Pembangkitan listrik adalah proses menghasilkan tenaga listrik dari sumber energi primer. Bagi utilitas dalam industri tenaga listrik, pembangkitan merupakan tahap sebelum penyaluran (transmisi, distribusi, dan sebagainya) kepada pengguna akhir atau penyimpanan, misalnya menggunakan metode pumped-storage.
Listrik yang dapat dikonsumsi tidak tersedia secara bebas di alam, sehingga harus "diproduksi" dengan mengubah bentuk energi lain menjadi listrik. Produksi dilakukan di pembangkit listrik, yang juga disebut "power plant". Listrik paling sering dihasilkan di pembangkit listrik oleh generator elektromekanis, yang terutama digerakkan oleh mesin kalor berbahan bakar pembakaran atau fisi nuklir, tetapi juga melalui cara lain seperti energi kinetik dari air yang mengalir dan angin. Sumber energi lainnya meliputi fotovoltaik surya dan energi panas bumi. Terdapat pula metode yang masih eksotis dan spekulatif untuk memperoleh energi, seperti rancangan reaktor fusi yang diusulkan dan bertujuan mengekstraksi energi secara langsung dari medan magnet kuat yang dihasilkan oleh partikel bermuatan yang bergerak cepat yang dihasilkan oleh reaksi fusi (lihat magnetohidrodinamika).
Penghapusan pembangkit listrik berbahan bakar batu bara dan pada akhirnya pembangkit listrik berbahan bakar gas,[1] atau, jika memungkinkan, menangkap emisi gas rumah kaca yang dihasilkannya, merupakan bagian penting dari transisi energi yang diperlukan untuk membatasi perubahan iklim. Jauh lebih banyak energi surya[2] dan energi angin[3] diperkirakan akan diperlukan, dengan permintaan listrik yang meningkat pesat[4] seiring dengan semakin luasnya elektrifikasi transportasi, rumah, dan industri.[5] Namun, pada 2023, dilaporkan bahwa pasokan listrik global mulai mendekati puncak emisi CO2 berkat pertumbuhan energi surya dan angin.[6]
Sejarah
Prinsip dasar pembangkitan listrik ditemukan pada tahun 1820-an dan awal 1830-an oleh ilmuwan Inggris Michael Faraday. Metodenya, yang masih digunakan hingga sekarang, adalah menghasilkan listrik melalui pergerakan sebuah lilitan kawat, atau cakram Faraday, di antara kutub magnet. Pembangkit listrik pusat menjadi layak secara ekonomi dengan berkembangnya transmisi tenaga arus bolak-balik (AC), menggunakan transformator tenaga untuk mentransmisikan daya pada tegangan tinggi dengan kehilangan yang rendah.
Produksi listrik secara komersial dimulai dengan menggabungkan dinamo dengan turbin hidraulis. Produksi tenaga listrik secara mekanis memulai Revolusi Industri Kedua dan memungkinkan berbagai penemuan yang menggunakan listrik, dengan kontributor utama Thomas Alva Edison dan Nikola Tesla. Sebelumnya, satu-satunya cara untuk menghasilkan listrik adalah melalui reaksi kimia atau menggunakan sel baterai, dan satu-satunya penggunaan listrik yang praktis adalah untuk telegraf.
Pembangkitan listrik di pembangkit pusat dimulai pada tahun 1882, ketika mesin uap yang menggerakkan dinamo di Pearl Street Station menghasilkan arus searah (DC) yang digunakan untuk penerangan umum di Pearl Street, New York. Teknologi baru tersebut dengan cepat diadopsi oleh banyak kota di seluruh dunia, yang mengubah lampu jalan berbahan bakar gas menjadi tenaga listrik. Lampu listrik kemudian segera digunakan di gedung-gedung umum, bisnis, dan untuk menggerakkan transportasi umum seperti trem dan kereta api.
Pembangkit listrik pertama menggunakan tenaga air atau batu bara.[7] Saat ini berbagai sumber energi digunakan, seperti batu bara, nuklir, gas alam, hidroelektrik, angin, dan minyak, serta energi surya, energi pasang surut, dan sumber energi panas bumi.
