Bahan bakar
Bahan bakar adalah bahan apa pun yang dapat dibuat untuk bereaksi dengan zat lain sehingga melepaskan energi sebagai energi panas atau digunakan untuk bekerja. Konsep ini pada awalnya hanya diterapkan pada bahan-bahan yang mampu melepaskan energi kimia, tetapi sejak itu juga telah diterapkan pada sumber energi panas lainnya, seperti energi nuklir (melalui fisi nuklir dan fusi nuklir).
Energi panas yang dilepaskan oleh reaksi bahan bakar dapat dikonversi menjadi energi mekanik melalui mesin panas. Di lain waktu, panas itu sendiri dihargai untuk kehangatan, memasak, atau proses industri, serta penerangan yang menyertai pembakaran. Bahan bakar juga digunakan dalam sel-sel organisme dalam proses yang dikenal sebagai respirasi seluler, di mana molekul organik dioksidasi untuk melepaskan energi yang dapat digunakan. Hidrokarbon dan molekul organik terkait sejauh ini merupakan sumber bahan bakar yang paling umum digunakan oleh manusia, tetapi zat-zat lain, termasuk logam radioaktif, juga digunakan.
Bahan bakar dikontraskan dengan zat atau perangkat lain yang menyimpan energi potensial, seperti yang secara langsung melepaskan energi listrik (seperti baterai dan kapasitor) atau energi mekanik (seperti roda gila, pegas, udara bertekanan, atau air dalam reservoir).
Sejarah
Kayu sebagai bahan bakar untuk pembakaran
Penggunaan bahan bakar yang pertama kali diketahui adalah pembakaran kayu bakar oleh Homo erectus hampir dua juta tahun yang lalu. Sepanjang sebagian besar sejarah manusia, hanya bahan bakar yang berasal dari tumbuhan atau lemak hewan yang digunakan oleh manusia. Arang, turunan dari kayu, telah digunakan setidaknya sejak 6.000 SM untuk melebur logam. Penggunaan arang baru digantikan oleh kokas, yang berasal dari batu bara, ketika hutan Eropa mulai menipis sekitar abad ke-18. Briket arang sekarang biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak barbekyu.
Minyak mentah disuling oleh ahli kimia Persia, dengan deskripsi yang jelas diberikan dalam buku-buku Arab seperti yang ditulis oleh Muhammad bin Zakaria Rāzi. Dia menggambarkan proses penyulingan minyak mentah/minyak bumi menjadi minyak tanah, serta senyawa hidrokarbon lainnya, dalam Kitab al-Asrar (Buku Rahasia). Minyak tanah juga diproduksi pada periode yang sama dari serpih minyak dan aspal dengan memanaskan batuan untuk mengekstrak minyak, yang kemudian disuling. Rāzi juga memberikan deskripsi pertama tentang lampu minyak tanah yang menggunakan minyak mineral mentah, dengan menyebutnya sebagai "naffatah."
Jalan-jalan di Baghdad diaspal dengan tar, yang berasal dari minyak bumi yang dapat diakses dari ladang-ladang minyak di wilayah tersebut. Pada abad ke-9, ladang minyak dieksploitasi di daerah sekitar Baku modern, Azerbaijan. Ladang-ladang minyak ini digambarkan oleh ahli geografi Arab Abu al-Hasan 'Alī al-Mas'ūdī pada abad ke-10, dan oleh Marco Polo pada abad ke-13, yang menggambarkan hasil dari sumur-sumur tersebut sebanyak ratusan muatan kapal.
Dengan berkembangnya mesin uap di Inggris pada tahun 1769, batu bara menjadi lebih umum digunakan, yang pembakarannya melepaskan energi kimia yang dapat digunakan untuk mengubah air menjadi uap. Batu bara kemudian digunakan untuk menggerakkan kapal dan lokomotif. Pada abad ke-19, gas yang diekstrak dari batu bara digunakan untuk penerangan jalan di London. Pada abad ke-20 dan ke-21, penggunaan utama batu bara adalah untuk menghasilkan listrik, yang menyediakan 40% pasokan daya listrik dunia pada tahun 2005.
