listrik tenaga pasang surut air laut dan ombak (ocean power),
6. pembangkit listrik tenaga angin (wind power),
7. geotermal,
8. fuel cell dan hydrogen power.

Di bawah ini adalah penjelasan masing-masing teknologi tersebut.

Bahan Bakar dari Tumbuhan (Biofuel)

Biofuel adalah jenis bahan bakar alternatif yang berasal dari bahan-bahan organik. Biofuel termasuk sumber daya alam yang dapat diperbarui karena dapat diolah langsung dari bahan organik seperti tumbuh-tumbuhan. Hal ini berbeda jauh dengan bahan bakar fosil yang perlu jutaan tahun untuk dihasilkan, tumbuhan dapat dibudidayakan dalam hitungan mingguan hingga bulanan saja.

Ada dua jenis biofuel, yakni dalam bentuk etanol (bioethanol), dan biodiesel. Berikut adalah pemaparannya.

1. Etanol (C2 H 5 OH)
   Etanol merupakan salah satu jenis alkohol yang dapat dibuat dengan fermentasi karbohidrat atau reaksi kimia gas alam. Beberapa tumbuhan yang mengandung karbohidrat tinggi seperti jagung, sorgum, dan singkong.
2. Biodiesel
   Biodiesel berasal dari lemak nabati, misalnya dari minyak kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) atau minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.).

Biogas

Biogas adalah bahan bakar alternatif yang diperoleh dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob, yakni bakteri yang hidup di lingkungan tanpa oksigen. Bakteri anaerob bekerja dengan cara mengubah zat organik menjadi gas metana (CH4 ) sebesar 75%, dan sisanya adalah gas karbon dioksida, hidrogen, serta hidrogen sulfida.

Kandungan yang digunakan sebagai sumber bahan bakar ramah lingkungan adalah gas metana. Bahan organik yang banyak digunakan dalam pembuatan biogas berasal dari kotoran dan urine hewan ternak.

Sel Surya (Solar Cell)

Teknologi sel surya atau solar cell bekerja dengan mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik dengan menggunakan photovoltaic (PV) cell. Sel surya berbentuk tipis dan terbuat dari silikon (Si) yang dimurnikan atau polikristalin silikon dengan beberapa logam yang mampu menghasilkan listrik.

Bagaimana sel surya mengubah energi matahari menjadi listrik? Ketika cahaya matahari mengenai panel surya, cahaya menghasilkan emisi elektron pada komponen panel. Elektron itu kemudian dihubungkan dengan sistem tertentu sehingga dihasilkan listrik. Selanjutnya, listrik tersebuti dialirkan dan disimpan pada baterai, sehingga dapat digunakan bahkan pada saat mendung atau malam hari (sedang tidak ada matahari).

Pembangkit Listrik Tenaga Air (Hydropower)

Tenaga air atau hydropower adalah energi ramah lingkungan yang memanfaatkan energi gerak (energi kinetik) dari aliran air untuk menghasilkan listrik. Cara yang paling umum untuk memanfaatkan hydropower ini yaitu dengan membangun dan membendung sungai besar untuk membentuk tempat penampungan air. Air yang dibendung dialirkan melalui suatu pipa besar dengan debit atau laju tertentu untuk memutar turbin generator yang akan menghasilkan listrik.

Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut Air Laut dan Ombak (Ocean Power)

Ocean Power dapat menghasilkan listrik dari energi pasang surut air laut dan ombak di beberapa pantai yang level ketinggian air dapat naik atau turun hingga 6 meter bahkan lebih. Caranya, dengan membangun bendungan yang melintasi bibir pantai untuk mengambil energi pada aliran air laut untuk digunakan sebagai hydropower yang memutar turbin generator.

Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power)

Pembangkit listrik tenaga angin bekerja dengan menangkap angin untuk memutarkan turbin sehingga dapat diubah menjadi energi listrik. Tenaga angin telah menjadi sumber energi kedua terbesar di dunia setelah panel surya.