Pada tahun 1880-an, popularitas listrik meningkat pesat dengan diperkenalkannya lampu pijar. Meskipun terdapat 22 penemu lampu pijar yang diakui sebelum Joseph Swan dan Thomas Edison, penemuan Edison dan Swan menjadi yang paling berhasil dan populer. Selama tahun-tahun awal abad ke-19, terjadi lompatan besar dalam ilmu kelistrikan. Menjelang akhir abad ke-19, kemajuan teknologi dan teknik kelistrikan menyebabkan listrik menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari. Dengan diperkenalkannya berbagai penemuan listrik dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari, permintaan listrik di rumah meningkat secara dramatis. Dengan meningkatnya permintaan tersebut, banyak pengusaha melihat potensi keuntungan dan mulai berinvestasi dalam sistem kelistrikan hingga akhirnya menciptakan perusahaan penyedia listrik publik pertama. Proses dalam sejarah ini sering disebut sebagai elektrifikasi.[8]
Distribusi listrik pada tahap awal berasal dari perusahaan-perusahaan yang beroperasi secara independen satu sama lain. Konsumen membeli listrik dari produsen, dan produsen menyalurkannya melalui jaringan listrik milik mereka sendiri. Seiring kemajuan teknologi, produktivitas dan efisiensi pembangkitan juga meningkat. Penemuan seperti turbin uap memberikan dampak besar terhadap efisiensi pembangkitan listrik dan juga terhadap keekonomian pembangkitan. Konversi energi panas menjadi kerja mekanis serupa dengan mesin uap, tetapi dalam skala yang jauh lebih besar dan dengan produktivitas yang jauh lebih tinggi. Peningkatan pada pembangkit berskala besar ini sangat penting bagi proses pembangkitan terpusat karena pembangkit tersebut kemudian menjadi bagian penting dari keseluruhan sistem tenaga yang digunakan saat ini.
Sepanjang pertengahan abad ke-20, banyak perusahaan utilitas mulai menggabungkan jaringan distribusi mereka karena manfaat ekonomi dan efisiensi. Bersamaan dengan ditemukannya transmisi tenaga jarak jauh, koordinasi pembangkit listrik mulai terbentuk. Sistem ini kemudian diamankan oleh operator sistem regional untuk memastikan stabilitas dan keandalan. Elektrifikasi rumah dimulai di Eropa Utara dan Amerika Utara pada tahun 1920-an di kota-kota besar dan daerah perkotaan. Baru pada tahun 1930-an daerah pedesaan mulai mengalami elektrifikasi berskala besar.[9]
Metode pembangkitan
Templat:Latest pie chart of world power by source Terdapat beberapa metode dasar untuk mengubah bentuk energi lain menjadi energi listrik. Pembangkitan berskala utilitas dilakukan dengan memutar generator listrik atau menggunakan sistem fotovoltaik. Sebagian kecil tenaga listrik yang didistribusikan oleh perusahaan utilitas disediakan oleh baterai. Bentuk pembangkitan listrik lain yang digunakan dalam aplikasi khusus meliputi efek tribolistrik, efek piezoelektrik, efek termoelektrik, dan betavoltaik.
Generator
Generator listrik mengubah energi kinetik menjadi listrik. Ini merupakan bentuk pembangkitan listrik yang paling banyak digunakan berdasarkan hukum Faraday. Hal tersebut dapat diamati secara eksperimental dengan memutar magnet di dalam lilitan tertutup dari bahan penghantar, misalnya kawat tembaga. Hampir seluruh pembangkitan listrik komersial menggunakan induksi elektromagnetik, ketika energi mekanis memaksa generator untuk berputar.
Elektrokimia
Elektrokimia adalah transformasi langsung energi kimia menjadi listrik, seperti pada baterai. Pembangkitan listrik secara elektrokimia penting dalam aplikasi portabel dan bergerak. Saat ini, sebagian besar tenaga elektrokimia berasal dari baterai.[10] Sel primer, seperti baterai seng–karbon yang umum, bertindak langsung sebagai sumber daya, tetapi sel sekunder (yaitu baterai isi ulang) digunakan untuk sistem penyimpanan dan bukan sistem pembangkitan utama. Sistem elektrokimia terbuka yang dikenal sebagai sel bahan bakar dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga dari bahan bakar alami maupun bahan bakar sintetis. Tenaga osmotik merupakan kemungkinan di tempat air asin dan air tawar bertemu.
Efek fotovoltaik
Efek fotovoltaik adalah transformasi cahaya menjadi energi listrik, seperti pada sel surya. Panel fotovoltaik mengubah sinar matahari secara langsung menjadi listrik DC. Inverter daya kemudian dapat mengubahnya menjadi listrik AC jika diperlukan. Industri fotovoltaik mengalami pertumbuhan yang sangat pesat sejak tahun 1990-an.
Ekonomi
Pemilihan metode produksi listrik dan kelayakan ekonominya berbeda-beda sesuai dengan permintaan dan wilayah. Kondisi ekonomi sangat bervariasi di seluruh dunia sehingga menghasilkan harga jual listrik rumah tangga yang beragam. Pembangkit listrik tenaga air, pembangkit listrik tenaga nuklir, pembangkit listrik tenaga termal, dan sumber energi terbarukan memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing, dan pemilihannya didasarkan pada kebutuhan tenaga setempat serta fluktuasi permintaan.