Bahan bakar fosil diadopsi dengan cepat selama Revolusi Industri, karena lebih terkonsentrasi dan fleksibel daripada sumber energi tradisional, seperti tenaga air. Bahan bakar fosil telah menjadi bagian penting dari masyarakat kontemporer kita, dengan sebagian besar negara di dunia membakar bahan bakar fosil untuk menghasilkan listrik, tetapi tidak lagi disukai karena pemanasan global dan efek terkait yang disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil.
Saat ini trennya mengarah ke bahan bakar terbarukan, seperti bahan bakar nabati seperti alkohol.
Bahan kimia
Bahan bakar kimia adalah zat yang melepaskan energi dengan bereaksi dengan zat-zat di sekitarnya, terutama melalui proses pembakaran.
Bahan bakar kimia dibagi menjadi dua. Pertama, berdasarkan sifat fisiknya, sebagai zat padat, cair atau gas. Kedua, berdasarkan kemunculannya: primer (bahan bakar alami) dan sekunder (bahan bakar buatan). Dengan demikian, klasifikasi umum bahan bakar kimia adalah:
Bahan bakar padat
Bahan bakar padat mengacu pada berbagai jenis bahan padat yang digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi dan memberikan pemanasan, biasanya dilepaskan melalui pembakaran. Bahan bakar padat meliputi kayu, arang, gambut, batu bara, tablet bahan bakar heksamin, dan pelet yang terbuat dari kayu (lihat pelet kayu), jagung, gandum, gandum hitam, dan biji-bijian lainnya. Teknologi roket bahan bakar padat juga menggunakan bahan bakar padat (lihat propelan padat). Bahan bakar padat telah digunakan manusia selama bertahun-tahun untuk menciptakan api. Batu bara adalah sumber bahan bakar yang memungkinkan terjadinya revolusi industri, mulai dari tungku pembakaran, hingga menjalankan mesin uap.
Kayu juga banyak digunakan untuk menjalankan lokomotif uap. Baik gambut maupun batu bara masih digunakan dalam pembangkit listrik hingga saat ini. Penggunaan beberapa bahan bakar padat (misalnya batu bara) dibatasi atau dilarang di beberapa daerah perkotaan, karena tingkat emisi beracun yang tidak aman. Penggunaan bahan bakar padat lainnya seperti kayu semakin berkurang seiring dengan meningkatnya teknologi pemanas dan ketersediaan bahan bakar berkualitas baik. Di beberapa daerah, batu bara tanpa asap sering menjadi satu-satunya bahan bakar padat yang digunakan. Di Irlandia, briket gambut digunakan sebagai bahan bakar tanpa asap. Briket ini juga digunakan untuk menyalakan api batu bara.
Bahan bakar cair
Bahan bakar cair adalah molekul yang mudah terbakar atau menghasilkan energi yang dapat dimanfaatkan untuk menciptakan energi mekanik, biasanya menghasilkan energi kinetik. Bahan bakar ini juga harus berbentuk seperti wadahnya; asap bahan bakar cair mudah terbakar, bukan cairannya.
Sebagian besar bahan bakar cair yang digunakan secara luas berasal dari sisa-sisa fosil tanaman dan hewan yang mati karena terpapar panas dan tekanan di dalam kerak bumi. Namun, ada beberapa jenis, seperti bahan bakar hidrogen (untuk penggunaan otomotif), etanol, bahan bakar jet, dan biodiesel, yang semuanya dikategorikan sebagai bahan bakar cair. Bahan bakar emulsi minyak dalam air, seperti orimulsi, telah dikembangkan sebagai cara untuk membuat fraksi minyak berat dapat digunakan sebagai bahan bakar cair. Banyak bahan bakar cair memainkan peran utama dalam transportasi dan ekonomi.