Ada dua jenis pembangkit listrik tenaga angin yang saat ini dikembangkan, yaitu pembangkit listrik tenaga angin yang dibangun di daratan dan yang dibangun di pantai. Pembangkit listrik tenaga angin yang dibangun di daratan harus terletak di daerah yang jauh dari pemukiman dan sedikit populasi penduduk.

Sementara itu di pantai angin akan bergerak lebih cepat, lebih kuat, dan lebih stabil daripada angin yang bergerak di daratan. Namun membutuhkan biaya yang lebih besar untuk membangunnya.

Angin terbentuk akibat perbedaan derajat dari sinar matahari yang menyinari bumi pada daerah ekuator dan daerah kutub menyebabkan terjadinya perbedaan panas di antara daerah tersebut. Bersama dengan adanya rotasi bumi, terjadilah aliran udara yang disebut angin.

Geotermal

Energi geotermal merupakan panas yang tersimpan dalam tanah, lapisan dasar bumi, dan cairan dalam kerak bumi. Ilmuwan memperkirakan bahwa hanya dengan menggunakan 1% dari panas yang tersimpan sedalam 5 km dalam kerak bumi, dapat menghasilkan energi 250 kali lebih banyak dari minyak dan gas alam yang tersimpan di seluruh lapisan bumi.

Salah satu cara untuk memanfaatkan energi geotermal adalah dengan menggunakan sistem pompa panas geotermal “geothermal heat pump system”. Sistem ini dapat memanaskan dan mendinginkan sebuah rumah dengan memanfaatkan perbedaan temperatur.

Sistem tersebut banyak digunakan di negara yang memiliki empat musim. Pada musim dingin, suatu pipa yang diletakkan dalam tanah dapat mengalirkan cairan yang membawa panas dari dasar bumi menuju sistem pendistribusian panas di rumah. Sebaliknya, pada musim panas, sistem ini bergerak berlawanan, memindahkan panas dari rumah dan menyimpannya dalam tanah.

Geotermal juga dapat diambil dari lapisan bumi yang lebih dalam dengan sistem yang disebut hydrothermal reservoir. Terdapat area di mana air dalam tanah bertemu dengan batuan panas sehingga terbentuk uap yang kemudian terakumulasi di antara bebatuan tersebut. Uap air yang terkumpul dalam jumlah besar akan menimbulkan tekanan yang tinggi. Aliran uap itu dapat digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga dapat menghasilkan listrik.

Fuel Cell dan Hydrogen Power

Matahari menghasilkan energi yang menjaga keberlangsungan hidup di bumi melalui penggabungan inti (fusi) atom-atom hidrogen. Hidrogen merupakan unsur kimia paling sederhana dan paling banyak di alam semesta. Misalnya, hydrogen sendiri ditemukan dalam air (H20).

Oleh karena itu, para ilmuwan menyatakan bahwa gas hidrogen (H2 ) akan menjadi bahan bakar di masa depan. Agar harapan itu dapat terwujud, ilmuwan saat ini fokus untuk mengembangkan sel bahan bakar “fuel cell” yang menggabungkan gas hidrogen (H2 ) dan gas oksigen (O2 ).

Reaksi antara gas H2 dengan O2 menghasilkan energi panas yang tinggi, sehingga dapat digunakan sebagai sumber listrik. Reaksi antara keduanya dapat dituliskan sebagai berikut: 2 H2 + O2 → 2 H2 O + energi.

Teknologi Ramah Lingkungan Bidang Transportasi

Teknologi ramah lingkungan dapat diterapkan pada bidang transportasi. Tentunya dengan upaya menciptakan kendaraan yang tidak menghasilkan emisi atau limbah yang berbahaya bagi lingkungan dan menggunakan energi terbarukan.

Contoh teknologi ramah lingkungan dalam bidang transportasi adalah kendaraan hidrogen, bus surya, dan mobil listrik.