Semua jaringan listrik memiliki beban yang bervariasi. Beban minimum harian[11] disebut beban dasar, yang sering dipasok oleh pembangkit yang beroperasi terus-menerus. Pembangkit nuklir, batu bara, minyak, gas, dan beberapa pembangkit hidro dapat memasok beban dasar. Jika biaya konstruksi pembangkit gas alam berada di bawah US$10 per MWh, menghasilkan listrik dari gas alam lebih murah daripada menghasilkan listrik dengan membakar batu bara.[12]
Pembangkit listrik tenaga nuklir dapat menghasilkan energi dalam jumlah sangat besar dari satu unit. Namun, bencana nuklir menimbulkan kekhawatiran mengenai keselamatan nuklir, dan biaya modal pembangkit nuklir sangat tinggi.
Pembangkit listrik tenaga air terletak di wilayah yang memiliki potensi energi dari air yang jatuh untuk dimanfaatkan dalam menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik. Pembangkit tersebut mungkin tidak layak secara ekonomi sebagai satu-satunya sumber produksi apabila kemampuan menyimpan aliran air terbatas dan beban terlalu banyak berubah selama siklus produksi tahunan.
Peralatan pembangkitan
Generator listrik telah dikenal dalam bentuk sederhana sejak ditemukannya induksi elektromagnetik pada tahun 1830-an. Secara umum, suatu bentuk penggerak mula seperti mesin atau turbin yang dijelaskan di atas menggerakkan medan magnet yang berputar melewati kumparan kawat yang diam, sehingga mengubah energi mekanis menjadi listrik.[13] Satu-satunya bentuk produksi listrik berskala komersial yang tidak menggunakan generator adalah tenaga surya fotovoltaik dan sel bahan bakar.
Turbin
Hampir seluruh tenaga listrik komersial di Bumi dihasilkan dengan turbin yang digerakkan oleh angin, air, uap, atau gas hasil pembakaran. Turbin menggerakkan generator, sehingga mengubah energi mekanisnya menjadi energi listrik melalui induksi elektromagnetik. Terdapat berbagai metode untuk menghasilkan energi mekanis, termasuk mesin kalor, hidro, angin, dan tenaga pasang surut. Sebagian besar pembangkitan listrik digerakkan oleh mesin kalor.
Pembakaran bahan bakar fosil memasok sebagian besar energi untuk mesin-mesin tersebut, dengan bagian yang signifikan berasal dari fisi nuklir dan sebagian lainnya dari sumber energi terbarukan. Turbin uap modern, yang ditemukan oleh Sir Charles Parsons pada tahun 1884, saat ini menghasilkan sekitar 55% tenaga listrik dunia dengan menggunakan berbagai sumber panas. Jenis turbin meliputi:
- Uap
- Air dididihkan oleh batu bara yang dibakar di pembangkit listrik tenaga termal. Sekitar 41% dari seluruh listrik dihasilkan dengan cara ini.[14]
- Panas dari fisi nuklir yang dihasilkan di reaktor nuklir menciptakan uap. Kurang dari 15% listrik dihasilkan dengan cara ini.
- Energi terbarukan. Uap dihasilkan oleh biomassa, energi panas surya, atau energi panas bumi.
- Gas alam: turbin digerakkan langsung oleh gas yang dihasilkan dari pembakaran. Siklus gabungan digerakkan oleh uap dan gas alam. Sistem tersebut menghasilkan tenaga dengan membakar gas alam dalam turbin gas dan menggunakan panas sisa untuk menghasilkan uap. Setidaknya 20% listrik dunia dihasilkan oleh gas alam.
- Energi air ditangkap oleh turbin air dari pergerakan air—dari air yang jatuh, naik-turunnya pasang surut, atau arus termal laut (lihat konversi energi termal laut). Saat ini, pembangkit listrik tenaga air menyediakan sekitar 16% listrik dunia.
- Kincir angin merupakan bentuk awal dari turbin angin. Pada tahun 2018, sekitar 5% listrik dunia dihasilkan dari tenaga angin.
Turbin juga dapat menggunakan cairan perpindahan panas selain uap. Siklus berbasis karbon dioksida superkritis dapat memberikan efisiensi konversi yang lebih tinggi karena pertukaran panas yang lebih cepat, kepadatan energi yang lebih tinggi, dan infrastruktur siklus tenaga yang lebih sederhana. Campuran karbon dioksida superkritis yang saat ini sedang dikembangkan dapat lebih meningkatkan efisiensi dengan mengoptimalkan titik tekanan dan suhu kritisnya.
Meskipun turbin paling umum digunakan dalam pembangkitan listrik komersial, generator yang lebih kecil dapat digerakkan oleh bensin atau mesin diesel. Generator tersebut dapat digunakan untuk pembangkitan cadangan atau sebagai sumber tenaga utama di desa-desa terpencil.