Beberapa sifat umum dari bahan bakar cair adalah mudah diangkut dan dapat ditangani dengan mudah. Bahan bakar ini juga relatif mudah digunakan untuk semua aplikasi teknik dan penggunaan di rumah. Bahan bakar seperti minyak tanah dijatah di beberapa negara, misalnya di toko-toko yang disubsidi pemerintah di India untuk penggunaan di rumah.
Diesel konvensional mirip dengan bensin karena merupakan campuran hidrokarbon alifatik yang diekstrak dari minyak bumi. Minyak tanah digunakan pada lampu minyak tanah dan sebagai bahan bakar untuk memasak, memanaskan, dan mesin-mesin kecil. Gas alam, yang sebagian besar terdiri dari metana, hanya dapat berwujud cairan pada suhu yang sangat rendah (tanpa memperhatikan tekanan), yang membatasi penggunaan langsung sebagai bahan bakar cair di sebagian besar aplikasi. Gas LP adalah campuran propana dan butana, yang keduanya merupakan gas yang mudah dimampatkan dalam kondisi atmosfer standar. Gas ini menawarkan banyak keuntungan dari gas alam terkompresi (CNG) tetapi lebih padat daripada udara, tidak terbakar dengan bersih, dan jauh lebih mudah dikompresi. Umumnya digunakan untuk memasak dan pemanas ruangan, gas LP dan propana terkompresi mengalami peningkatan penggunaan pada kendaraan bermotor. Propana adalah bahan bakar motor ketiga yang paling umum digunakan secara global.
Bahan bakar gas
Bahan bakar gas adalah salah satu dari sejumlah bahan bakar yang berbentuk gas dalam kondisi biasa. Banyak bahan bakar gas terdiri dari hidrokarbon (seperti metana atau propana), hidrogen, karbon monoksida, atau campurannya. Gas-gas tersebut merupakan sumber energi panas potensial atau energi cahaya yang dapat dengan mudah disalurkan dan didistribusikan melalui pipa dari titik asal langsung ke tempat konsumsi. Bahan bakar gas berbeda dengan bahan bakar cair dan bahan bakar padat, meskipun beberapa bahan bakar gas dicairkan untuk disimpan atau diangkut. Meskipun sifat gasnya dapat menguntungkan, menghindari kesulitan mengangkut bahan bakar padat dan bahaya tumpahan yang melekat pada bahan bakar cair, namun hal ini juga bisa berbahaya. Bahan bakar gas bisa saja tidak terdeteksi dan terkumpul di area tertentu, yang menyebabkan risiko ledakan gas. Untuk alasan ini, pengharum ditambahkan ke sebagian besar gas bahan bakar sehingga dapat dideteksi dengan bau yang berbeda. Jenis bahan bakar gas yang paling umum digunakan saat ini adalah gas alam.
Bahan bakar nabati
Bahan bakar hayati dapat didefinisikan secara luas sebagai bahan bakar padat, cair, atau gas yang terdiri dari, atau berasal dari biomassa. Biomassa juga dapat digunakan secara langsung untuk pemanasan atau listrik yang dikenal sebagai bahan bakar biomassa. Bahan bakar hayati dapat diproduksi dari sumber karbon apa pun yang dapat diisi ulang dengan cepat, misalnya tanaman. Banyak tanaman dan bahan turunan tanaman yang digunakan untuk pembuatan biofuel.
Mungkin bahan bakar yang paling awal digunakan oleh manusia adalah kayu. Bukti menunjukkan bahwa api yang terkendali telah digunakan hingga 1,5 juta tahun yang lalu di Swartkran, Afrika Selatan. Tidak diketahui spesies hominid mana yang pertama kali menggunakan api, karena baik Australopithecus maupun spesies awal Homo ada di lokasi tersebut. Sebagai bahan bakar, kayu tetap digunakan hingga hari ini, meskipun telah digantikan oleh sumber-sumber lain untuk berbagai tujuan. Kayu memiliki kepadatan energi sebesar 10-20 MJ/kg.
