ENERGI PLANETER

ENERGI PLANETER
(Energi Nuklir, Magma dan Surya)


Proses Nuklir Fusi dan Fisi
• Definisi reaksi fusi adalah reaksi penggabungan beberapa inti ringan, disertai
pengeluaran energy yang sangat besar. Proses ini merupakan kebalikan dari fisi, tetapi
hasil terakhir sama yaitu energy yang dahsyat.
• Perbedaan fisi dan fusi adalah pada prosesnya. Pada fisi, atom berat terbelah menjadi
dua, sebaliknya pada fusi, atom ringan bergabung menjadi satu.
• Reaksi nuklir fisi, terjadi akibat suatu neutron bebas menubruk inti atom uranium U-235
yang stabil, neutron tsb diserab oleh inti atom U-235 sehingga menjadi isotop U-236
yang tdk stabil.
• Inti atom isotop U-236 tsb akhirnya terbelah menjadi beberapa atom lain yg lebih kecil
serta melepaskan dua neutron berkecepatan tinggi. Proses pembelahan tersebut
menghasilkan/ melepaskan sejumlah besar energi.
• Dua neutron yg dilepaskan pada proses pembelahan tsb dapat menyebabkan terjadinya
proses fisi berikutnya, sehingga terjadilah proses berantai. Apabila proses berantai tdk
dikendalikan terjadilah ledakan.
• Energi kinetik noutron cepat yang dihasilkan dari proses pembelahan inti U-235 perlu
diperlambat oleh molekul yg berat seperti H2O sehingga energi kinetiknya berubah
menjadi panas. H2o selain berfungsi sebagai pendingin reaktor juga sebagai Moderator
untuk memperlambat kecepatan neutron bebas berkecepatan tinggi agar proses fisi
berikutnya dapat terjadi.
• Jumlah neutron yang dapat menghasilkan proses fisi berikutnya harus dikendalikan
dengan batang kendali yang dapat menyerap/ menangkap neutron yg berkecepatan
tinggi tsb, dengan mengatur keluar masuknya batang kendali dari reaktor nuklir.
P

Proses Nuklir Fisi

Proses nuklir fusi terjadi secara alamiah di matahari. Jadi sebenarnya
matahari merupakan reaktor nuklir raksasa.
• Proses nuklir fusi terjadi apabila dua inti atom ringan bereaksi dan bertum
ukan dengan bantuan cahaya/ panas membentuk inti atom yang lebih
berat dengan melepaskan sejumlah energi yang besar.
• Sebagai contoh disini dua atom Deuterium bertumbukan membentuk
atom helium-3 sera melepaskan neutron dan sejumlah energi.
• Atom deuterium merupukan turunan dari atom Hidrogen yang
melepaskan salah satu elektronnya.
• Jadi Reaksi nuklir fusi dapat dihasilkan dengan tumbukan dua inti atom
hidrogen yang tersedia berlimlah dialam. Namun untuk menghasilkan
tumbukan dua inti atom hidrogen sangat sulit karena adanya gaya ikatam
antar atom hirogen yang sangat kuat. Salah satu caranya adalah dengan
dipanasi inti atom terlepas dari elektronnya.

Meskipun nuklir fusi relatif lebih aman dibandingkan dengan nuklir
fisi, namun hingga saat ini masih dalam tarah di Laboratorium,
belum ada PLTN komersial yang berdasarkan proses nuklir fisi.
• Karena dalam merealisaikan proses nuklir fusi pada intinya kita
mencoba mebuat reaksi nuklir yang terjadi pada inti matahari yang
tentunya melibatkan temperatur yang sangat tinggi dan tekanan
yang sangat besar.


Bahan bakar nuklir & siklusnya
• Uranium-235 adalah satu-satunya material yang tersedia cukup banyak di
alam dan sekaligus dapat dilakukan proses fisi.
• Bahan bakar fisi lainnya adalah Uranium-233 yang dihasilkan dari Thorium-232 dan Plutonium-239 yang dihasilkan dari Uranium-238 melalui proses
penyerapan neutron.
• Komposisi dari biji Uranium adalah 99,3% U-238 dan hanya 0,7% U-235.
• Oleh karena komposisinya U-235 sangat kecil dalam biji Uranium, maka
tidak bisa langsung menggunakan biji Uranium sebagai bahan bakar reaktor
nuklir yang berpendingin air

• Biji uranium tersebut perlu diperkaya (enrichment) komposisinya hingga
komposisinya U-235 mencapai antara 2% -5% .
• Bahan bakar uranium yang mengandung U-235 antara 2% -5% mampu
melakukan reaksi fisi dengan moderator dan pendingin air.
• Bahan bakar ini difabrikasi dalam bentuk pelet (UOX).
• Bahan bakar yg telah digunakan dalam reaktor akan menghasilkan limbah
radioaktif nuklir, yang bisa langsung simpan atau diproses ulang menjadi
bahan baakar (MOX)



Proses Kerja PLTN

Perbedan pokok dan PLTN dengan PLTU adalah sumber energi
panasnya. PLTN mendapatkan sumber energi panas dari energi yang
dilepaskan dalam reaksi nuklir fisi, sedangkan PLTU dari hasil
pembakaran bahan bakar fosil (batubara, minyak, gas)
• Proses pemanfaatan panas dari hasil reaksi nuklir fisi adalah sbb :
– Bahan bakar nuklir mengalami reaksi fisi sehingga melepaskan energi
dalam bentuk panas dalam jumlah besar
– Panas hasil reaksi nuklir fisi tersebuat dimanfaatkan untuk menguapkan air
pendingin, bisa pendingin dalam proses primer maupun sekunder
tergantung jenis reaktor nuklirnya
– Uap air yang dihasilkan digunakan untuk memutar turbin uap yang
selanjutnya akan menggerakkan generator untuk mengahasilkan listrik
• oleh karena energi panas yang dilepaskan dalam reaksi nuklir fisi
tersbut cukup besar, maka pada umumnya ukuran PLTN adalah
dalam ribuan MW

Jenis-jenis teknologi PLTN

Komponen utama dari PLTN adalah reaktor daya. Pada awalnya reaktor
nuklir yang dikembangkan oleh berbagai negara tidak ada yang sama.
• Perbedan tersebut tergantung pada penggunakan bahan bakar,
moderator, jenis pendingin dan lainnya.
• Amerika dan Rusia negara yg mula-mula mampu melakukan pengayaan
bahan bakar nuranium, sehingga reaktornya menggunakan uranium
diperkaya. Sedangkan Inggris, Perancis dan Canada reaktornya
menggunakan uranium alam.
• Sebagian besar reaktor daya di dunia ini merupakan reaktor daya jenis
Reaktor Air Ringan atau LWR (Light Water Reactor). Disebut LWR karena
moderatornya menggunakan H2O kemurnian tinggi yang sekaligus
berfungsi sebagai pendingin reaktor.
• Jenis reaktor ini ada dua yaitu Reaktor Air Tekan atau PWR (Presurise
Water Reactor) dan Reaktor Air Didih atau BWR (Boiling Water Reactor).
• Disamping itu ada jenis reaktor yang lain yaitu : Reaktor Air Berat atau
HWR (Heavy Water Reactor), Reaktor Magnox, Reaktor Temperatur Tinggi


Jenis-jenis teknologi PLTN

Proses kerja dan karakteristik BWR :
– Uap air dihasilkan langsung dalam bejana reaktor daya.
– Panas hasil reaksi fisi digunakan langsung untuk menguapkan air
pendingin dan uap air yang terbentuk langsung dipakai memutar
turbin
– Air dalam bejana reaktor berada pada temperatur sekitar 285 oC
dengan tekanan jenuh 70 Atmosfir.
– Tidak memiliki perangkat pembangkit uap sendiri
– Pada bejana reaktor bagian atas terdapat perangkat pemisah dan
pengering uap, air yg tidak diuapkan terkumbul dalam bejana bagian
bawah dan disirkulasikan kembali bersama uap air keluaran turbin yng
sdh didinginkan dalam kondenser.
– Karena tekanan uapnya cukup tinggi, digunakan turbin bertekanan
tinggi dan rendah, sehingga dpt diperoleh efisiensi sekitar 34 %

Proses kerja dan karakteristik PWR :
– Menggunakan dua macam pendingin yaitu pendingin primer dan
pendingin sekunder. Panas yang dihasilkan dari reaksi fisi dsigunakan
untuk memanaskan air pendingin primer, didalam reaktor terdapat
alat pengontrol tekanan (Presuriser) berupa sebuah tangki dengan
pemanas dan penyemprot air untuk mempertahankan tekanan sistem
pendingin primer.
– Tekanan pada sistem pendingin primer dipertahankan pada 150 Atm
dengan suhu 300 oC.
– Air dari sistem pendingin primer tsb dialirkan pada pembangkit uap
atau penukar panas, sehingga terjadi pertukaran panas antara sistem
pendingin primer dengan sistem pendingin sekunder.
– Uap yang terbentuk pada sistem pendingin sekunder digunakan untuk
memutar turbin.
– Dari Aspek efisiensi PWR lebih rendah dari BWR, namun dari aspek
keselamatan lebih baik, karena sistem primer merupakan sistem
tertutup, sehingga bila terjadi kebocoran tdk sampai keluar.

Proses kerja dan karakteristik HWR (Heavy Water Reaktor) :
– Merupakan jenis reaktor yang menggunakan air berat (D2O) sebagai
moderator sekaligus pendingin. Menggunakan bahan bakar uranium alam,
sehingga harus digunakan D2O yang memiliki daya serap neutron rendah.
– Reaktor HWR yang paling terkenal adalah CANDU (Canadian Deuterium
Uranium).
– Seperti halnya PWR, HWR menggunakan dua sistem pendingin yaitu
pendingin primer dan pendingin sekunder, sistem pembangkit uap serta
sistem pengontrol tekanan .
– D2O hanya digunakan pada sistem pendingin primer, sedangkan sistem
pendingin sekunder menggunakan H2O
– Dalam pengoperasian kemurnian D2O harus dijaga pada tingkat 95%
hingga 99,8%. D2O merupakan bahan yang harganya mahal serta secara
fisik dan kimiawi sulit dibedakan dengan H2O. Oleh karena itu perlu ada
sistem penanggulangan kebocorannya baik uap maupun cairannya.


Proses kerja dan karakteristik MR (Magnox Reactor) :
– Menggunakan bahan bakar dalam bentuk logam uranium atau
paduannya yang dimasukkan dalam selongsong paduan magnesium.
– Pada sistem pendingin primer digunakan gas CO2 , grafit sebagai
moderator dan bahan bakar uranium alam
– Panas hasil reaksi fisi diambil dengan mengalirkan gas CO2 melalui
elemen bakar menuju sistem pembangkit uap.
– Reaktor jenis ini banyak digunakan di Inggris. Hasil pengembangan
jenis reaktor ini adalah AGR (Advance Gas cooled Reactor) dimana
bahan bakar yang digunakan adalah uranium sedikit diperkaya, guna
meningkatkan efisiensi thermal.
• Proses kerja dan karakteristik HTR (High Temperatur Reactor) :
– Menggunakan pendingin gas helium (He) pada sistem pendingin
primer, sehingga mampu menghasilkan panas hingga 750 oC dan
efisiensi thermal 40 %

WATER ENERGY

Hydropower

Hydropower or water power is power derived from the energy of falling water, 

which may be harnessed for useful purposes.