Produksi dunia
Total pembangkitan listrik dunia pada tahun 2024 adalah 30.850 TWh, termasuk batu bara (34%), gas (22%), hidro (14%), nuklir (9%), angin (8%), surya (7%), minyak dan bahan bakar fosil lainnya (3%), serta biomassa (2%).[15]
Produksi berdasarkan negara
Permasalahan lingkungan
Perbedaan antarnegara dalam menghasilkan tenaga listrik memengaruhi permasalahan lingkungan. Di Prancis, hanya 10% listrik yang dihasilkan dari bahan bakar fosil, sedangkan di Amerika Serikat angkanya lebih dari 70% dan di Tiongkok 80%.[16] Tingkat kebersihan listrik bergantung pada sumbernya. Kebocoran metana (dari gas alam yang digunakan untuk bahan bakar pembangkit listrik berbahan bakar gas)[17] dan emisi karbon dioksida dari pembangkitan listrik berbasis bahan bakar fosil menyumbang bagian yang signifikan dari emisi gas rumah kaca dunia.[18] Di Amerika Serikat, pembakaran bahan bakar fosil untuk pembangkitan listrik bertanggung jawab atas 65% dari seluruh emisi sulfur dioksida, komponen utama hujan asam.[19] Pembangkitan listrik merupakan sumber gabungan terbesar keempat NOx, karbon monoksida, dan materi partikulat di Amerika Serikat.[20]
Menurut Badan Energi Internasional (IEA), pembangkitan listrik rendah karbon perlu mencakup 85% keluaran listrik global pada tahun 2040 untuk menghindari dampak terburuk perubahan iklim.[21] Seperti organisasi lain termasuk Energy Impact Center (EIC)[22] dan Komisi Ekonomi Perserikatan Bangsa-Bangsa untuk Eropa (UNECE),[23] IEA menyerukan perluasan energi nuklir dan energi terbarukan untuk mencapai tujuan tersebut.[24] Sebagian pihak, seperti pendiri EIC Bret Kugelmass, berpendapat bahwa tenaga nuklir merupakan metode utama untuk mendekarbonisasi pembangkitan listrik karena juga dapat menggerakkan penangkapan udara langsung yang menghilangkan emisi karbon yang telah ada dari atmosfer.[25] Pembangkit listrik tenaga nuklir juga dapat menciptakan proyek pemanasan distrik dan desalinasi, sehingga membatasi emisi karbon dan kebutuhan untuk memperluas keluaran listrik.[26]
Permasalahan mendasar mengenai pembangkitan terpusat dan metode pembangkitan listrik yang digunakan saat ini adalah dampak negatif yang signifikan terhadap lingkungan dari banyak proses pembangkitan tersebut. Proses seperti batu bara dan gas tidak hanya melepaskan karbon dioksida ketika dibakar, tetapi ekstraksinya dari dalam bumi juga berdampak terhadap lingkungan. Tambang batu bara terbuka menggunakan wilayah lahan yang luas untuk mengekstraksi batu bara dan membatasi kemungkinan penggunaan lahan tersebut secara produktif setelah penggalian. Ekstraksi gas alam melepaskan sejumlah besar metana ke atmosfer ketika gas tersebut diambil dari dalam bumi, sehingga meningkatkan gas rumah kaca global secara signifikan. Meskipun pembangkit listrik tenaga nuklir tidak melepaskan karbon dioksida melalui pembangkitan listrik, terdapat risiko yang berkaitan dengan limbah nuklir dan masalah keselamatan yang terkait dengan penggunaan sumber nuklir.
