Agricultural renewable energy

Banyak petani dan peternak menciptakan proyek energi terbarukan yang kreatif di lahan mereka selain memproduksi makanan. Teknik hemat energi dan fasilitas pembangkit energi yang menggunakan angin, matahari, biomassa, dan sumber terbarukan lainnya dapat membantu petani dalam mengembangkan pertanian berkelanjutan, peternak, dan bisnis pedesaan menghemat uang dan menghasilkan lebih banyak uang. Peningkatan penggunaan energi terbarukan mengurangi ketergantungan Indonesia pada sumber energi asing, yang dapat membantu petani dalam mengurangi dampak perubahan iklim.

Agar hal ini terjadi, insentif dan program harus ditargetkan untuk membantu keluarga petani dan masyarakat pedesaan sambil juga melindungi tanah, air, dan keanekaragaman hayati dan menekankan efisiensi dan konservasi energi. Program energi terbarukan yang penting, seperti Program Energi Pedesaan untuk Indonesia dan Program Bantuan Tanaman Biomassa, diotorisasi ulang dalam RUU Pertanian 2018.

Pembangkit energi terbarukan dapat membantu pertanian mendiversifikasi operasinya sekaligus mengurangi biaya energi dan mengurangi emisi dari kegiatan usaha pertanian lainnya.

Meskipun produktivitas dan efisiensi dapat sangat menurunkan jejak karbon pertanian, memanfaatkan kemungkinan produksi energi terbarukan di pedesaan Inggris akan menjadi bagian penting dari perjalanan industri pertanian menuju nol emisi bersih.

Di lahan pertanian, ada berbagai alternatif pembangkit energi terbarukan, meskipun tidak semuanya cocok untuk setiap pertanian. Banyak organisasi industri, seperti NFU Energy, memberikan bantuan pertama gratis untuk membantu Anda mengetahui apa yang harus dilakukan selanjutnya.

Bagian panduan kami ini memberikan gambaran umum tentang program federal utama yang memberikan hibah dan pinjaman untuk peningkatan efisiensi energi dan instalasi energi terbarukan di properti yang berfungsi seperti pertanian dan peternakan.

 

Pertanian dan energi matahari

Energi matahari dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik atau panas. Sel fotovoltaik (PV) (kadang-kadang dikenal sebagai "sel surya") terbuat dari semikonduktor seperti silikon kristal atau bahan film tipis berbeda yang mengubah sinar matahari langsung menjadi energi. Metode panas matahari menyerap panas dari matahari dan menggunakannya secara langsung untuk ruang dan pemanas air, atau mereka mengubahnya menjadi listrik menggunakan siklus uap tradisional, mesin panas, atau teknologi produksi lainnya (sistem surya terkonsentrasi). Energi matahari dapat menghasilkan hidrogen di masa depan untuk menawarkan bahan bakar transportasi, bahan kimia, dan listrik, serta berfungsi sebagai penyimpanan energi saat matahari tidak bersinar.

Biaya teknologi ini secara bertahap menurun sebagai akibat dari kemajuan teknologi, dan kenaikan biaya listrik dapat membantu menutup kesenjangan lebih jauh. Meskipun Southwest memiliki sumber daya matahari paling banyak (sekitar 25% lebih banyak dari rata-rata nasional), listrik tenaga surya mungkin lebih hemat biaya di daerah dengan tagihan listrik yang tinggi.

Harga listrik di New York, misalnya, mungkin lebih tinggi 50% daripada di Arizona (U.S. Department of Energy, Solar Energy Technologies Program, 2003). PV dapat menawarkan listrik di bidang pertanian jika jaraknya terlalu jauh untuk membenarkan saluran listrik tambahan. Pencahayaan, pengisian baterai, motor kecil, pompa air, dan pagar listrik semuanya ditenagai oleh sistem listrik tenaga surya.

Pemanasan udara dan air sering digunakan dalam bisnis peternakan dan susu. Peternakan sapi perah komersial, misalnya, mengkonsumsi banyak energi untuk memanaskan air untuk peralatan pembersih. Di peternakan sapi perah, air pemanas dan susu pendingin dapat mencapai hingga 40% dari energi yang dibutuhkan. Sistem pemanas air tenaga surya dapat memenuhi semua atau sebagian dari permintaan air panas ini. Pemanasan rumah kaca dan pengeringan tanaman tenaga surya adalah dua aplikasi tenaga surya lainnya (Laboratorium Energi Terbarukan Nasional, n.d.).