 Since ancient times, hydropower has been used for irrigation and the operation of various mechanical devices,

 such as watermills, sawmills, textile mills, dock cranes, domesticlifts, power houses and paint making.

Since the early 20th century, the term is used almost exclusively in conjunction

 with the modern development of hydro-electric power, which allowed use of distant energy sources.

 Another method used to transmit energy used a trompe, which produces compressed air from falling water.

 Compressed air could then be piped to power other machinery at a distance from the waterfall.

 Hydro power is a renewable energy source.

Water's power is manifested in hydrology, by the forces of water on the riverbed and banks of a river.

 When a river is in flood, it is at its most powerful, and moves the greatest amount of sediment.

 This higher force results in the removal of sediment and other material from the riverbed and banks of the river, 

locally causing erosion, transport and, with lower flow, sedimentation downstream.

Early uses of waterpower date back to Mesopotamia and ancient Egypt,
 where irrigation has been used since the 7th millennium BC 
and water clocks had been used since the early 2nd millennium BC. 
Other early examples of water power include the Qanat system in ancient Persia
 and the Turpan water system in ancient China.History

Waterwheels, turbines, and mills

In India, water wheels and watermills were built; in Imperial Rome,

 water powered mills produced flour from grain, and were also used for sawing timber and stone; 

in China, watermills were widely used since the Han Dynasty. 

In China and the rest of the Far East, hydraulically operated "pot wheel" pumps raised water into irrigation canals.

In 1753, French engineer Bernard Forest de Bélidor published Architecture Hydraulique

 which described vertical- and horizontal-axis hydraulic machines.

 By the late 19th century, the electrical generator was developed and could now be coupled with hydraulics.^[1]

 The growing demand for the Industrial Revolution would drive development as well.^[2]

The power of a wave of water released from a tank was used for extraction of metal ores

 in a method known as hushing.

 The method was first used at the Dolaucothi gold mine in Wales from 75 AD onwards,

 but had been developed in Spain at such mines as Las Medulas.

 Hushing was also widely used in Britain in the Medieval and later periods to extract lead and tin ores.

 It later evolved into hydraulic mining when used during the California gold rush.

At the beginning of the Industrial revolution in Britain,

 water was the main source of power for new inventions such as Richard Arkwright's water frame.^[3]

 Although the use of water power gave way to steam power in many of the larger mills and factories,

 it was still used during the 18th and 19th centuries for many smaller operations, 

such as driving the bellows in small blast furnaces (e.g. the Dyfi Furnace)^[4] and gristmills,

 such as those built at Saint Anthony Falls, which uses the 50-foot (15 m) drop in the Mississippi River.

In the 1830s, at the early peak in U.S. canal-building,

 hydropower provided the energy to transport barge traffic up and down steep hills using inclined plane railroads.

 As railroads overtook canals for transportation,

 canal systems were modified and developed into hydropower systems; the history of Lowell,

 Massachusetts is a classic example of commercial development and industrialization,

 built upon the availability of water power.

Technological advances had moved the open water wheel into an enclosed turbine.

 In 1848 James B. Francis, while working as head engineer of Lowell's Locks and Canals company,

 improved on these designs to create a turbine with 90% efficiency.

 He applied scientific principles and testing methods to the problem of turbine design.

 His mathematical and graphical calculation methods allowed confident design

 of high efficiency turbines to exactly match a site's specific flow conditions. 

The Francis reaction turbine is still in wide use today. In the 1870s,

 deriving from uses in the California mining industry,

 Lester Allan Pelton developed the high efficiency Pelton wheel impulse turbine,

 which utilized hydropower from the high head streams characteristic of the mountainous California interior.

Hydraulic power-pipe networks

Hydraulic power networks also developed,

 using pipes to carrying pressurized water and transmit mechanical power

 from the source to end users elsewhere locally;

 the power source was normally a head of water, which could also be assisted by a pump.

 These were extensive in Victorian cities in the United Kingdom.

 A hydraulic power network was also developed in Geneva,Switzerland.

 The world famous Jet d'Eau was originally designed as the over-pressure relief valve for the network.^[5]

Compressed air hydro

Where there is a plentiful head of water it can be made to generate compressed air directly without moving parts.

 In these designs, a falling column of water is purposely mixed

 with air bubbles generated through turbulence at the high level intake.

 This is allowed to fall down a shaft into a subterranean,

 high-roofed chamber where the now-compressed air separates from the water and becomes trapped. 

The height of falling water column maintains compression of the air in the top of the chamber,

 while an outlet, submerged below the water level 

in the chamber allows water to flow back to the surface at a slightly lower level than the intake.

 A separate outlet in the roof of the chamber supplies the compressed air to the surface.

 A facility on this principle was built on theMontreal River at Ragged Shutes near Cobalt,

 Ontario in 1910 and supplied 5,000 horsepower to nearby mines.^[6]

Hydropower types

Hydropower is used primarily to generate electricity. Broad categories include:

• Conventional hydroelectric, referring to hydroelectric dams.
• Run-of-the-river hydroelectricity, which captures the kinetic energy in rivers or streams,
• Small hydro projects are 10 megawatts or less and often have no artificial reservoirs.
• Micro hydro projects provide a few kilowatts to a few hundred kilowatts to isolated homes.
• Pumped-storage hydroelectricity stores water pumped during periods of low demand to be release
•  
• Calculating the amount of available power

A hydropower resource can be evaluated by its available power.

 Power is a function of the hydraulic head and rate of fluid flow. 

The head is the energy per unit weight (or unit mass) of water.

 The static head is proportional to the difference in height through which the water falls.

 Dynamic head is related to the velocity of moving water.

 Each unit of water can do an amount of work equal to its weight times the head.

The power available from falling water can be calculated from

 the flow rate and density of water, the height of fall, 

and the local acceleration due to gravity. In SI units, the power is:

where

• P is power in watts
• η is the dimensionless efficiency of the turbine
• ρ is the density of water in kilograms per cubic metre
• Q is the flow in cubic metres per second
• g is the acceleration due to gravity
• h is the height difference between inlet and outlet

To illustrate, power is calculated for a turbine that is 85% efficient,

 with water at 62.25 pounds/cubic foot (998 kg/cubic metre) and

 a flow rate of 2800 cubic-feet/second (79.3 cubic-meters/second),

 gravity of 9.80 metres per second squared and with a net head of 480 ft (146.3 m).

In SI units:

 which gives 96.4 MW

In English units, the density is given in pounds per cubic foot so acceleration due

 to gravity is inherent in the unit of weight. A conversion factor is required to change

 from foot lbs/second to kilowatts:

 which gives 96.4 MW

Operators of hydroelectric plants will compare the total electrical energy produced 

with the theoretical potential energy of the water passing through the turbine to calculate efficiency.

 Procedures and definitions for calculation of efficiency are given

 in test codes such as ASME PTC 18 and IEC 60041.

 Field testing of turbines is used to validate the manufacturer's guaranteed efficiency.

 Detailed calculation of the efficiency of a hydropower turbine will account 

for the head lost due to flow friction in the power canal or penstock,

 rise in tail water level due to flow, the location of the plant and effect of varying gravity,

 the temperature and barometric pressure of the air, the density of the water at ambient temperature,

 and the altitudes above sea level of the forebay and tailbay.

 For precise calculations, errors due to rounding and the number of

 significant digits of constants must be considered.

Some hydropower systems such as water wheels can draw power

 from the flow of a body of water without necessarily changing its height.

 In this case, the available power is the kinetic energy of the flowing water. 

Over-shot water wheels can efficiently capture both types of energy.

The water flow in a stream can vary widely from season to season.

 Development of a hydropower site requires analysis of flow records, 

sometimes spanning decades, to assess the reliable annual energy supply. 

Dams and reservoirs provide a more dependable source of power

 by smoothing seasonal changes in water flow. 

However reservoirs have significant environmental impact,

 as does alteration of naturally occurring stream flow. 

The design of dams must also account for the worst-case,

 "probable maximum flood" that can be expected at the site; 

a spillway is often included to bypass flood flows around the dam.

 A computer model of the hydraulic basin and rainfall and

 snowfall records are used to predict the maximum flood.

ENERGI AIR

Tenaga air

 Pada dasarnya, air di seluruh permukaan Bumi ini bergerak (mengalir).

Gb. Kincir Angin sbg pembangkit listrik

Di alam sekitar kita, kita mengetahui bahwa air memiliki siklus.
 Dimana air menguap, kemudian terkondensasi menjadi awan.
 Air akan jatuh sebagai hujan setelah ia memiliki massa yang cukup.

Air yang jatuh di dataran tinggi akan terakumulasi menjadi aliran sungai.
Aliran sungai ini menuju ke laut.

Di laut juga terdapat gerakan air, yaitu gelombang pasang,ombak,
dan arus laut. gelombang pasang dipengaruhi oleh gravitasi bulan,
 sedangkan ombak disebabkan oleh angin yang berhembus di permukaan laut
dan arus laut di sebabkan oleh perbedan kerapatan (massa jenis air), suhu dan tekanan, serta rotasi bumi.

Tenaga air yang memanfaatkan gerakan air biasanya didapat dari sungai yang dibendung.
Pada bagian bawah dam tersebut terdapat lubang-lubang saluran air.
Pada lubang-lubang tersebut terdapat turbin yang berfungsi mengubah energi kinetik
 dari gerakan air menjadi energi mekanik yang dapat menggerakan generator listrik.
 Energi listrik yang berasal dari energi kinetik air disebut "hydroelectric".
 Hydroelectric ini menyumbang sekitar 715.000 MW atau sekitar 19% kebutuhan listrik dunia.
bahkan di Kanada, 61% dari kebutuhan listrik negara berasal dari Hydroelectric.

Saat ini para peneliti juga mencari kemungkinan hydroelectric yang
 berasal dari arus laut dan gelombang pasang.
Semoga hal tersebut berhasil dan kita dapat memelihara Bumi yang kita cintai ini.

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Pembangkit energi air skala mikro atau pembangkit tenaga mikrohidro

 semakin populer sebagai alternatif sumber energi, terutama di wilayah yang terpencil.
Sistem pembangkit tenaga mikrohidro dapat dipasang 

di sungai kecil dan tidak memerlukan dam yang besar

 sehingga dampaknya terhadap lingkungan sangat kecil.

Pembangkit tenaga mikrohidro dapat digunakan langsung
 sebagai penggerak mesin atau digunakan untuk menggerakan generator listrik.
 Instalasi pembangkit listrik dengan tenaga mikrohidro biasa
 disebut sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro, disingkat PLTMH.