Per unit listrik yang dihasilkan, emisi gas rumah kaca sepanjang siklus hidup dari pembangkit listrik berbahan bakar batu bara dan gas hampir selalu setidaknya sepuluh kali lipat dibandingkan metode pembangkitan lainnya.[27]
Peristiwa panas ekstrem dapat berdampak negatif terhadap pembangkitan, transmisi, dan distribusi tenaga listrik, yang berpotensi menyebabkan pemadaman listrik (blackout atau brownout). Peningkatan suhu udara sekitar secara signifikan mengurangi efisiensi turbin, boiler, dan generator, yang memengaruhi pembangkit listrik tenaga gas alam, minyak, dan nuklir, tetapi tidak pembangkit batu bara atau biomassa. Peningkatan suhu air membatasi kapasitas pendinginan pembangkit listrik berbahan bakar fosil, panas bumi, biomassa, dan nuklir. Pembangkitan tenaga air dapat menurun akibat meningkatnya penguapan badan air, sedangkan pembangkitan listrik fotovoltaik berkurang pada suhu yang lebih tinggi.[28]
Pembangkitan terpusat dan terdistribusi
Pembangkitan terpusat adalah pembangkitan listrik oleh fasilitas terpusat berskala besar yang dikirim melalui saluran transmisi kepada konsumen. Fasilitas ini biasanya terletak jauh dari konsumen dan menyalurkan listrik melalui saluran transmisi tegangan tinggi ke gardu induk, kemudian listrik didistribusikan kepada konsumen; konsep dasarnya adalah bahwa pembangkit berskala beberapa megawatt atau gigawatt menghasilkan listrik untuk sejumlah besar orang. Sebagian besar listrik yang digunakan dihasilkan melalui pembangkitan terpusat. Sebagian besar pembangkitan listrik terpusat berasal dari pembangkit listrik besar yang menggunakan bahan bakar fosil seperti batu bara atau gas alam, meskipun pembangkit nuklir atau pembangkit listrik tenaga air berskala besar juga umum digunakan.[29]
Pembangkitan terpusat pada dasarnya berlawanan dengan pembangkitan terdistribusi. Pembangkitan terdistribusi adalah pembangkitan listrik berskala kecil untuk kelompok konsumen yang lebih kecil. Ini juga dapat mencakup produksi listrik secara mandiri melalui tenaga surya atau angin. Dalam beberapa tahun terakhir, pembangkitan terdistribusi semakin populer karena kecenderungannya menggunakan metode pembangkitan energi terbarukan, seperti tenaga surya atap.[30]
Teknologi
Sumber energi terpusat merupakan pembangkit listrik besar yang menghasilkan listrik dalam jumlah sangat besar untuk sejumlah besar konsumen. Sebagian besar pembangkit listrik yang digunakan dalam pembangkitan terpusat merupakan pembangkit listrik tenaga termal, yang berarti menggunakan bahan bakar untuk memanaskan uap hingga menghasilkan gas bertekanan yang kemudian memutar turbin dan menghasilkan listrik. Ini merupakan cara tradisional untuk menghasilkan energi. Proses ini bergantung pada beberapa bentuk teknologi untuk menghasilkan listrik secara luas, yaitu pembangkitan termal berbasis batu bara, gas, dan nuklir. Baru-baru ini, tenaga surya dan angin juga telah berkembang menjadi pembangkitan berskala besar.
Surya
Hidroelektrik
Hidroelektrik adalah listrik yang dihasilkan dari tenaga air (energi air). Tenaga air memasok 15% listrik dunia, hampir 4.210 TWh pada tahun 2023, lebih banyak daripada gabungan seluruh sumber energi terbarukan lainnya dan juga lebih banyak daripada tenaga nuklir. Tenaga air dapat menyediakan listrik rendah karbon dalam jumlah besar sesuai permintaan, sehingga menjadi unsur penting untuk menciptakan sistem pasokan listrik yang aman dan bersih. Pembangkit listrik tenaga air yang memiliki bendungan dan waduk merupakan sumber yang fleksibel, karena jumlah listrik yang dihasilkan dapat dinaikkan atau diturunkan dalam hitungan detik atau menit sebagai respons terhadap perubahan permintaan listrik.
Angin
Pembangkit listrik tenaga bayu (PLTB) atau pembangkit listrik tenaga angin adalah jenis pembangkit listrik yang mengubah tenaga angin menjadi energi listrik.[32] Transformasi energi dilakukan dengan memanfaatkan hembusan angin untuk memutar kincir angin yang terhubung dengan turbin angin.[33] Pembangkit listrik tenaga angin menghasilkan listrik dari tenaga angin dengan menggabungkan beberapa turbin angin sekaligus. Bagian yang diputar oleh tenaga angin adalah sudu-sudu turbin.[34] Tegangan listrik atau beda potensial listrik yang dihasilkan oleh generator listriknya sesuai dengan hukum induksi Faraday.[35] Pembangkit listrik tenaga bayu memerlukan kondisi angin tertentu agar dapat menghasilkan energi listrik.[35]
Sejak April 2013, London Array adalah ladang angin lepas pantai terbesar di dunia dengan kapasitas saat ini 630 MW, dan PLTB Gansu adalah ladang angin terbesar di dunia dan berada di daratan, dengan kapasitas saat ini mencapai 5160 MW dan akan mencapai 20000 MW pada tahun 2020.[36]
Batu bara
Pembangkit listrik tenaga batu bara atau Pembangkit listrik tenaga uap batu bara atau PLTU batu bara adalah jenis pembangkit listrik tenaga uap, pembangkit listrik termal serta pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil yang menggunakan batu bara sebagai bahan bakar. Prinsip kerjanya dengan memanfaatkan uap hasil pembakaran batu bara untuk menggerakkan turbin uap dan generator listrik. Kinerja dari pembangkit listrik tenaga uap batu bara ditentukan oleh hubungan antara teknologi konversi energi dengan kuantitas dan kualitas batu bara yang digunakan.