Karena teknologi baru meningkatkan kinerja sel surya dan menurunkan biaya, jumlah penggunaan energi surya diproyeksikan meningkat. Dibandingkan dengan sel surya terbaik yang tersedia secara komersial saat ini, yang memiliki efisiensi konversi hingga 30%, bahan "titik kuantum" baru mungkin secara teoritis lebih dari efisiensi dua kali lipat, mengubah 65 persen energi matahari menjadi tenaga. Selain itu, penelitian sedang dilakukan untuk meminimalkan biaya sistem pemanas air tenaga surya dengan menggunakan plastik, bukan logam dan kaca.

Pertanian dan energi angin

Energi mekanik dan listrik disediakan oleh teknologi angin. Turbin angin bekerja berdasarkan prinsip dasar: angin memutar bilah rotor, yang menggerakkan generator listrik, mengubah energi kinetik angin menjadi listrik. Kincir angin tidak memancarkan emisi lingkungan yang berbahaya, dan merupakan sumber energi terbarukan. Turbin skala utilitas tersedia dalam ukuran mulai dari 750 kW hingga 5 megawatt (MW), dengan mayoritas mencapai 1 MW. Peternakan angin, yang menyediakan daya massal ke jaringan listrik, sering kali terdiri dari turbin. Turbin angin kecil berukuran mulai dari generator 0,4 hingga 1,5 kW untuk beban kecil seperti pengisian baterai untuk perahu layar dan kabin kecil, melalui sistem 3 hingga 15 kW untuk rumah, hingga generator 100 kW untuk beban yang lebih besar seperti perusahaan komersial kecil. Karena kemajuan signifikan dalam menurunkan harga untuk tempat-tempat dengan kecepatan angin kencang yang konsisten, teknologi tenaga angin sekarang banyak digunakan.

Sistem angin kecil dapat membantu pertanian dengan cara tradisional, seperti memompa air atau menggiling biji-bijian dengan energi mekanik. Sistem kecil yang digunakan untuk menghasilkan daya dapat menjadi lebih hemat biaya karena kabel transmisi menjadi lebih murah, terutama dalam aplikasi yang lebih jauh, karena biaya menurun. Kincir angin kecil yang terhubung ke jaringan distribusi listrik dapat menghasilkan uang dengan menjual kelebihan listrik ketika produksi melebihi kebutuhan internal.

Pertanian dan energi panas bumi

Energi panas bumi dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik atau panas. Pembangkit uap kering, pembangkit uap cepat, dan pembangkit siklus biner adalah tiga jenis pembangkit listrik tenaga panas bumi yang sekarang beroperasi. Untuk pembangkit listrik, sumber daya panas bumi suhu tinggi (lebih dari 300 ° F) digunakan.

Pembangkit listrik individu dapat berkisar dari 100 kW hingga 100 MW. Teknik ini dapat digunakan di jaringan listrik mini pedesaan maupun di jaringan nasional. Penggunaan langsung panas energi panas bumi juga dimungkinkan. Pemanasan gedung, menanam tanaman di rumah kaca, mengeringkan bawang merah dan bawang putih, memanaskan air untuk budidaya ikan, dan mempasteurisasi susu adalah semua kemungkinan penggunaan cairan panas bumi. Sumber daya suhu rendah hingga sedang (antara 70 ° F dan 300 ° F) biasanya digunakan. Pompa panas panas bumi adalah teknologi lain yang dapat memberikan pemanasan dan pendinginan ruang. Alih-alih menggunakan sumber daya hidrotermal (air panas), metode ini menggunakan tanah dekat permukaan sebagai sumber panas selama musim pemanasan dan penyerap panas selama musim pendinginan.

Lebih dari 10.000 megawatt termal (MWt) dihasilkan oleh sumber langsung atau non-listrik, termasuk pompa panas panas bumi. Berbeda dengan pembangkit listrik, yang mengukur daya dalam megawatt listrik, sistem penggunaan langsung mengukur daya dalam megawatt panas (Lund, 2005). Beberapa proyek panas bumi "mengalirkan" energi panas bumi, yang berarti mereka menggunakan sumber daya yang sama untuk berbagai tujuan pada saat yang bersamaan, seperti pemanasan dan pembangkit listrik. Cascading membuat penggunaan sumber daya lebih baik dan meningkatkan ekonomi.

Sumber daya panas bumi suhu rendah hingga menengah jauh lebih produktif dan tersebar luas daripada sumber daya panas bumi suhu tinggi. Indonesia bagian barat memiliki sumber daya panas bumi bersuhu rendah dan sedang. Lebih dari 9.000 sumur dan mata air termal, lebih dari 900 lokasi sumber daya panas bumi suhu rendah hingga sedang, dan ratusan situs yang memanfaatkan energi ini untuk aplikasi penggunaan langsung di 16 negara bagian barat telah ditemukan oleh Geo-Heat Center di Oregon. Ada 404 situs sumber daya dalam jarak lima mil dari komunitas di negara bagian ini, dengan potensi untuk melayani 9,2 juta orang (Geo-Heat Center, n.d.).