 Daya yang dibangkitkan anatara 5 kW sampai dengan 100 kW

Satuan Acara Pengajaran - SDE

Satuan Acara Pengajaran - Sumber Daya Energi

PERTEMUAN                                         MODUL KULIAH

1 (satu)                                                        - UMUM

2 (dua)                                                         - ENERGI FOSSIL

3 (tiga)                                                         - ENERGI AIR

4 (empat)                                                     - ENERGI PLANETER; Energi Nuklir Fisi - Energi Magma

5 (lima)                                                        - ENERGI SURYA LANGSUNG; Pemanasan langsung,
                                                                      Konversi Surya Termal Elektrik, Konversi Energi Fotovoltaik

6 (enam )                                                     - ENERGI ANGIN
7 (tujuh)                                                        UJIAN TENGAH SEMESTER

8 (delapan)                                                   - SIKLUS ENERGI MESIN TENAGA
                                                                    - TEKNOLOGI BATU BARA BERSIH

9 (sembilan)                                                 - BAHAN BAKAR KIMIA
                                                                    - PUSAT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI

10 (sepuluh)                                                 - ALAT PENGGAS UNTUK PUSAT LISTRIK
                                                                       TRANSPOR DAN PENGGUNAAN LAIN
                                                                    - CEROBONG SURYA
                                                                    - KOLAM SURYA

11 (sebelas)                                                  - BEBERAPA KECENDERUNGAN TEKNOLOGI
                                                                       ENERGI LAINNYA; Kombinasi Tenaga Air dan Tenaga
                                                                       Angin, Kombinasi Panas dan Daya, Pemanfaatan Uap
                                                                       Multiguna

12 (duabelas)                                                - PEMBUATAN PROGNOSA PERTUMBUHAN
                                                                       PENGGUNAAN ENERGI
                                                                     - KONSERVASI ENERGI
                                                                     - LINGKUNGAN HIDUP

13 (tigabelas)                                                - EKONOMI TENAGA LISTRIK

14 (empatbelas)                                             MINGGU TENANG

15 (limabelas)                                                UJIAN AKHIR SEMESTER

Modul 1 - Pengantar SDE

Slide 1 

 Kebijaksanaan Energi sebagai Dasar Pengembangan\

•Pengadaan energi dalam negri

•Pengadaan untuk ekspor guna menunjang 

neraca pembayaran

•Pengembangan sumber-sumber energi

•Penghematan minyak-bakar

•Kelestarian lingkungan

•Peningkatan ketahanan nasional

Slide 2

Pengertian Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan 

pekerjaan. Energi adalah daya yang dapat 

digunakan untuk melakukan berbagai proses 

kegiatan meliputi listrik, energi mekanik dan panas. 

Sumber energi adalah sebagian dari sumber daya 

alam antara lain berupa minyak dan gas bumi, 

batubara, air, panas bumi, gambut, biomasa dan 

sebagainya, baik secara langsung maupun tidak 

langsung dapat dimanfaatkan sebagai energi.

Slide 3

Jenis Energi

Secara umum jenis energi dapat dibedakan dalam enam

kategori yakni: a. Energi mekanik, b. Energi listrik; c. Energi

elektromagnetik; d. Energi kimia; e. Energi nuklir; f. Energi

panas.

Energi listrik merupakan energi yang sangat mudah terpakai

karena dapat dikonversi menjadi bentuk energi lain dengan

mudah dan efisien. Energi listrik merupakan energi yang luas

penggunannya, keuntungannya mudah dalam pengaturan dan

penyebaran (distribusi) secara simultan dan tidak terputus-putus.

Energi elektromagnetik berkaitan dengan radiasi

elektromagnetik, termasuk radiasi ultraviolet dan sinar infra

merah. Energi thermal merupakan bentuk energi dasar yang

mana semua jenis energi dapat dikonversikan menjadi energi

panas.

Slide 4 

Menurut bentuknya energi dapat dikelompokkan menjadi energi

padat,

cair dan gas. Dari aspek teknologi, energi dikelompokkan 

menjadi energi konvensional (teknologi energi yangbiasa 

digunakan masyarakat) dan energi non-konvensional (teknologi 

energi yang

belum biasa digunakan masyarakat).

Dilihat dari segi ekonomi, energi dapat dikelompokkan menJadi

energi komersial (minyak, listrik, gas, batubara, dan lainlain) dan

energi nonkomersial (kayu, arang, sampah, jerami, dan lain-lain).

Ditinjau dari sudut penyediaannya, energi dapat dikelompokkan

menjadi energi baru dan terbarukan (renewable) dan energi non-renewable yang habis pakai, seperti minyak, gas dan batu bara.

Slide 5

Sumber Energi

Sumber energi dari bumi dapat dikelompokkan

dalam jenis energi

terbarukan (renewable energy) dan energi fosil (non-renewable atau depleted energy) seperti minyak bumi, 

batu bara dan gas alam. Energi terbarukan adalah

sumber energi yang dihasilkan dari sumberdaya 

energi yang secara alamiah tidak akan habis dan 

dapat berkelanjutan jika dikelola dengan baik, 

antara lain: energi panas bumi, energi matahari,

biofuel, aliran air sungai, panas surya, angin, 

biomassa, biogas, ombak laut, dan suhu kedalaman 

laut.

Slide 6

Energi dan Daya

Energi dan daya adalah dua konsep utama dalam sektor energi

terbarukan. Standar internasional satuan energi adalah Joule.

Simbol untuk joule adalah J. Daya adalah suatu tingkat / laju di mana 

energi diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya, yakni tingkat 

dimana pekerjaan dilakukan. 

Misalnya, turbin angin mengubah energi kinetik angin menjadi 

energi listrik (listrik). Semakin kuat daya turbin angin akan

menghasilkan energi listrik yang lebih besar. Satuan daya adalah 

watt (simbol W). Satu watt nilainya sama dengan satu joule per detik.

Dengan kata lain, daya 1 Watt menunjukkan pekerjaan yang 

dilakukan,

yaitu energi yang sedang dikonversi, dengan nilai satu joule per 

detik. Sebagai contoh, sebuah bola lampu listrik 25watt mengubah 

energi listrik menjadi cahaya dan panas pada tingkat 25 joule per 

detik.

Slide 7

 Contoh lain, sebuah mesin sepeda motor memiliki

output daya maksimum sebesar 45.000 watt (atau

sama dengan 45 “kW”)

menggunakan energi kimia (dalam bentuk bensin) 

untuk memproduksi hingga 45.000 joule per detik 

energi kinetik di roda belakang. Kapasitas adalah 

istilah lain untuk daya yang sering digunakan untuk

menyatakan besarnya daya peralatan energi 

terbarukan.

Slide 8

Satuan Energi

Standar internasional satuan energi adalah Joule atau kilo kalori

(kCal), tapi besaran satu joule adalah jumlah energi yang sangat

kecil (contoh satu batang coklat mengandung sekitar 1.000.000

joule energi). Oleh karena itu, umumnya satuan kilowatt jam (kWh)

lebih sering digunakan dalam bidang energi terbarukan, karena kWh

adalah satuan yang lebih besar energi dari joule (1 kWh = 3.6 juta

joule). Disamping itu, pengertian kWh dapat digunakan dalam

kegiatan pemakaian energi ataupun peralatan yang menghasilkan

energi. Salah satu contoh adalah tagihan pemakaian listrik

dinyatakan dalam kWh.

Setiap bentuk energi memiliki nilai panas, atau nilai energi sendiri,

dan masing masing bentuk energi tersebut juga diukur menurut

volume ataupun menurut berat. Minyak bumi biasanya diukur

dengan barel, gas bumi dengan meter kubik, batu bara dengan

satuan berat kg, energi listrik dengan kWh

Slide 9

Pemanfaatan dan Penyediaan Energi

Pemanfaatan energi adalah kegiatan menggunakan energi, baik langsung

maupun tidak langsung dari sumber energi. Penyediaan energi adalah

kegiatan atau proses menyediakan energi, baik yang berasal dari dalam

maupun luar negeri. Kebijakan pokok yang diterapkan Pemerintah dalam

kaitannya dengan pemanfaatan dan penyediaan energi

meliputi :

■ Penyediaan : Jaminan ketersediaan pasokan energi domestik; optimasi

produksi energi; perwujudan konversi energi.

■ Penggunaan Energi : Efisiensi energi; diversifikasienergi.

■ Penetapan kebijakan harga energi yang disesuaikan terhadap harga

ekonomis dengan pertimbangan kemampuan dari perusahaan kecil dan

membantu yang miskin dalam jangka waktu tertentu.

■ Perlindungan lingkungan dengan penerapan prinsip pengembangan yang 

berkelanjutan.

Modul 1 - ENERGI FOSSIL

MATERI KULIAH SUMBER DAYA ENERGI,

Bahan bakar fosil

Bahan bakar fosil atau bahan bakar mineral, adalah sumber daya alam yang mengandung hidrokarbon seperti batu bara, petroleum, dan gas alam. Penggunaan bahan bakar fosil ini telah menggerakan pengembangan industri dan menggantikan kincir angin, tenaga air, dan juga pembakaran kayu atau peat untuk panas.

Ketika menghasilkan listrik, energi dari pembakaran bahan bakar fosil seringkali digunakan untuk menggerakkan turbin. Generator tua seringkali menggunakan uap yang dihasilkan dari pembakaran untuk memutar turbin, tetapi di pembangkit listrik baru gas dari pembakaran digunakan untuk memutar turbin gas secara langsung.

Batubara sebagai salah satu contoh bahan bakar fosil

Pembakaran bahan bakar fosil oleh manusia merupakan sumber utama dari karbon dioksida yang merupakan salah satu gas rumah kaca yang dipercayai menyebabkan pemanasan global. Sejumlah kecil bahan bakar hidrokarbon adalah bahan bakar bio yang diperoleh dari karbon dioksida di atmosfer dan oleh karena itu tidak menambah karbon dioksida di udara.

Hidrokarbon

Model tiruan dari molekul metana, CH₄. Metana merupakan salah satu contoh hidrokarbon yang masuk dalam kategori alkana, hanya mempunyai 1 jenis ikatan saja.

Dalam bidang kimia, hidrokarbon adalah sebuah senyawa yang terdiri dari unsur atom karbon (C) dan atom hidrogen (H). Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut. Istilah tersebut digunakan juga sebagai pengertian dari hidrokarbon alifatik.

Sebagai contoh, metana (gas rawa) adalah hidrokarbon dengan satu atom karbon dan empat atom hidrogen: CH₄. Etana adalah hidrokarbon (lebih terperinci, sebuah alkana) yang terdiri dari dua atom karbon bersatu dengan sebuah ikatan tunggal, masing-masing mengikat tiga atom karbon: C₂H₆. Propana memiliki tiga atom C (C₃H₈) dan seterusnya (C_nH_2·n+2).

Tipe-tipe hidrokarbon

Klasifikasi hidrokarbon yang dikelompokkan oleh tatanama organik adalah:

1. Hidrokarbon jenuh/tersaturasi (alkana) adalah hidrokarbon yang paling sederhana. Hidrokarbon ini seluruhnya terdiri dari ikatan tunggal dan terikat dengan hidrogen. Rumus umum untuk hidrokarbon tersaturasi adalah C_nH_2n+2.^[1] Hidrokarbon jenuh merupakan komposisi utama pada bahan bakar fosil dan ditemukan dalam bentuk rantai lurus maupun bercabang. Hidrokarbon dengan rumus molekul sama tapi rumus strukturnya berbeda dinamakan isomer struktur.^[2]
2. Hidrokarbon tak jenuh/tak tersaturasi adalah hidrokarbon yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap, baik rangkap dua maupun rangkap tiga. Hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap dua disebut dengan alkena, dengan rumus umum C_nH_2n.^[3] Hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga disebut alkuna, dengan rumus umum C_nH_2n-2.^[4]
3. Sikloalkana adalah hidrokarbon yang mengandung satu atau lebih cincin karbon. Rumus umum untuk hidrokarbon jenuh dengan 1 cincin adalah C_nH_2n.^[2]
4. Hidrokarbon aromatik, juga dikenal dengan arena, adalah hidrokarbon yang paling tidak mempunyai satu cincin aromatik.