Kendaraan Hidrogen (Hydrogen Vehicle)

Kendaraan hidrogen adalah kendaraan yang menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar penggerak mesinnya. Di dalam kendaraan ini terpasang alat yang mampu mengubah energi kimia dari hidrogen menjadi energi mekanik.

Alat tersebut bekerja dengan cara membakar hidrogen dalam mesin pembakaran internal atau dengan mereaksikan hidrogen dengan oksigen dalam fuel cell untuk menggerakkan motor listrik.

Selain mobil berbahan bakar hidrogen, beberapa negara telah mengembangkan sepeda hidrogen, sepeda motor hidrogen, dan skuter hidrogen. Saat ini beberapa perusahaan pesawat terbang juga tengah mengembangkan pesawat terbang berbahan bakar hidrogen.

Mobil Surya (Solar Car)

Mobil surya merupakan mobil yang energi utamanya berasal dari sinar matahari. Salah satu contoh mobil surya adalah bus surya. Bus yang menggunakan sinar matahari sebagai mesin penggerak dan memberikan energi pada alat-alat listrik dalamnya.

Pada bus surya ini terdapat panel surya yang terpasang pada atap bus. Panel surya ini dapat mengubah energi cahaya matahari menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh mesin bus. Negara yang pertama kali menerapkan bus surya ini yaitu Australia, tepatnya di kota Adelaide.

Mobil Listrik (Electric Car)

Mobil listrik adalah mobil yang didorong oleh satu atau lebih motor listrik, menggunakan energi listrik yang disimpan dalam baterai atau alat penyimpanan energi yang lain. Motor elektrik ini mampu memberikan tenaga putaran dengan cepat dan memberikan percepatan yang singkat dan mengalahkan mobil bahan bakar fosil, suara yang dihasilkan juga sangat halus.

Sebetulnya mobil ini pertama kali dibuat pada tahun 1884 oleh seorang berkebangsaan Inggris, Thomas Parker. Namun mobil listrik ini baru berkembang pesat pada tahun 2008, semenjak ditemukannya teknologi pengaturan tenaga baterai. Perkembangannya kian menggeliat karena sebagian besar negara maju menargetkan pelarangan mobil berbahan bakar fosil pada tahun 2025. Sehingga tidak ada pilihan lain kecuali mobil listrik.

Keuntungan dari penggunaan mobil listrik ini antara lain mengurangi polusi udara, karena mobil ini tidak menghasilkan polutan dan mengurangi efek rumah kaca.

Teknologi Ramah Lingkungan Bidang Lingkungan

Teknologi ramah lingkungan dalam bidang lingkungan adalah berbagai teknologi yang memiliki banyak manfaat antara lain pelestarian lingkungan, pencegah banjir, dan memperbaiki wilayah tercemar. Contoh teknologi ramah lingkungan dalam bidang lingkungan adalah biopori, fitoremediasi, teknologi toilet pengompos, dan teknologi pemurnian air.

Biopori

Biopori adalah membuat area yang dibuat berlubang-lubang kecil (berpori) yang diisi sampah organik yang nantinya akan menyerap air hujan ke tanah dengan lebih baik. Teknologi ini juga dikenal dengan istilah teknologi lubang resapan (TLR), merupakan teknik untuk membuat wilayah resapan air hujan.

Teknik biopori memiliki prinsip yang sama dengan sumur resapan atau penampungan air. Biopori sangat bermanfaat bagi pelestarian keseimbangan lingkungan karena akan menjaga kesuburan dan kelestarian organisme tanah.

Fitoremediasi

Fitoremediasi merupakan penggunaan tumbuhan untuk menghilangkan, memindahkan, menstabilkan, atau menghancurkan bahan pencemar baik itu senyawa organik maupun anorganik (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 225). Melalui fitoremediasi ini polutan (zat penyebab polusi) seperti logam berat, pestisida, minyak, dan zat lain yang mengotori tanah, air, atau udara dapat dikurangi bahkan dihilangkan.