Proses pembangkitan listrik tenaga uap batu bara diawali dengan pemilihan jenis batu bara di penampungannya. Setelah itu, batu bara dimasukkan ke dalam pendidih untuk menghasilkan uap. Uap yang dihasilkan kemudian menggerakkan turbin uap yang kemudian menggerakkan generator listrik. Uap diperoleh pada suhu 570 °C dan tekanan sekitar 200 bar.
Dampak dari penggunaan pembangkitan listrik tenaga uap batu bara adalah pencemaran lingkungan. Pembangkit ini menghasilkan limbah dalam bentuk abu terbang yang menyebarkan polutan yang beracun dan mematikan. Beberapa negara maju telah memanfaatkan abu terbang tersebut sebagai bahan konstruksi untuk pembuatan beton dan semen.
Gas alam
Gas alam dibakar untuk menghasilkan gas bertekanan yang digunakan untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik. Pembangkit listrik tenaga gas alam menggunakan turbin gas, dengan gas alam ditambahkan bersama oksigen yang kemudian terbakar dan mengembang melalui turbin sehingga memaksa generator berputar.
Pembangkit listrik tenaga gas alam lebih efisien daripada pembangkitan listrik berbahan bakar batu bara, tetapi tetap berkontribusi terhadap perubahan iklim, meskipun tidak sebesar pembangkitan berbahan bakar batu bara. Pembangkit tersebut tidak hanya menghasilkan karbon dioksida dari pembakaran gas alam, tetapi ekstraksi gas saat ditambang juga melepaskan sejumlah besar metana ke atmosfer.[37]
Nuklir
Pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan listrik melalui turbin uap, dengan masukan panas berasal dari proses fisi nuklir. Saat ini, tenaga nuklir menghasilkan 11% dari seluruh listrik dunia. Sebagian besar reaktor nuklir menggunakan uranium sebagai sumber bahan bakar. Dalam proses yang disebut fisi nuklir, energi dalam bentuk panas dilepaskan ketika atom-atom nuklir dipecah. Listrik dihasilkan melalui reaktor nuklir, ketika panas yang dihasilkan oleh fisi nuklir digunakan untuk menghasilkan uap yang kemudian memutar turbin dan menggerakkan generator. Meskipun terdapat beberapa jenis reaktor nuklir, pada dasarnya semuanya menggunakan proses ini.[38]
Emisi normal dari pembangkit listrik tenaga nuklir terutama berupa panas buangan dan bahan bakar bekas radioaktif. Dalam kecelakaan reaktor, sejumlah besar radioisotop dapat dilepaskan ke lingkungan sehingga menimbulkan bahaya jangka panjang bagi kehidupan. Bahaya ini terus menjadi perhatian para pemerhati lingkungan. Kecelakaan seperti kecelakaan Three Mile Island, bencana Chernobyl, dan bencana nuklir Fukushima menggambarkan permasalahan tersebut.[39]
Kapasitas pembangkitan listrik berdasarkan negara
Tabel berikut mencantumkan 45 negara beserta total kapasitas listriknya. Data berasal dari tahun 2022.
Menurut Energy Information Administration, total kapasitas listrik global pada tahun 2022 hampir mencapai 8,9 terawatt (TW), lebih dari empat kali total kapasitas listrik global pada tahun 1981. Rata-rata kapasitas listrik global per kapita sekitar 1.120 watt pada tahun 2022, hampir dua setengah kali rata-rata kapasitas listrik global per kapita pada tahun 1981.
Islandia memiliki kapasitas terpasang per kapita tertinggi di dunia, sekitar 8.990 watt. Semua negara maju memiliki rata-rata kapasitas listrik per kapita di atas rata-rata global, dengan Britania Raya memiliki rata-rata kapasitas listrik per kapita terendah di antara negara-negara maju lainnya.