Hidrokarbon dapat berbentuk gas (contohnya metana dan propana), cairan (contohnya heksana dan benzena), lilin atau padatan dengan titik didih rendah (contohnya paraffin wax dan naftalena) atau polimer (contohnya polietilena, polipropilena dan polistirena).

Ciri-ciri umum

Karena struktur molekulnya berbeda, maka rumus empiris antara hidrokarbon pun juga berbeda: jumlah hidrokarbon yang diikat pada alkena dan alkuna pasti lebih sedikit karena atom karbonnya berikatan rangkap.

Kemampuan hidrokarbon untuk berikatan dengan dirinya sendiri disebut dengan katenasi, dan menyebabkan hidrokarbon bisa membentuk senyawa-senyawa yang lebih kompleks, seperti sikloheksana atau arena seperti benzena. Kemampuan ini didapat karena karakteristik ikatan diantara atom karbon bersifat non-polar.

Sesuai dengan teori ikatan valensi, atom karbon harus memenuhi aturan "4-hidrogen" yang menyatakan jumlah atom maksimum yang dapat berikatan dengan karbon, karena karbon mempunyai 4 elektron valensi. Dilihat dari elektron valensi ini, maka karbon mempunyai 4 elektron yang bisa membentuk ikatan kovalen atau ikatan dativ.

Hidrokarbon bersifat hidrofobik dan termasuk dalam lipid.

Beberapa hidrokarbon tersedia melimpah di tata surya. Danau berisi metana dan etana cair telah ditemukan pada Titan, satelit alam terbesar Saturnus, seperti dinyatakan oleh Misi Cassini-Huygens.

Hidrokarbon sederhana dan variasinya

Jumlah atom karbon	Alkana(1 ikatan)	Alkena(2 ikatan)	Alkuna (3 ikatan)	Sikloalkana	Alkadiena
1	Metana	Metena	Metuna	–	–
2	Etana	Etena (etilena)	Etuna (asetilena)	–	–
3	Propana	Propena (propilena)	Propuna (metilasetilena)	Siklopropana	Propadiena (alena)
4	Butana	Butena (butilena)	Butuna	Siklobutana	Butadiena
5	Pentana	Pentena	Pentuna	Siklopentana	Pentadiena (piperylene)
6	Heksana	Heksena	Heksuna	Sikloheksana	Heksadiena
7	Heptana	Heptena	Heptuna	Sikloheptana	Heptadiena
8	Oktana	Oktena	Oktuna	Siklooktana	Oktadiena
9	Nonana	Nonena	Nonuna	Siklononana	Nonadiena
10	Dekana	Dekena	Dekuna	Siklodekana	Dekadiena

Penggunaan

Hidrokarbon adalah salah satu sumber energi paling penting di bumi. Penggunaan yang utama adalah sebagai sumber bahan bakar. Dalam bentuk padat, hidrokarbon adalah salah satu komposisi pembentuk aspal.

Hidrokarbon dulu juga pernah digunakan untuk pembuatan klorofluorokarbon, zat yang digunakan sebagai propelan pada semprotan nyamuk. Saat ini klorofluorokarbon tidak lagi digunakan karena memiliki efek buruk terhadap lapisan ozon.

Metana dan etana berbentuk gas dalam suhu ruangan dan tidak mudah dicairkan dengan tekanan begitu saja. Propana lebih mudah untuk dicairkan, dan biasanya dijual di tabung-tabung dalam bentuk cair. Butana sangat mudah dicairkan, sehingga lebih aman dan sering digunakan untuk pemantik rokok. Pentana berbentuk cairan bening pada suhu ruangan, biasanya digunakan di industri sebagai pelarut wax dan gemuk. Heksana biasanya juga digunakan sebagai pelarut kimia dan termasuk dalam komposisi bensin.

Heksana, heptana, oktana, nonana, dekana, termasuk dengan alkena dan beberapa sikloalkana merupakan komponen penting pada bensin, nafta, bahan bakar jet, dan pelarut industri. Dengan bertambahnya atom karbon, maka hidrokarbon yang berbentuk linear akan memiliki sifat viskositas dan titik didih lebih tinggi, dengan warna lebih gelap.

Pembakaran hidrokarbon

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Pembakaran

Saat ini, hidrokarbon merupakan sumber energi listrik dan panas utama dunia karena energi yang dihasilkannya ketika dibakar.^[7] Energi hidrokarbon ini biasanya sering langsung digunakan sebagai pemanas di rumah-rumah, dalam bentuk minyak maupun gas alam. Hidrokarbon dibakar dan panasnya digunakan untuk menguapkan air, yang nanti uapnya disebarkan ke seluruh ruangan. Prinsip yang hampir sama digunakan di pembangkit-pembangkit listrik.

Ciri-ciri umum dari hidrokarbon adalah menghasilkan uap, karbon dioksida, dan panas selama pembakaran, dan oksigen diperlukan agar reaksi pembakaran dapat berlangsung. Berikut ini adalah contoh reaksi pembakaran metana:

CH₄ + 2 O₂ → 2 H₂O + CO₂ + Energi

Jika udara miskin gas oksigen, maka akan terbentuk gas karbon monoksida (CO) dan air:

2 CH₄ + 3 O₂ → 2CO + 4H₂O

Contoh lainnya, reaksi pembakaran propana:

C₃H₈ + 5 O₂ → 4 H₂O + 3 CO₂ + Energi

C_nH_2n+2 + (3n+1)/2 O₂ → (n+1) H₂O + n CO₂ + Energi

Reaksi pembakaran hidrokarbon termasuk reaksi kimia eksotermik.

Batu bara

Contoh batu bara

Batu bara atau batubara adalah salah satu bahan bakar fosil. Pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan. Unsur-unsur utamanya terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen.
Batu bara juga adalah batuan organik yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat ditemui dalam berbagai bentuk.
Analisis unsur memberikan rumus formula empiris seperti C₁₃₇H₉₇O₉NS untuk bituminus dan C₂₄₀H₉₀O₄NS untuk antrasit.

Batu bara secara umum

Umur batu bara

Pembentukan batu bara memerlukan kondisi-kondisi tertentu dan hanya terjadi pada era-era tertentu sepanjang sejarah geologi. Zaman Karbon, kira-kira 340 juta tahun yang lalu (jtl), adalah masa pembentukan batu bara yang paling produktif dimana hampir seluruh deposit batu bara (black coal) yang ekonomis di belahan bumi bagian utara terbentuk.

Pada Zaman Permian, kira-kira 270 jtl, juga terbentuk endapan-endapan batu bara yang ekonomis di belahan bumi bagian selatan, seperti Australia, dan berlangsung terus hingga ke Zaman Tersier (70 - 13 jtl) di berbagai belahan bumi lain.

Materi pembentuk batu bara

Hampir seluruh pembentuk batu bara berasal dari tumbuhan. Jenis-jenis tumbuhan pembentuk batu bara dan umurnya menurut Diessel (1981) adalah sebagai berikut:

       Alga, dari Zaman Pre-kambrium hingga Ordovisium dan bersel tunggal. Sangat sedikit endapan batu bara dari perioda ini.

       Silofita, dari Zaman Silur hingga Devon Tengah, merupakan turunan dari alga. Sedikit endapan batu bara dari perioda ini.

       Pteridofita, umur Devon Atas hingga Karbon Atas. Materi utama pembentuk batu bara berumur Karbon di Eropa dan Amerika Utara. Tetumbuhan tanpa bunga dan biji, berkembang biak dengan spora dan tumbuh di iklim hangat.

       Gimnospermae, kurun waktu mulai dari Zaman Permian hingga Kapur Tengah. Tumbuhan heteroseksual, biji terbungkus dalam buah, semisal pinus, mengandung kadar getah (resin) tinggi. Jenis Pteridospermae seperti gangamopteris dan glossopteris adalah penyusun utama batu bara Permian seperti di Australia, India dan Afrika.

       Angiospermae, dari Zaman Kapur Atas hingga kini. Jenis tumbuhan modern, buah yang menutupi biji, jantan dan betina dalam satu bunga, kurang bergetah dibanding gimnospermae sehingga, secara umum, kurang dapat terawetkan.

Penambangan

Tambang batu bara di Bihar, India.

Penambangan batu bara adalah penambangan batu bara dari bumi. Batu bara digunakan sebagai bahan bakar. Batu bara juga dapat digunakan untuk membuat coke untuk pembuatan baja.
Tambang batu bara tertua terletak di Tower Colliery di Inggris.

Kelas dan jenis batu bara

Berdasarkan tingkat proses pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batu bara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus, sub-bituminus, lignit dan gambut.

       Antrasit adalah kelas batu bara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung antara 86% - 98% unsur karbon (C) dengan kadar air kurang dari 8%.

       Bituminus mengandung 68 - 86% unsur karbon (C) dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batu bara yang paling banyak ditambang di Australia.

       Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.

       Lignit atau batu bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air 35-75% dari beratnya.

       Gambut, berpori dan memiliki kadar air di atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.

Pembentukan batu bara

Proses perubahan sisa-sisa tanaman menjadi gambut hingga batu bara disebut dengan istilah pembatu baraan (coalification). Secara ringkas ada 2 tahap proses yang terjadi, yakni:

       Tahap Diagenetik atau Biokimia, dimulai pada saat material tanaman terdeposisi hingga lignit terbentuk. Agen utama yang berperan dalam proses perubahan ini adalah kadar air, tingkat oksidasi dan gangguan biologis yang dapat menyebabkan proses pembusukan (dekomposisi) dan kompaksi material organik serta membentuk gambut.

       Tahap Malihan atau Geokimia, meliputi proses perubahan dari lignit menjadi bituminus dan akhirnya antrasit.

Batu bara di Indonesia

Di Indonesia, endapan batu bara yang bernilai ekonomis terdapat di cekungan Tersier, yang terletak di bagian barat Paparan Sunda (termasuk Pulau Sumatera dan Kalimantan), pada umumnya endapan batu bara ekonomis tersebut dapat dikelompokkan sebagai batu bara berumur Eosen atau sekitar Tersier Bawah, kira-kira 45 juta tahun yang lalu dan Miosen atau sekitar Tersier Atas, kira-kira 20 juta tahun yang lalu menurut Skala waktu geologi.

Batu bara ini terbentuk dari endapan gambut pada iklim purba sekitar khatulistiwa yang mirip dengan kondisi kini. Beberapa diantaranya tegolong kubah gambut yang terbentuk di atas muka air tanah rata-rata pada iklim basah sepanjang tahun. Dengan kata lain, kubah gambut ini terbentuk pada kondisi dimana mineral-mineral anorganik yang terbawa air dapat masuk ke dalam sistem dan membentuk lapisan batu bara yang berkadar abu dan sulfur rendah dan menebal secara lokal. Hal ini sangat umum dijumpai pada batu bara Miosen. Sebaliknya, endapan batu bara Eosen umumnya lebih tipis, berkadar abu dan sulfur tinggi. Kedua umur endapan batu bara ini terbentuk pada lingkungan lakustrin, dataran pantai atau delta, mirip dengan daerah pembentukan gambut yang terjadi saat ini di daerah timur Sumatera dan sebagian besar Kalimantan.