Ada banyak aplikasi pertanian untuk energi panas bumi. Dalam 43 operasi rumah kaca yang dipanaskan oleh energi panas bumi, sayuran, bunga, tanaman hias, dan bibit pohon ditanam. Lele, nila, udang, aligator, ikan tropis, dan spesies air lainnya dipelihara di 49 perusahaan akuakultur panas bumi. Dehidrasi makanan, pengeringan biji-bijian, dan budidaya jamur adalah contoh aplikasi agri-industri. Aplikasi industri yang paling umum dari energi panas bumi adalah pengeringan bawang merah dan bawang putih (Lund, 2005).

Di sebagian besar wilayah pedesaan, pompa panas sumber tanah dapat digunakan. Di Indonesia, antara 600.000 dan 800.000 pompa panas sumber tanah digunakan. Mid-west, mid-Atlantic, dan negara bagian selatan (dari North Dakota ke Florida) merupakan mayoritas instalasi pompa panas panas bumi di Indonesia (Lund, 2005).

Teknologi baru usaha tani, seperti sistem panas bumi yang ditingkatkan (EGS), menjanjikan untuk menurunkan biaya listrik panas bumi di masa depan. Pecahan batuan untuk meningkatkan pergerakan fluida bawah tanah dan memungkinkan ekstraksi panas dapat digunakan untuk membuatnya. Proyek di Eropa dan Australia memperluas pemahaman kami tentang cara menggunakan EGS untuk pembangkit listrik.

Pertanian dan biorefinery

The "biorefinery," di mana teknologi inovatif digunakan untuk mengekstrak energi dan produk berguna lainnya dari sumber daya biomassa, adalah inti dari diskusi energi terbarukan dari biomassa. Biorefineries, seperti kilang minyak, dibayangkan sebagai fasilitas industri yang mengubah aliran bahan mentah yang berkelanjutan menjadi beragam produk, mengoptimalkan nilai dengan memodifikasi bauran output untuk mencerminkan perubahan kondisi pasar. Bahan bakar cair seperti etanol dan biodiesel, energi, uap, serta bahan kimia dan mineral bernilai tinggi semuanya merupakan produk biorefinery yang potensial. Banyak dari produk ini memiliki potensi untuk menggantikan minyak bumi sebagai bahan bakar mobil atau bahan baku kimia, yang menghasilkan peningkatan keamanan energi dan emisi yang lebih rendah.

Biorefineries sudah ada dalam beberapa hal. Untuk memberikan dua contoh, mereka mengubah biji-bijian menjadi etanol, sirup jagung, pakan ternak, dan produk lainnya, atau pohon menjadi berbagai produk hasil panen kayu, listrik, dan panas. Para peneliti sedang meneliti cara untuk mengekstraksi sejumlah besar energi yang terkandung dalam selulosa tanaman untuk generasi biorefinery berikutnya, tugas yang sulit tetapi mungkin menguntungkan.

Memperluas Potensi Energi Terbarukan dalam industri Pertanian

Di pertanian dan peternakan, teknologi energi terbarukan digunakan dalam berbagai aplikasi, dan ada banyak peluang untuk memperluas penggunaannya di masa depan. Kendaraan pertanian yang menggunakan hidrogen, misalnya, mungkin memiliki efisiensi dan manfaat lingkungan yang sama dengan yang direncanakan untuk mobil dan truk ringan; dan teknologi sel bahan bakar hidrogen dapat menyediakan tenaga untuk tempat-tempat terpencil dan kota-kota.

Ke mana kita pergi dari sini dalam hal mempromosikan sumber energi terbarukan yang ramah pertanian seperti matahari, angin, panas bumi, dan biomassa? Teknologi baru akan dibutuhkan untuk pembentukan masa depan energi baru, termasuk penelitian, pengembangan, demonstrasi, penyebaran, dan komersialisasi. Masing-masing tindakan ini harus menjadi bagian dari proses berkelanjutan yang berjalan dari lab ke pasar, dengan putaran umpan balik di antara berbagai proses. Kolaborasi, pendidikan, dan kebijakan semuanya akan menjadi penting.



DOI: https://doi.org/10.20508/ijrer.v2i2.12717.g8362

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Online ISSN: 1309-0127

Publisher: Gazi University

IJRER is cited in SCOPUS, EBSCO, WEB of SCIENCE (Clarivate Analytics);

IJRER has been cited in Emerging Sources Citation Index from 2016 in web of science.

WEB of SCIENCE in 2025; 

h=35,

Average citation per item=6.59

Last three Years Impact Factor=(1947+1753+1586)/(146+201+78)=5286/425=12.43

Category Quartile:Q4