| Negara | Total kapasitas (GW) |
Rata-rata kapasitas per kapita (watt) |
|---|---|---|
| Dunia | 8,890 | 1,120 |
 Tiongkok | 2,510 | 1,740 |
 Amerika Serikat | 1,330 | 3,940 |
 Uni Eropa | 1,080 | 2,420 |
 India | 556 | 397 |
 Jepang | 370 | 2,940 |
 Rusia | 296 | 2,030 |
 Jerman | 267 | 3,220 |
 Brasil | 222 | 1,030 |
 Kanada | 167 | 4,460 |
 Korea Selatan | 160 | 3,130 |
 Prancis | 148 | 2,280 |
 Italia | 133 | 2,230 |
 Spanyol | 119 | 2,580 |
 Britania Raya | 111 | 1,640 |
 Turki | 107 | 1,240 |
 Meksiko | 104 | 792 |
 Australia | 95.8 | 3,680 |
 Arab Saudi | 85.3 | 2,380 |
 Iran | 83.3 | 977 |
 Vietnam | 72.2 | 721 |
 Afrika Selatan | 66.7 | 1,100 |
 Polandia | 64 | 1,690 |
 Thailand | 63 | 901 |
 Ukraina | 62.2 | 1,440 |
 Mesir | 61.1 | 582 |
 Taiwan | 58 | 2,440 |
 Belanda | 53.3 | 3,010 |
 Swedia | 52.1 | 5,100 |
 Argentina | 51.9 | 1,130 |
 Pakistan | 42.7 | 192 |
 Norwegia | 41.7 | 7,530 |
 Uni Emirat Arab | 40.7 | 4,010 |
 Malaysia | 37.9 | 1,110 |
 Chili | 37 | 1,930 |
 Venezuela | 34.1 | 1,210 |
 Kazakhstan | 29.6 | 1,600 |
 Swiss | 27.8 | 2,960 |
 Austria | 26.7 | 2,890 |
 Aljazair | 25.9 | 590 |
 Yunani | 24.4 | 2,400 |
 Israel | 23.7 | 2,520 |
 Finlandia | 22.2 | 3,980 |
 Denmark | 21.3 | 3,710 |
 Irlandia | 13.3 | 2,420 |
 Selandia Baru | 11.6 | 2,320 |
 Islandia | 3.24 | 8,990 |
Lihat juga
- Glosarium pembangkitan listrik
- Kogenerasi: penggunaan mesin kalor atau pembangkit listrik untuk menghasilkan listrik dan panas yang berguna secara bersamaan.
- Biaya listrik berdasarkan sumber
- Generator diesel
- Generator mesin
- Perencanaan perluasan pembangkitan
- Pembangkit listrik tenaga uap
- Pasokan dan konsumsi energi dunia
Catatan
Referensi
- ↑ Chestney, Nina (Mei 14, 2021). "Factbox: Getting out of gas - the sold and scrapped projects". Reuters (dalam bahasa Inggris). Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 27, 2021. Diakses tanggal November 27, 2021.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ "Solar PV – Analysis". IEA (dalam bahasa Inggris (Britania)). Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 27, 2021. Diakses tanggal November 27, 2021.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ "What would a world powered entirely by offshore wind look like?". The Economist. November 4, 2021. ISSN 0013-0613. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 26, 2021. Diakses tanggal November 27, 2021.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ "Electricity – Global Energy Review 2021 – Analysis". IEA (dalam bahasa Inggris (Britania)). April 2021. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 27, 2021. Diakses tanggal November 27, 2021.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Shadbolt, Rory (November 26, 2021). "Accelerated renewables-based electrification for the future". SelectScience. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 27, 2021. Diakses tanggal November 27, 2021.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Lempriere, Molly (Oktober 4, 2023). "World's electricity supply close to 'peak emissions' due to growth of wind and solar". Carbon Brief (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal November 8, 2023.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ "Pearl Street Station - Engineering and Technology History Wiki". ethw.org. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Agustus 26, 2016. Diakses tanggal Agustus 14, 2016.
- ↑ "History of Electrification Sites". edisontechcenter.org. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Mei 25, 2019. Diakses tanggal Juni 8, 2019.
- ↑ "Power Grid History". www.itc-holdings.com. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Juni 8, 2019. Diakses tanggal Juni 8, 2019.
- ↑ World's Largest Utility Battery System Installed in Alaska Diarsipkan 2008-06-27 di Wayback Machine (siaran pers, 2003-09-24), Departemen Energi Amerika Serikat. "13.670 sel baterai nikel-kadmium menghasilkan daya hingga 40 megawatt selama sekitar 7 menit, atau 27 megawatt selama 15 menit."
- ↑ "Baseload power - Energy Education". energyeducation.ca. Diakses tanggal September 17, 2025.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Smith, Karl (Maret 22, 2013). "Will Natural Gas Stay Cheap Enough To Replace Coal And Lower US Carbon Emissions". Forbes. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 2, 2017. Diakses tanggal Juni 20, 2015.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Sedlazeck, K.; Richter, C.; Strack, S.; Lindholm, S.; Pipkin, J.; Fu, F.; Humphries, B.; Montgomery, L. (Mei 1, 2009). "Type testing a 2000 MW turbogenerator". 2009 IEEE International Electric Machines and Drives Conference. hlm. 465–470. doi:10.1109/IEMDC.2009.5075247. ISBN 978-1-4244-4251-5. S2CID 9118902 – via IEEE Xplore.
- ↑ "Coal & electricity". World Coal Association. April 29, 2015. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Agustus 23, 2016. Diakses tanggal Agustus 14, 2016.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - 1 2 "Yearly electricity data". ember-climate.org. Desember 6, 2023. Diakses tanggal Desember 23, 2023.
- ↑ "Statistics and Balances". IEA. Diarsipkan dari asli tanggal Mei 15, 2011. Diakses tanggal Juli 12, 2011.