Endapan batu bara Eosen

Endapan ini terbentuk pada tatanan tektonik ekstensional yang dimulai sekitar Tersier Bawah atau Paleogen pada cekungan-cekungan sedimen di Sumatera dan Kalimantan.

Ekstensi berumur Eosen ini terjadi sepanjang tepian Paparan Sunda, dari sebelah barat Sulawesi, Kalimantan bagian timur, Laut Jawa hingga Sumatera. Dari batuan sedimen yang pernah ditemukan dapat diketahui bahwa pengendapan berlangsung mulai terjadi pada Eosen Tengah. Pemekaran Tersier Bawah yang terjadi pada Paparan Sunda ini ditafsirkan berada pada tatanan busur dalam, yang disebabkan terutama oleh gerak penunjaman Lempeng Indo-Australia. Lingkungan pengendapan mula-mula pada saat Paleogen itu non-marin, terutama fluviatil, kipas aluvial dan endapan danau yang dangkal.

Di Kalimantan bagian tenggara, pengendapan batu bara terjadi sekitar Eosen Tengah - Atas namun di Sumatera umurnya lebih muda, yakni Eosen Atas hingga Oligosen Bawah. Di Sumatera bagian tengah, endapan fluvial yang terjadi pada fase awal kemudian ditutupi oleh endapan danau (non-marin). Berbeda dengan yang terjadi di Kalimantan bagian tenggara dimana endapan fluvial kemudian ditutupi oleh lapisan batu bara yang terjadi pada dataran pantai yang kemudian ditutupi di atasnya secara transgresif oleh sedimen marin berumur Eosen Atas.

Endapan batu bara Eosen yang telah umum dikenal terjadi pada cekungan berikut: Pasir dan Asam-asam (Kalimantan Selatan dan Timur), Barito (Kalimantan Selatan), Kutai Atas (Kalimantan Tengah dan Timur), Melawi dan Ketungau (Kalimantan Barat), Tarakan (Kalimantan Timur), Ombilin (Sumatera Barat) dan Sumatera Tengah (Riau).

Dibawah ini adalah kualitas rata-rata dari beberapa endapan batu bara Eosen di Indonesia.

Tambang	Cekungan	Perusahaan	Kadar air total (%ar)	Kadar air inheren (%ad)	Kadar abu (%ad)	Zat terbang (%ad)	Belerang (%ad)	Nilai energi (kkal/kg)(ad)
Satui	Asam-asam	PT Arutmin Indonesia	10.00	7.00	8.00	41.50	0.80	6800
Senakin	Pasir	PT Arutmin Indonesia	9.00	4.00	15.00	39.50	0.70	6400
Petangis	Pasir	PT BHP Kendilo Coal	11.00	4.40	12.00	40.50	0.80	6700
Ombilin	Ombilin	PT Bukit Asam	12.00	6.50	<8.00	36.50	0.50 - 0.60	6900
Parambahan	Ombilin	PT Allied Indo Coal	4.00	-	10.00 (ar)	37.30 (ar)	0.50 (ar)	6900 (ar)

(ar) - as received, (ad) - air dried, Sumber: Indonesian Coal Mining Association, 1998

Endapan batu bara Miosen

Pada Miosen Awal, pemekaran regional Tersier Bawah - Tengah pada Paparan Sunda telah berakhir. Pada Kala Oligosen hingga Awal Miosen ini terjadi transgresi marin pada kawasan yang luas dimana terendapkan sedimen marin klastik yang tebal dan perselingan sekuen batugamping. Pengangkatan dan kompresi adalah kenampakan yang umum pada tektonik Neogen di Kalimantan maupun Sumatera. Endapan batu bara Miosen yang ekonomis terutama terdapat di Cekungan Kutai bagian bawah (Kalimantan Timur), Cekungan Barito (Kalimantan Selatan) dan Cekungan Sumatera bagian selatan. Batu bara Miosen juga secara ekonomis ditambang di Cekungan Bengkulu.

Batu bara ini umumnya terdeposisi pada lingkungan fluvial, delta dan dataran pantai yang mirip dengan daerah pembentukan gambut saat ini di Sumatera bagian timur. Ciri utama lainnya adalah kadar abu dan belerang yang rendah. Namun kebanyakan sumberdaya batu bara Miosen ini tergolong sub-bituminus atau lignit sehingga kurang ekonomis kecuali jika sangat tebal (PT Adaro) atau lokasi geografisnya menguntungkan. Namun batu bara Miosen di beberapa lokasi juga tergolong kelas yang tinggi seperti pada Cebakan Pinang dan Prima (PT KPC), endapan batu bara di sekitar hilir Sungai Mahakam, Kalimantan Timur dan beberapa lokasi di dekat Tanjungenim, Cekungan Sumatera bagian selatan.

Tabel dibawah ini menunjukan kualitas rata-rata dari beberapa endapan batu bara Miosen di Indonesia.

Tambang	Cekungan	Perusahaan	Kadar air total (%ar)	Kadar air inheren (%ad)	Kadar abu (%ad)	Zat terbang (%ad)	Belerang (%ad)	Nilai energi (kkal/kg)(ad)
Prima	Kutai	PT Kaltim Prima Coal	9.00	-	4.00	39.00	0.50	6800 (ar)
Pinang	Kutai	PT Kaltim Prima Coal	13.00	-	7.00	37.50	0.40	6200 (ar)
Roto South	Pasir	PT Kideco Jaya Agung	24.00	-	3.00	40.00	0.20	5200 (ar)
Binungan	Tarakan	PT Berau Coal	18.00	14.00	4.20	40.10	0.50	6100 (ad)
Lati	Tarakan	PT Berau Coal	24.60	16.00	4.30	37.80	0.90	5800 (ad)
Air Laya	Sumatera bagian selatan	PT Bukit Asam	24.00	-	5.30	34.60	0.49	5300 (ad)
Paringin	Barito	PT Adaro	24.00	18.00	4.00	40.00	0.10	5950 (ad)

(ar) - as received, (ad) - air dried, Sumber: Indonesian Coal Mining Association, 1998

Sumberdaya batu bara

Potensi sumberdaya batu bara di Indonesia sangat melimpah, terutama di Pulau Kalimantan dan Pulau Sumatera, sedangkan di daerah lainnya dapat dijumpai batu bara walaupun dalam jumlah kecil dan belum dapat ditentukan keekonomisannya, seperti di Jawa Barat, Jawa Tengah, Papua, dan Sulawesi.

Di Indonesia, batu bara merupakan bahan bakar utama selain solar (diesel fuel) yang telah umum digunakan pada banyak industri, dari segi ekonomis batu bara jauh lebih hemat dibandingkan solar, dengan pebandingan sebagai berikut: Solar Rp 0,74/kilokalori sedangkan batu bara hanya Rp 0,09/kilokalori, (berdasarkan harga solar industri Rp. 6.200/liter).

Dari segi kuantitas batu bara termasuk cadangan energi fosil terpenting bagi Indonesia. Jumlahnya sangat berlimpah, mencapai puluhan milyar ton. Jumlah ini sebenarnya cukup untuk memasok kebutuhan energi listrik hingga ratusan tahun ke depan. Sayangnya, Indonesia tidak mungkin membakar habis batu bara dan mengubahnya menjadi energis listrik melalui PLTU. Selain mengotori lingkungan melalui polutan CO₂, SO₂, NO_x dan C_xH_y cara ini dinilai kurang efisien dan kurang memberi nilai tambah tinggi.

Batu bara sebaiknya tidak langsung dibakar, akan lebih bermakna dan efisien jika dikonversi menjadi migas sintetis, atau bahan petrokimia lain yang bernilai ekonomi tinggi. Dua cara yang dipertimbangkan dalam hal ini adalah likuifikasi (pencairan) dan gasifikasi (penyubliman) batu bara.

Membakar batu bara secara langsung (direct burning) telah dikembangkan teknologinya secara continue, yang bertujuan untuk mencapai efisiensi pembakaran yang maksimum, cara-cara pembakaran langsung seperti: fixed grate, chain grate, fluidized bed, pulverized, dan lain-lain, masing-masing mempunyai kelebihan dan kelemahannya.

Gasifikasi batu bara

Coal gasification adalah sebuah proses untuk mengubah batu bara padat menjadi gas batu bara yang mudah terbakar (combustible gases), setelah proses pemurnian gas-gas ini karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO₂), hidrogen (H), metan (CH₄), dan nitrogen (N₂) – dapat digunakan sebagai bahan bakar. hanya menggunakan udara dan uap air sebagai reacting-gas kemudian menghasilkan water gas atau coal gas, gasifikasi secara nyata mempunyai tingkat emisi udara, kotoran padat dan limbah terendah.

Tetapi, batu bara bukanlah bahan bakar yang sempurna. Terikat di dalamnya adalah sulfur dan nitrogen, bila batu bara ini terbakar kotoran-kotoran ini akan dilepaskan ke udara, bila mengapung di udara zat kimia ini dapat menggabung dengan uap air (seperti contoh kabut) dan tetesan yang jatuh ke tanah seburuk bentuk asam sulfurik dan nitrit, disebut sebagai "hujan asam" “acid rain”. Disini juga ada noda mineral kecil, termasuk kotoran yang umum tercampur dengan batu bara, partikel kecil ini tidak terbakar dan membuat debu yang tertinggal di coal combustor, beberapa partikel kecil ini juga tertangkap di putaran combustion gases bersama dengan uap air, dari asap yang keluar dari cerobong beberapa partikel kecil ini adalah sangat kecil setara dengan rambut manusia.

Bagaimana membuat batu bara bersih

Ada beberapa cara. Contoh sulfur, sulfur adalah zat kimia kekuningan yang ada sedikit di batu bara, pada beberapa batu bara yang ditemukan di Ohio, Pennsylvania, West Virginia dan eastern states lainnya, sulfur terdiri dari 3 sampai 10 % dari berat batu bara, beberapa batu bara yang ditemukan di Wyoming, Montana dan negara-negara bagian sebelah barat lainnya sulfur hanya sekitar 1/100ths (lebih kecil dari 1%) dari berat batu bara. Penting bahwa sebagian besar sulfur ini dibuang sbelum mencapai cerobong asap.

Satu cara untuk membersihkan batu bara adalah dengan cara mudah memecah batu bara ke bongkahan yang lebih kecil dan mencucinya. Beberapa sulfur yang ada sebagai bintik kecil di batu bara disebut sebagai "pyritic sulfur " karena ini dikombinasikan dengan besi menjadi bentuk iron pyrite, selain itu dikenal sebagai "fool's gold” dapat dipisahkan dari batu bara. Secara khusus pada proses satu kali, bongkahan batu bara dimasukkan ke dalam tangki besar yang terisi air , atu bara mengambang ke permukaan ketika kotoran sulfur tenggelam. Fasilitas pencucian ini dinamakan "coal preparation plants" yang membersihkan batu bara dari pengotor-pengotornya.