Teknologi fitoremediasi baru berkembang pada awal tahun 1990, yaitu dimulai dari kesuksesan dalam memperbaiki daerah tercemar oleh zat radioaktif sesium (Cs), stronsium (Sr), dan uranium (U) di Chernobyl, Rusia dengan menggunakan tumbuhan bunga matahari.

Toilet Pengompos (Composting Toilet)

Toilet pengompos adalah toilet kering yang menggunakan proses secara aerob untuk menghancurkan atau mendekomposisi feses yang dihasilkan manusia. Teknologi ini dapat digunakan sebagai pengganti toilet air pada umumnya.

Toilet ini biasanya ditambah dengan campuran serbuk gergaji, sabut kelapa, atau lumut tertentu untuk membantu proses aerob, menyerap air, dan mengurangi bau. Proses dekomposisi ini umumnya lebih cepat dari proses dekomposisi secara anaerob yang digunakan pada septic tank.

Pemurnian Air (Water Purification)

Pemurnian air merupakan suatu proses penghilangan zat-zat kimia, kontaminan biologis, partikel-partikel padat, dan gas-gas dari air yang terkontaminasi atau kotor. Tujuan dari proses ini adalah untuk menghasilkan air yang dapat digunakan untuk keperluan tertentu. Terdapat dua jenis dari proses pemurnian air, yakni:

1. Pemurnian Air Sederhana
   Pemurnian air dapat dilakukan dengan membuat alat yang berbentuk tabung yang di dalamnya terdapat lapisan-lapisan bahan seperti pasir, kerikil, batu, arang, ijuk atau sabut kelapa, dan dapat juga ditambah dengan kapas atau kain katun.
2. Teknologi Osmosis Balik
   Osmosis balik merupakan teknologi pemurnian air yang menggunakan prinsip kebalikan dengan prinsip osmosis. Osmosis balik menggunakan prinsip tekanan untuk mengatasi tekanan osmotik yang terjadi secara alami.

Teknologi Ramah Lingkungan Bidang Industri

Bidang industri merupakan salah satu bidang yang berpengaruh besar terhadap lingkungan karena sangat berkecenderungan untuk menghasilkan limbah polutan dalam proses produksinya. Oleh karena itu berbagai upaya teknologi ramah lingkungan juga mulai banyak diterapkan. Salah satu contoh teknologi ramah lingkungan dalam bidang industri adalah biopulping.

Biopulping

Biopulping adalah teknologi ramah lingkungan yang terinspirasi dari proses pelapukan kayu dan sampah tanaman oleh mikroorganisme. Proses pelapukan dilakukan secara alami oleh beberapa jenis mikroba dan jamur, sehingga sampah dari pohon-pohon yang telah mati akan kembali diserap oleh alam secara alami.

Salah satu kendala besar yang dihadapi oleh para pemilik industri berbahan baku kayu seperti pabrik kertas adalah proses pengolahan limbah yang mengandung zat kayu (lignin) yang membutuhkan proses lama dan berbahaya terhadap kelestarian lingkungan sekitar.

Biasanya limbah dari pabrik kertas akan diuraikan dengan menggunakan bahan kimia seperti soda api, sulfit, dan garam sulfida. Bahan kimia ini akan memberikan efek negatif jika digunakan secara terus menerus. Biopulping menjadi jawaban atas kendala ini.

Perilaku Hemat Energi dalam Keseharian

Penggunaan berbagai teknologi ramah lingkungan tentu menjadi jawaban terbesar atas pencegahan pencemaran lingkungan dan pemanasan global. Namun tentunya hal tersebut akan terjadi jika kita semua mau menggunakannya dalam kehidupan sehari-hari.

Kesadaran dan kebiasaan manusia dalam melakukan perilaku hemat energi dalam keseharian juga menjadi kunci utama dalam keberhasilannya. Berbagai perilaku hemat energi dalam kehidupan sehari-hari, misalnya adalah sebagai berikut.