Baru-baru ini bahan bakar nabati telah dikembangkan untuk digunakan dalam transportasi otomotif (misalnya bioetanol dan biodiesel), tetapi ada perdebatan publik yang meluas tentang seberapa netral bahan bakar ini terhadap karbon.
Bahan bakar fosil
Bahan bakar fosil adalah hidrokarbon, terutama batu bara dan minyak bumi (minyak bumi cair atau gas alam), yang terbentuk dari sisa-sisa fosil tanaman dan hewan purba dengan paparan panas dan tekanan tinggi tanpa adanya oksigen di kerak bumi selama ratusan juta tahun. Umumnya, istilah bahan bakar fosil juga mencakup sumber daya alam yang mengandung hidrokarbon yang tidak sepenuhnya berasal dari sumber hayati, seperti pasir ter. Sumber-sumber yang terakhir ini lebih dikenal sebagai bahan bakar mineral.
Bahan bakar fosil mengandung persentase karbon yang tinggi dan termasuk batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Bahan bakar fosil berkisar dari bahan yang mudah menguap dengan rasio karbon:hidrogen yang rendah seperti metana, minyak bumi cair, hingga bahan yang tidak mudah menguap yang terdiri dari karbon yang hampir murni, seperti batu bara antrasit. Metana dapat ditemukan di ladang hidrokarbon, sendiri, berasosiasi dengan minyak, atau dalam bentuk klat metana. Bahan bakar fosil terbentuk dari sisa-sisa fosil tanaman yang telah mati akibat paparan panas dan tekanan di kerak bumi selama jutaan tahun.Teori biogenik ini pertama kali diperkenalkan oleh cendekiawan Jerman Georg Agricola pada tahun 1556 dan kemudian oleh Mikhail Lomonosov pada abad ke-18.
Diperkirakan oleh Energy Information Administration bahwa pada tahun 2007 sumber energi primer terdiri dari minyak bumi 36,0%, batu bara 27,4%, gas alam 23,0%, dengan pangsa 86,4% untuk bahan bakar fosil dalam konsumsi energi primer di dunia. Sumber-sumber non-fosil pada tahun 2006 termasuk hidroelektrik 6,3%, nuklir 8,5%, dan lainnya (panas bumi, matahari, pasang surut, angin, kayu, sampah) sebesar 0,9%. Konsumsi energi dunia tumbuh sekitar 2,3% per tahun.
Bahan bakar fosil adalah sumber daya yang tidak dapat diperbarui karena membutuhkan waktu jutaan tahun untuk terbentuk, dan cadangannya akan habis lebih cepat daripada pembuatan yang baru. Jadi kita harus menghemat bahan bakar ini dan menggunakannya dengan bijaksana. Produksi dan penggunaan bahan bakar fosil menimbulkan masalah lingkungan. Oleh karena itu, gerakan global menuju pembangkitan energi terbarukan sedang berlangsung untuk membantu memenuhi kebutuhan energi yang meningkat.
Pembakaran bahan bakar fosil menghasilkan sekitar 21,3 miliar ton (21,3 gigaton) karbon dioksida (CO2) per tahun, tetapi diperkirakan proses alami hanya dapat menyerap sekitar setengah dari jumlah tersebut, sehingga terdapat peningkatan bersih sebesar 10,65 miliar ton karbon dioksida di atmosfer per tahun (satu ton karbon di atmosfer setara dengan 44⁄12 (ini merupakan rasio dari berat molekul/atom) atau 3,7 ton CO2. Karbon dioksida adalah salah satu gas rumah kaca yang meningkatkan daya paksa radiatif dan berkontribusi pada pemanasan global, menyebabkan suhu permukaan rata-rata bumi meningkat, yang menurut sebagian besar ilmuwan iklim akan menyebabkan efek buruk yang besar. Bahan bakar adalah sumber energi.
Disadur dari: en.wikipedia.org