Tidak semua sulfur bisa dibersihkan dengan cara ini, bagaimanapun sulfur pada batu bara adalah secara kimia benar-benar terikat dengan molekul karbonnya, tipe sulfur ini disebut "organic sulfur," dan pencucian tak akan menghilangkannya. Beberapa proses telah dicoba untuk mencamur batu bara dengan bahan kimia yang membebaskan sulfur pergi dari molekul batu bara, tetapi kebanyakan proses ini sudah terbukti terlalu mahal, ilmuan masih bekerja untuk mengurangi biaya dari prose pencucian kimia ini.

Kebanyakan pembangkit tenaga listrik modern dan semua fasilitas yang dibangun setelah 1978 — telahdiwajibkan untuk mempunyai alat khusus yang dipasang untuk membuang sulfur dari gas hasil pembakaran batu bara sebelum gas ini naik menuju cerobong asap. Alat ini sebenarnya adalah "flue gas desulfurization units," tetapi banyak orang menyebutnya "scrubbers" — karena mereka men-scrub (menggosok) sulfur keluar dari asap yang dikeluarkan oleh tungku pembakar batu bara.

Membuang NOx dari batu bara

Nitrogen secara umum adalah bagian yang besar dari pada udara yang dihirup, pada kenyataannya 80% dari udara adalah nitrogen, secara normal atom-atom nitrogen mengambang terikat satu sama lainnya seperti pasangan kimia, tetapi ketika udara dipanaskan seperti pada nyala api boiler (3000 F=1648 C), atom nitrogen ini terpecah dan terikat dengan oksigen, bentuk ini sebagai nitrogen oksida atau kadang kala itu disebut sebagai NOx. NOx juga dapat dibentuk dari atom nitrogen yang terjebak di dalam batu bara.

Di udara, NOx adalah polutan yang dapat menyebabkan kabut coklat yang kabur yang kadang kala terlihat di seputar kota besar, juga sebagai polusi yang membentuk “acid rain” (hujan asam), dan dapat membantu terbentuknya sesuatu yang disebut “ground level ozone”, tipe lain dari pada polusi yang dapat membuat kotornya udara.

Salah satu cara terbaik untuk mengurangi NOx adalah menghindari dari bentukan asalnya, beberapa cara telah ditemukan untuk membakar batubara di pemabakar dimana ada lebih banyak bahan bakar dari pada udara di ruang pembakaran yang terpanas. Di bawah kondisi ini kebanyakan oksigen terkombinasikan dengan bahan bakar daripada dengan nitrogen. Campuran pembakaran kemudian dikirim ke ruang pembakaran yang kedua dimana terdapat proses yang mirip berulang-ulang sampai semua bahan bakar habis terbakar. Konsep ini disebut "staged combustion" karena batu bara dibakar secara bertahap. Kadang disebut juga sebagai "low-NOx burners" dan telah dikembangkan sehingga dapat mengurangi kangdungan Nox yang terlepas di uadara lebih dari separuh. Ada juga teknologi baru yang bekerja seperti "scubbers" yang membersihkan NOX dari flue gases (asap) dari boiler batu bara. Beberapa dari alat ini menggunakan bahan kimia khusus yang disebut katalis yang mengurai bagian NOx menjadi gas yang tidak berpolusi, walaupun alat ini lebih mahal dari "low-NOx burners," namun dapat menekan lebih dari 90% polusi Nox.

Cadangan batu bara dunia

Daerah batu bara di Amerika Serikat

Pada tahun 1996 diestimasikan terdapat sekitar satu exagram (1 × 10¹⁵ kg atau 1 trilyun ton) total batu bara yang dapat ditambang menggunakan teknologi tambang saat ini, diperkirakan setengahnya merupakan batu bara keras. Nilai energi dari semua batu bara dunia adalah 290 zettajoules.  Dengan konsumsi global saat ini adalah 15 terawatt, terdapat cukup batu bara untuk menyediakan energi bagi seluruh dunia untuk 600 tahun.
British Petroleum, pada Laporan Tahunan 2006, memperkirakan pada akhir 2005, terdapat 909.064 juta ton cadangan batu bara dunia yang terbukti (9,236 × 10¹⁴ kg), atau cukup untuk 155 tahun (cadangan ke rasio produksi). Angka ini hanya cadangan yang diklasifikasikan terbukti, program bor eksplorasi oleh perusahaan tambang, terutama sekali daerah yang di bawah eksplorasi, terus memberikan cadangan baru.
Departemen Energi Amerika Serikat memperkirakan cadangan batu bara di Amerika Serikat sekitar 1.081.279 juta ton (9,81 × 10¹⁴ kg), yang setara dengan 4.786 BBOE (billion barrels of oil equivalent).

Cadangan batu bara dunia pada akhir 2005 (dalam juta ton)
Negara	Bituminus (termasuk antrasit)	Sub-bituminus	Lignit	TOTAL
Amerika Serikat	115.891	101.021	33.082	249.994
Rusia	49.088	97.472	10.450	157.010
Republik Rakyat Cina	62.200	33.700	18.600	114.500
India	82.396		2.000	84.396
Australia	42.550	1.840	37.700	82.090
Jerman	23.000		43.000	66.000
Afrika Selatan	49.520			49.520
Ukraina	16.274	15.946	1.933	34.153
Kazakhstan	31.000		3.000	34.000
Polandia	20.300		1.860	22.160
Serbia dan Montenegro	64	1.460	14.732	16.256
Brasil		11.929		11.929
Kolombia	6.267	381		6.648
Kanada	3.471	871	2.236	6.578
Republik Ceko	2.114	3.414	150	5.678
Indonesia	790	1.430	3.150	5.370
Botswana	4.300			4.300
Uzbekistan	1.000		3.000	4.000
Turki	278	761	2.650	3.689
Yunani			2.874	2.874
Bulgaria	13	233	2.465	2.711
Pakistan		2.265		2.265
Iran	1.710			1.710
Britania Raya	1.000		500	1.500
Rumania	1	35	1.421	1.457
Thailand			1.268	1.268
Meksiko	860	300	51	1.211
Chili	31	1.150		1.181
Hongaria		80	1.017	1.097
Peru	960		100	1060
Kirgizstan			812	812
Jepang	773			773
Spanyol	200	400	60	660
Korea Utara	300	300		600
Selandia Baru	33	206	333	572
Zimbabwe	502			502
Belanda	497			497
Venezuela	479			479
Argentina		430		430
Filipina		232	100	332
Slovenia		40	235	275
Mozambik	212			212
Swaziland	208			208
Tanzania	200			200
Nigeria	21	169		190
Greenland		183		183
Slowakia			172	172
Vietnam	150			150
Republik Kongo	88			88
Korea Selatan	78			78
Niger	70			70
Afganistan	66			66
Aljazair	40			40
Kroasia	6		33	39
Portugal	3		33	36
Perancis	22		14	36
Italia		27	7	34
Austria			25	25
Ekuador			24	24
Mesir		22		22
Irlandia	14			14
Zambia	10			10
Malaysia	4			4
Republik Afrika Tengah			3	3
Myanmar	2			2
Malawi		2		2
Kaledonia Baru	2			2
Nepal	2			2
Bolivia	1			1
Norwegia		1		1
Taiwan	1			1
Swedia		1		1

Negara pengekspor batu bara utama

Pengekspor batu bara berdasarkan negara dan tahun (dalam juta ton)
Negara	2003	2004
Australia	238,1	247,6
Amerika Serikat	43,0	48,0
Afrika Selatan	78,7	74,9
Uni Soviet	41,0	55,7
Polandia	16,4	16,3
Kanada	27,7	28,8
Republik Rakyat Cina	103,4	95,5
Amerika Selatan	57,8	65,9
Indonesia	200,8	131,4
Total	713,9	764,0

Minyak bumi

Cadangan minyak terbukti, 2009

Pompa minyak di pengeboran minyak dekat Lubbock, Texas.

Pengilangan minyak di Mina-Al-Ahmadi, Kuwait

Pompa minyak

Minyak Bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin petrus – karang dan oleum – minyak), dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah cairan kental, berwarna coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak Bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. Minyak Bumi diambil dari sumur minyak di pertambangan-pertambangan minyak. Lokasi sumur-sumur minyak ini didapatkan setelah melalui proses studi geologi, analisis sedimen, karakter dan struktur sumber, dan berbagai macam studi lainnya.^[1][2] Setelah itu, minyak Bumi akan diproses di tempat pengilangan minyak dan dipisah-pisahkan hasilnya berdasarkan titik didihnya sehingga menghasilkan berbagai macam bahan bakar, mulai dari bensin dan minyak tanah sampai aspal dan berbagai reagen kimia yang dibutuhkan untuk membuat plastik dan obat-obatan.^[3] Minyak Bumi digunakan untuk memproduksi berbagai macam barang dan material yang dibutuhkan manusia.^[4]

Komposisi

Jika dilihat kasar, minyak Bumi hanya berisi minyak mentah saja, tapi dalam penggunaan sehari-hari ternyata juga digunakan dalam bentuk hidrokarbon padat, cair, dan gas lainnya. Pada kondisi temperatur dan tekanan standar, hidrokarbon yang ringan seperti metana, etana, propana, dan butana berbentuk gas yang mendidih pada -161.6 °C, -88.6 °C, -42 °C, dan -0.5 °C, berturut-turut (-258.9°, -127.5°, -43.6°, dan +31.1° F), sedangkan karbon yang lebih tinggi, mulai dari pentana ke atas berbentuk padatan atau cairan. Meskipun begitu, di sumber minyak di bawah tanah, proporsi gas, cairan, dan padatan tergantung dari kondisi permukaan dan diagram fase dari campuran minyak Bumi tersebut.

Sumur minyak sebagian besar menghasilkan minyak mentah, dan terkadang ada juga kandungan gas alam di dalamnya. Karena tekanan di permukaan Bumi lebih rendah daripada di bawah tanah, beberapa gas akan keluar dalam bentuk campuran. Sumur gas sebagian besar menghasilkan gas. Tapi, karena suhu dan tekanan di bawah tanah lebih besar daripada suhu di permukaan, maka gas yang keluar kadang-kadang juga mengandung hidrokarbon yang lebih besar, seperti pentana, heksana, dan heptana dalam wujud gas. Di permukaan, maka gas ini akan mengkondensasi sehingga berbentuk kondensat gas alam. Bentuk fisik kondensat ini mirip dengan bensin.

Persentase hidrokarbon ringan di dalam minyak mentah sangat bervariasi tergantung dari ladang minyak, kandungan maksimalnya bisa sampai 97% dari berat kotor dan paling minimal adalah 50%.

Jenis hidrokarbon yang terdapat pada minyak Bumi sebagian besar terdiri dari alkana, sikloalkana, dan berbagai macam jenis hidrokarbon aromatik, ditambah dengan sebagian kecil elemen-elemen lainnya seperti nitrogen, oksigen dan sulfur, ditambah beberapa jenis logam seperti besi, nikel, tembaga, dan vanadium. Jumlah komposisi molekul sangatlah beragam dari minyak yang satu ke minyak yang lain tapi persentase proporsi dari elemen kimianya dapat dilihat di bawah ini:^[6]

Komposisi elemen berdasarkan berat
Elemen	Rentang persentase
Karbon	83 sampai 87%
Hidrogen	10 sampai 14%
Nitrogen	0.1 sampai 2%
Oksigen	0.05 sampai 1.5%
Sulfur	0.05 sampai 6.0%
Logam	< 0.1%

Ada 4 macam molekul hidrokarbon yang ada dalam minyak mentah. Persentase relatif setiap molekul berbeda-beda tiap lokasi minyaknya, sehingga menggambarkan ciri-ciri dari setiap minyak.