1. Membudayakan penggunaan sepeda atau berjalan kaki untuk kegiatan sehari-hari. Selain menghemat BBM, penggunaan sepeda dan berjalan kaki juga dapat mengurangi polusi udara dan menyehatkan untuk tubuh.
2. Mematikan kendaraan jika sedang tidak digunakan dan jangan terlalu lama menyalakan kendaraan ketika akan digunakan.
3. Mematikan lampu saat tidur dan saat siang hari. Oleh karena itu, saat membangun atau merenovasi rumah, sebaiknya membuat rumah dengan banyak jendela sehingga cahaya matahari dapat masuk ke dalam rumah.
4. Jika menggunakan pompa air listrik untuk mengalirkan air, penuhilah bak mandi dan tempat penampungan air dalam sekali waktu.
5. Membuat jadwal mencuci dan menyetrika pakaian secara teratur, misal dua kali seminggu untuk seluruh pakaian yang kotor.
6. Jika menggunakan kendaraan, sebaiknya berangkat lebih pagi agar terhindar dari kemacetan. Kemacetan di jalan membuat kendaraan membuang bahan bakar secara percuma.
7. Memilih peralatan rumah tangga yang hemat energi. Misalnya mengganti lampu pijar yang menghasilkan warna kuning dengan lampu neon yang menghasilkan warna putih atau lampu LED (light emitting diode) yang dapat bertahan hingga 15 tahun.
8. Tidak membuang kertas-kertas bekas begitu saja, tanamkan dalam diri bahwa setiap menggunakan sebuah kertas, berarti kita telah menebang sebuah pohon.
9. Menggunakan air secukupnya saat mandi dan mencuci.

Teknologi Tidak Ramah Lingkungan

Sebagai pengingat, prinsip pelestarian lingkungan yang digunakan teknologi ramah lingkungan adalah tidak menghasilkan limbah berbahaya dan menggunakan energi alam yang dapat diperbarui. Apabila suatu teknologi tidak sesuai dengan prinsip tersebut, berarti teknologi itu termasuk teknologi tidak ramah lingkungan.

Pengolahan Minyak Bumi

Eksploitasi minyak bumi memiliki banyak dampak negatif terhadap tanah, udara, air, makhluk hidup, dan iklim. Sebelum dilakukan penambangan minyak bumi ini, hutan terlebih dahulu ditebang dan aliran air dikeringkan.

Selanjutnya, timbunan tanah berpasir, bebatuan, dan tanah lempung diambil sehingga bebatuan dan pasir minyak dapat terlihat. Bebatuan dan pasir minyak tersebut digali dengan bantuan alat berat, lalu dibawa menggunakan truk besar menuju tempat pemrosesan selanjutnya.

Bebatuan dan pasir minyak dicampur dengan air panas untuk diambil kandungan minyaknya yang selanjutnya diolah di kilang minyak.

Penambangan minyak bumi jenis ini menghasilkan polusi udara berupa debu, uap, asap, dan bau yang menyelimuti daerah tambang. Selain itu, penambangan ini menghasilkan emisi gas rumah kaca tiga hingga lima kali lebih besar daripada tambang minyak bumi pada umumnya.

Pengolahan Batu Bara

Batu bara merupakan bahan bakar yang paling kotor di antara bahan bakar yang lain. Bahkan sebelum batu bara dibakar, proses produksi batu bara, sehingga siap digunakan pun telah merusak tanah dan mencemari air dan udara. Di dalam batu bara terkandung banyak karbon dan sulfur.

Ketika dibakar, sulfur akan dilepas dalam bentuk gas belerang dioksida (SO2 ). Pembakaran batu bara juga menghasilkan partikel karbon hitam dalam jumlah yang sangat banyak. Partikel-partikel ini dapat masuk ke dalam paru-paru dan menyebabkan penyakit pernapasan.

Permasalahan lain akibat pembakaran batu bara yaitu adanya emisi zat radioaktif. Pembangkit listrik yang menggunakan batu bara sebagai sumber energi menghasilkan zat radioaktif 100 kali lebih banyak daripada pembangkit listrik tenaga nuklir.

Referensi

1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas IX. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.