- ↑ Patrick Pester (Februari 10, 2022). "Massive methane leaks mapped from space". Live Science (dalam bahasa Inggris). Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Juni 29, 2022. Diakses tanggal Juni 29, 2022.
- ↑ Borenstein, Seth (Juni 3, 2007). "Carbon-emissions culprit? Coal". The Seattle Times. Diarsipkan dari asli tanggal April 24, 2011.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ "Sulfur Dioxide". US Environmental Protection Agency. November 16, 2016. Diarsipkan dari asli tanggal Agustus 14, 2015. Diakses tanggal April 23, 2010.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ "AirData". US Environmental Protection Agency. Diarsipkan dari asli tanggal September 24, 2015. Diakses tanggal April 21, 2010.
{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Johnson, Jeff (September 23, 2019). "Can nuclear power help save us from climate change?". Chemical & Engineering News. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 22, 2021. Diakses tanggal November 23, 2021.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Takahashi, Dean (Februari 25, 2020). "Last Energy raises $3 million to fight climate change with nuclear energy". VentureBeat. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Januari 12, 2021. Diakses tanggal November 23, 2021.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ "Global climate objectives fall short without nuclear power in the mix: UNECE". United Nations Economic Commission for Europe. Agustus 11, 2021. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 22, 2021. Diakses tanggal November 23, 2021.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Chestney, Nina (Mei 18, 2021). "End new oil, gas and coal funding to reach net zero, says IEA". Reuters. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 17, 2021. Diakses tanggal November 23, 2021.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Kugelmass, Bret (Januari 22, 2020). "Want to stop climate change? Embrace the nuclear option". USA Today. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal November 28, 2020. Diakses tanggal November 23, 2021.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Patel, Sonal (November 1, 2021). "How an AP1000 Plant Is Changing the Nuclear Power Paradigm Through District Heating, Desalination". Power Magazine. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Juni 3, 2022. Diakses tanggal November 23, 2021.
{{cite news}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link) - ↑ Scarlat, Nicolae; Prussi, Matteo; Padella, Monica (Januari 1, 2022). "Quantification of the carbon intensity of electricity produced and used in Europe". Applied Energy (dalam bahasa Inggris). 305 117901. Bibcode:2022ApEn..30517901S. doi:10.1016/j.apenergy.2021.117901. ISSN 0306-2619. S2CID 244177261.
- ↑ Aivalioti, Sofia (Januari 2015). Electricity Sector Adaptation to Heat Waves (Laporan). Columbia Law School; Sabin Center for Climate Change Law White Paper. hlm. 3–6. SSRN 2563037. Columbia Public Law Research Paper No. 14-439.
- ↑ "Centralized Generation of Electricity and its Impacts on the Environment". US EPA (dalam bahasa Inggris). Agustus 4, 2015. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Mei 19, 2019. Diakses tanggal Mei 21, 2019.
- ↑ Joshi, Siddharth; Mittal, Shivika; Holloway, Paul; Shukla, Priyadarshi Ramprasad; Ó Gallachóir, Brian; Glynn, James (Oktober 5, 2021). "High resolution global spatiotemporal assessment of rooftop solar photovoltaics potential for renewable electricity generation". Nature Communications (dalam bahasa Inggris). 12 (1): 5738. Bibcode:2021NatCo..12.5738J. doi:10.1038/s41467-021-25720-2. ISSN 2041-1723. PMC 8492708. PMID 34611151.
- ↑ Buller, Erin. 11 July 2008.Capturing the Wind Diarsipkan 2008-07-31 di Wayback Machine
- ↑ Akmal dan Ahmad 2020, hlm. 15. sfn error: tanpa target: CITEREFAkmal_dan_Ahmad2020 (bantuan)
- ↑ Akmal dan Ahmad 2020, hlm. 16. sfn error: tanpa target: CITEREFAkmal_dan_Ahmad2020 (bantuan)
- ↑ Hamdi 2016, hlm. 141. sfn error: tanpa target: CITEREFHamdi2016 (bantuan)
- 1 2 Hamdi 2016, hlm. 142. sfn error: tanpa target: CITEREFHamdi2016 (bantuan)
- ↑ China Starts Building First 10-GW Mega Wind Farm. Reuters
- ↑ "Natural gas power plant". Energy Education (dalam bahasa Inggris). Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Juni 8, 2019. Diakses tanggal Juni 8, 2019.
- ↑ "Nuclear power". Energy Education (dalam bahasa Inggris). Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Juni 8, 2019. Diakses tanggal Juni 8, 2019.
- ↑ "Nuclear Power and the Environment – Energy Explained". Energy Information Administration. Diarsipkan dari versi aslinya tanggal Mei 27, 2019. Diakses tanggal Juni 8, 2019.
| Internasional | |
|---|---|
| Nasional | |
| Lain-lain | |