Komposisi molekul berdasarkan berat
Hidrokarbon		Rata-rata	Rentang
Parafin		30%	15 sampai 60%
Naptena		49%	30 sampai 60%
Aromatik		15%	3 sampai 30%
Aspaltena		6%	sisa-sisa

Kebanyakan minyak mentah di dunia merupakan non-konvensional.

Penampakan fisik dari minyak Bumi sangatlah beragam tergantung dari komposisinya. Minyak Bumi biasanya berwarna hitam atau coklat gelap (meskipun warnanya juga bisa kekuningan, kemerahan, atau bahkan kehijauan). Pada sumur minyak biasanya ditemukan juga gas alam yang mempunyai massa jenis lebih ringan daripada minyak Bumi, sehingga biasanya keluar terlebih dahulu dibandingkan minyak. Dalam campuran itu, terdapat juga air asin, yang massa jenisnya lebih rendah sehingga berada di lapisan di bawah minyak. Minyak mentah juga dapat ditemukan dengan campuran dengan pasir dan minyak, seperti pada pasir minyak Athabasca di Kanada, yang biasanya merujuk pada bitumen mentah. Bitumen yang terdapat di Kanada memiliki karakteristik lengket, berwarna hitam, bentuknya seperti minyak mentah dalam wujud tar, sehingga sangat lengket dan berat dan harus dipanaskan terlebih dahulu agar larut dan bisa dialirkan. Venezuela juga mempunyai cadangan minyak dalam jumlah besar di pasir minyak Orinoco, meskipun jumlah hidrokarbon yang terkandung lebih cair daripada di Kanada. Jenis minyak ini disebut dengan minyak ekstra berat. Minyak yang terdapat dalam pasir minyak ini disebut dengan minyak tak konvensional untuk membedakannya dari minyak yang dapat diekstrak dengan metode tradisional biasa. Kanada dan Venezuela diperkirakan mempunyai 3,6 triliun barel (570×10⁹ m³) bitumen dan minyak ekstra-berat ini, sekitar dua kali dari volume cadangan minyak konvensional dunia.

Minyak Bumi sebagian besar digunakan untuk memproduksi bensin dan minyak bakar, keduanya merupakan sumber "energi primer" utama.^[10] 84% dari volume hidrokarbon yang terkandung dalam minyak Bumi diubah menjadi bahan bakar, yang di dalamnya termasuk dengan bensin, diesel, bahan bakar jet, dan elpiji.^[11] Minyak Bumi yang tingkatannya lebih ringan akan menghasilkan minyak dengan kualitas terbaik, tapi karena cadangan minyak ringan dan menengah semakin hari semakin sedikit, maka tempat-tempat pengolahan minyak sekarang ini semakin meningkatkan pemrosesan minyak berat dan bitumen, diikuti dengan metode yang makin kompleks dan mahal untuk memproduksi minyak. Karena minyak Bumi tyang tingkatannya berat mengandung karbon terlalu banyak dan hidrogen terlalu sedikit, maka proses yang biasanya dipakai adalah mengurangi karbon atau menambahkan hidrogen ke dalam molekulnya. Untuk mengubah molekul yang panjang dan kompleks menjadi molekul yang lebih kecil dan sederhana, digunakan proses fluid catalytic cracking.

Karena mempunyai kepadatan energi yang tinggi, pengangkutan yang mudah, dan cadangan yang banyak, minyak Bumi telah menjadi sumber energi paling utama di dunia sejak pertengahan tahun 1950-an. Minyak Bumi juga digunakan sebagai bahan mentah dari banyak produk-produk kimia, farmasi, pelarut, pupuk, pestisida, dan plastik; dan sisa 16% lainnya yang tidak digunakan untuk produksi energi diubah menjadi material lainnya.

Cadangan minyak yang diketahui saat ini berkisar 190 km³ (1,2 triliun barrel) tanpa pasir minyak, atau 595 km³ (3,74 triliun barrel) jika pasir minyak ikut dihitung. Konsumsi minyak Bumi saat ini berkisar 84 juta barrel (13,4×10⁶ m³) per harinya, atau 4.9 km³ per tahunnya. Dengan cadangan minyak yang ada sekarang, minyak Bumi masih bisa dipakai sampai 120 tahun lagi, jika konsumsi dunia diasumsikan tidak bertambah.

Beberapa ilmuwan menyatakan bahwa minyak adalah zat abiotik, yang berarti zat ini tidak berasal dari fosil tetapi berasal dari zat anorganik yang dihasilkan secara alami dalam perut Bumi. Namun, pandangan ini diragukan dalam lingkungan ilmiah.

Kimia

Oktana, hidrokarbon yang ditemukan pada bensin. Garis-garis melambangkan ikatan tunggal, bola hitam melambangkan karbon, sedangkan bola putih melambangkan hidrogen.

Minyak Bumi merupakan campuran dari berbagai macam hidrokarbon, jenis molekul yang paling sering ditemukan adalah alkana (baik yang rantai lurus maupun bercabang), sikloalkana, hidrokarbon aromatik, atau senyawa kompleks seperti aspaltena. Setiap minyak Bumi mempunyai keunikan molekulnya masing-masing, yang diketahui dari bentuk fisik dan ciri-ciri kimia, warna, dan viskositas.

Alkana, juga disebut dengan parafin, adalah hidrokarbon tersaturasi dengan rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya mengandung unsur karbon dan hidrogen dengan rumus umum C_nH_2n+2. Pada umumnya minyak Bumi mengandung 5 sampai 40 atom karbon per molekulnya, meskipun molekul dengan jumlah karbon lebih sedikit/lebih banyak juga mungkin ada di dalam campuran tersebut.

Alkana dari pentana (C₅H₁₂) sampai oktana (C₈H₁₈) akan disuling menjadi bensin, sedangkan alkana jenis nonana (C₉H₂₀) sampai heksadekana (C₁₆H₃₄) akan disuling menjadi diesel, kerosene dan bahan bakar jet). Alkana dengan atom karbon 16 atau lebih akan disuling menjadi oli/pelumas. Alkana dengan jumlah atom karbon lebih besar lagi, misalnya parafin wax mempunyai 25 atom karbon, dan aspal mempunyai atom karbon lebih dari 35. Alkana dengan jumlah atom karbon 1 sampai 4 akan berbentuk gas dalam suhu ruangan, dan dijual sebagai elpiji (LPG). Di musim dingin, butana (C₄H₁₀), digunakan sebagai bahan campuran pada bensin, karena tekanan uap butana yang tinggi akan membantu mesin menyala pada musim dingin. Penggunaan alkana yang lain adalah sebagai pemantik rokok. Di beberapa negara, propana (C₃H₈) dapat dicairkan dibawah tekanan sedang, dan digunakan masyarakat sebagai bahan bakar transportasi maupun memasak.

Sikloalkana, juga dikenal dengan nama naptena, adalah hidrokarbon tersaturasi yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap pada karbonnya, dengan rumus umum C_nH_2n. Sikloalkana memiliki ciri-ciri yang mirip dengan alkana tapi memiliki titik didih yang lebih tinggi.

Hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon tidak tersaturasi yang memiliki satu atau lebih cincin planar karbon-6 yang disebut cincin benzena, dimana atom hidrogen akan berikatan dengan atom karbon dengan rumus umum C_nH_n. Hidrokarbon seperti ini jika dibakar maka akan menimbulkan asap hitam pekat. Beberapa bersifat karsinogenik.

Semua jenis molekul yang berbeda-beda di atas dipisahkan dengan distilasi fraksional di tempat pengilangan minyak untuk menghasilkan bensin, bahan bakar jet, kerosin, dan hidrokarbon lainnya. Contohnya adalah 2,2,4-Trimetilpentana (isooktana), dipakai sebagai campuran utama dalam bensin, mempunyai rumus kimia C₈H₁₈ dan bereaksi dengan oksigen secara eksotermik:^[14]

2 C₈H_18(l) + 25 O_2(g) → 16 CO_2(g) + 18 H₂O_(g) + 10.86 MJ/mol (oktana)

Jumlah dari masing-masing molekul pada minyak Bumi dapat diteliti di laboratorium. Molekul-molekul ini biasanya akan diekstrak di sebuah pelarut, kemudian akan dipisahkan di kromatografi gas, dan kemudian bisa dideteksi dengan detektor yang cocok.

Pembakaran yang tidak sempurna dari minyak Bumi atau produk hasil olahannya akan menyebabkan produk sampingan yang beracun. Misalnya, terlalu sedikit oksigen yang bercampur maka akan menghasilkan karbon monoksida. Karena suhu dan tekanan yang tinggi di dalam mesin kendaraan, maka gas buang yang dihasilkan oleh mesin biasanya juga mengandung molekul nitrogen oksida yang dapat menimbulkan asbut.

Persamaan empiris untuk ciri-ciri termal pada produk hasil olahan minyak Bumi

Panas pembakaran

Pada volume yang konstan maka panas pembakaran dari produk minyak Bumi dapat diperkirakan dengan rumus:

.

dengan dalam kal/gram dan d adalah gravitasi khusus pada suhu 60 °F (16 °C).

Konduktivitas termal

Konduktivitas termal dari cairan-cairan yang berasal dari minyak Bumi dapat dirumuskan sebagai berikut:

0.547

Satuan K adalah BTU hr⁻¹ft⁻² , t diukur dalam °F dan d adalah gravitasi khusus pada suhu 60 °F (16 °C).

Penggunaan

Struktur kimia dari minya Bumi sangatlah heterogen, terdiri dari banyak rantai hidrokarbon dengan panjang yang berbeda-beda. Maka dari itu, minyak Bumi dibawa ke tempat pengilangan minyak sehingga senyawa-senyawa hidrokarbon ini bisa dipisahkan dengan teknik distilasi dan proses kimia lainnya. Hasil penyulingan minyak inilah yang digunakan manusia untuk berbagai macam kebutuhan.

Bahan bakar

Jenis produk paling umum dari penyulingan minyak Bumi adalah bahan bakar. Jenis-jenis bahan bakar itu antara lain (dilihat dari titik didihnya):^[16]

Hasil penyulingan minyak Bumi
Nama bahan bakar	Titik didih oC
Elpiji (LPG)	-40
Butana	-12 sampai -1
Bensin	-1 sampai 180
Bahan bakar jet	150 sampai 205
Minyak tanah	205 sampai 260
Minyak bakar	205 sampai 290
Diesel	260 sampai 315

Produk turunan lainnya

Beberapa produk hasil olahan hidrokarbon dapat dicampur dengan senyawa non-hidrokarbon untuk membentuk senyawa lainnya:

         Alkena (olefin), dapat diproduksi menjadi plastik atau senyawa lain.

         Pelumas (oli mesin dan gemuk).

         Wax, digunakan dalam pengepakan makanan beku.

         Sulfur atau Asam sulfat. Merupakan senyawa penting dalam industri.

         Tar.

         Aspal.

         Kokas minyak Bumi, digunakan sebagai bahan bakar padat.

         Parafin wax.

         Petrokimia aromatik, digunakan sebagai campuran pada produksi bahan-bahan kimia lainnya.

Di Indonesia

Di Indonesia, minyak Bumi yang diolah banyak digunakan sebagai Bahan bakar minyak atau BBM, yang merupakan salah satu jenis bahan bakar yang digunakan secara luas di era industrialisasi.

Ada beberapa jenis BBM yang dikenal di Indonesia, di antaranya adalah:

         Minyak tanah rumah tangga

         Minyak tanah industri

         Pertamax Racing

         Pertamax

         Pertamax Plus

         Premium

         Bio Premium

         Bio Solar

         Pertamina DEX

         Solar transportasi

         Solar industri

         Minyak diesel

         Minyak bakar

Di Indonesia, harga BBM sering mengalami kenaikan disebabkan alasan pemerintah yang ingin mengurangi subsidi. Tujuan dari pengurangan tersebut dikatakan adalah agar dana yang sebelumnya digunakan untuk subsidi dapat dialihkan untuk hal-hal lain seperti pendidikan dan pembangunan infrastruktur. Di sisi lain, kenaikan tersebut sering memicu terjadinya kenaikan pada harga barang-barang lainnya seperti barang konsumen, sembako dan bisa juga tarif listrik sehingga selalu ditentang masyarakat.

Sejarah

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Sejarah minyak Bumi

Pengeboran minyak di Okemah, Oklahoma, 1922.

Minyak Bumi telah digunakan oleh manusia sejak zaman kuno, dan sampai saat ini masih merupakan komoditas yang penting. Minyak Bumi menjadi bahan bakar utama setelah ditemukannya mesin pembakaran dalam, semakin majunya penerbangan komersial, dan meningkatnya penggunaan plastik.

Lebih dari 4000 tahun yang lalu, menurut Herodotus dan Diodorus Siculus, aspal telah digunakan sebagai konstruksi dari tembok dan menara Babylon; ada banyak lubang-lubang minyak di dekat Ardericca (dekat Babylon).^[17] Jumlah minyak yang besar ditemukan di tepi Sungai Issus, salah satu anak sungai dari Sungai Eufrat. Tablet-tablet dari Kerajaan Persia Kuno menunjukkan bahwa kebutuhan obat-obatan dan penerangan untuk kalangan menengah-atas menggunakan minyak Bumi. Pada tahun 347, minyak diproduksi daqri sumur yang digali dengan bambu di China.

Pada tahun 1850-an, Ignacy Łukasiewicz menemukan bagaimana proses untuk mendistilasi minyak tanah dari minyak Bumi, sehingga memberikan alternatif yang lebih murah daripada harus menggunakan minyak paus. Maka, dengan segera, pemakaian minyak Bumi untuk keperluan penerangan melonjak drastis di Amerika Utara.^[19] Sumur minyak komersial pertama di dunia yang digali terletak di Polandia pada tahun 1853. Pengeboran minyak kemudian berkembang sangat cepat di banyak belahan dunia lainnya, terutama saat Kerajaan Rusia berkuasa. Perusahaan Branobel yang berpusat di Azerbaijan menguasai produksi minyak dunia pada akhir abad ke-19.

Industri minyak mentah

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Industri minyak Bumi

Hal-hal yang termasuk di dalam industri minyak mentah adalah proses eksplorasi, ekstraksi, pengilangan, dan transportasi (yang biasanya diangkut dengan kapal tanker dan jalur pipa). Volume terbesar dari industri ini adalah bahan bakar minyak dan bensin. Minyak Bumi juga merupakan bahan bakar utama dalam pembuatan produk kimia lainnya, termasuk obat-obatan, pelarut, pupuk, pestisida, dan plastik. Industri ini biasanya terbagi menjadi 3 komponen besar: upstream, midstream dan downstream.

industri, dan sangat penting untuk menjaga peradaban manusia di jaman industrialisasi ini, sehingga minyak Bumi ini menjadi perhatian serius bagi banyak pemerintahan di banyak negara. Saat ini minyak Bumi masih menjadi sumber energi terbesar di banyak kawasan di dunia, dengan persentase bervariasi mulai dari yang terendah 32% di Eropa dan Asia, sampai yang paling tertinggi di Timur Tengah, yaitu mencapai 53%. Di kawasan lainnya, persentase pemakaian minyak Bumi sebagai sumber energi untuk Amerika Selatan dan Tengah mencapai 44%, Afrika 41%, dan Amerika Utara 40%. Saat ini dunia mengkonsumsi 30 juta barrel (4.8 km³) minyak per tahunnya, dan pengkonsumsi minyak terbesar tetaplah negara-negara maju. Menurut data, Amerika Serikat saja mengkonsumsi 24% konsumsi minyak dunia pada tahun 2004, meskipun di tahun 2007 persentasenya turun menjadi 21%.

 

Minyak Bumi berdasarkan negara

Statistik konsumsi

       

Emisi karbon global, indikator dari konsumsi minyak mentah dari tahun 1800-2007. Untuk keseluruhan, warnanya hitam, sedangkan untuk minyak saja warna biru.

       

Proyeksi penggunaan energi, oleh EIA

       

Konsumsi minyak mentah per harinya, dari tahun 1980 to 2006

       

konsumsi minyak Bumi berdasarkan persentase wilayah dari tahun 1980-2006: merah=Amerika Serikat, biru=Eropa, kuning=Asia+Oseania

      

Konsumsi minyak mentah tahun 2010 di dunia dan berdasarkan wilayah. Global Energy Statistical Yearbook 2011

Produksi

Negara-negara produsen minyak Bumi

Grafik dari negara-negara produsen minyak utama dunia, 1960-2006, termasuk Uni Soviet

Dalam industri minyak mentah, yang dimaksud dengan produksi adalah seberapa banyak minyak mentah yang berhasil diekstraksi.

#	Negara produsen	103bbl/hari (2006)	103bbl/hari (2007)	103bbl/hari (2008)	103bbl/hari (2009)	Pangsa pasar
1	Arab Saudi (OPEC)	10.665	10.234	10.782	9.760	11,8%
2	Rusia 1	9.677	9.876	9.789	9.934	12,0%
3	Amerika Serikat 1	8.331	8.481	8.514	9.141	11,1%
4	Iran (OPEC)	4.148	4.043	4.174	4.177	5,1%
5	China	3.846	3.901	3.973	3.996	4,8%
6	Kanada 2	3.288	3.358	3.350	3.294	4,0%
7	Meksiko 1	3.707	3.501	3.185	3.001	3,6%
8	Uni Emirat Arab (OPEC)	2.945	2.948	3.046	2.795	3,4%
9	Kuwait (OPEC)	2.675	2.613	2.742	2.496	3,0%
10	Venezuela (OPEC) 1	2.803	2.667	2.643	2.471	3,0%
11	Norwegia 1	2.786	2.565	2.466	2.350	2,8%
12	Brasil	2.166	2.279	2.401	2.577	3,1%
13	Irak (OPEC) 3	2.008	2.094	2.385	2.400	2,9%
14	Aljazair (OPEC)	2.122	2.173	2.179	2.126	2,6%
15	Nigeria (OPEC)	2.443	2.352	2.169	2.211	2,7%
16	Angola (OPEC)	1.435	1.769	2.014	1.948	2,4%
17	Libya (OPEC)	1.809	1.845	1.875	1.789	2,2%
18	Inggris	1.689	1.690	1.584	1.422	1,7%
19	Kazakhstan	1.388	1.445	1.429	1.540	1,9%
20	Qatar (OPEC)	1.141	1.136	1.207	1.213	1,5%
21	Indonesia	1.102	1.044	1.051	1.023	1,2%
22	India	854	881	884	877	1,1%
23	Azerbaijan	648	850	875	1.012	1,2%
24	Argentina	802	791	792	794	1,0%
25	Oman	743	714	761	816	1,0%
26	Malaysia	729	703	727	693	0,8%
27	Mesir	667	664	631	678	0,8%
28	Kolombia	544	543	601	686	0,8%
29	Australia	552	595	586	588	0,7%
30	Ekuador (OPEC)	536	512	505	485	0,6%
31	Sudan	380	466	480	486	0,6%
32	Suriah	449	446	426	400	0,5%
33	Guinea Ekuatorial	386	400	359	346	0,4%
34	Thailand	334	349	361	339	0,4%
35	Vietnam	362	352	314	346	0,4%
36	Yaman	377	361	300	287	0,3%
37	Denmark	344	314	289	262	0,3%
38	Gabon	237	244	248	242	0,3%
39	Afrika Selatan	204	199	195	192	0,2%
40	Turkmenistan	Tidak ada data	180	189	198	0,2%

Sumber: U.S. Energy Information Administration

¹ Masa produksi minyak maksimum sudah lewat di negara-negara ini

² Meski produksi minyak Kanada turun, tapi total produksi minyak tetap tumbuh karena produksi pasir minyak masih meningkat. Jika pasir minyak dimasukkan, Kanada mempunyai cadangan minyak terbesar kedua setelah Arab Saudi.

³ Meskipun masih tercatat sebagai anggota, tapi Irak sudah tidak dimasukkan dalam total produksi sejak 1998.

Konsumsi

Menurut CIA World Factbook, konsumsi minyak Bumi di dunia pada tahun 2010 adalah 87 juta barel minyak per harinya.

Konsumsi minyak per kapita (warna lebih gelap berarti konsumsinya lebih besar).

Tabel ini berisi tentang berapa banyak minyak mentah yang dikonsumsi tiap harinya pada tahun 2008 dalam satuan ribu barrel (bbl) dan ribu meter kubik (m³)

Konsumsi pada tahun 2008	(1000 bbl/hari)	(1000 m3/hari)	populasi penduduk (juta)	10 bbl/tahun per kapita	10 m3/tahun per kapita
Amerika Serikat 1	19.497,95	3,099.9	314	226	35.9
China	7.831,00	1,245.0	1345	21	3.3
Jepang 2	4.784,85	760.7	127	137	21.8
India 2	2.962,00	470.9	1198	09	1.4
Rusia 1	2.916,00	463.6	140	76	12.1
Jerman 2	2.569,28	408.5	82	114	18.1
Brasil	2.485,00	395.1	193	47	7.5
Arab Saudi (OPEC)	2.376,00	377.8	25	337	53.6
Kanada	2.261,36	359.5	33	246	39.1
Korea Selatan 2	2.174,91	345.8	48	164	26.1
Meksiko 1	2.128,46	338.4	109	71	11.3
Perancis 2	1.986,26	315.8	62	116	18.4
Iran (OPEC)	1.741,00	276.8	74	86	13.7
Britania Raya 1	1.709,66	271.8	61	101	16.1
Italia 2	1.639,01	260.6	60	10	1.6

Sumber: Informasi Administrasi Energi AS

Data populasi:

¹ Masa puncak produksi minyak sudah terlewati di negara-negara ini

² Negara ini bukanlah produsen minyak utama

Ekspor

Lihat pula: Eksportir minyak mentah dan OPEC

Para negara pengekportir minyak.

Ekspor minyak mentah bersih antara tahun 2006-2009 dalam ribu bbl/hari dan ribu m³/d:

#	Negara pengekspor	103bbl/hari (2009)	103m3/hari (2009)	103bbl/hari (2006)	103m3/hari (2006)
1	Arab Saudi (OPEC)	7.322	1.164	8.651	1.376
2	Rusia 1	7.194	1.144	6.565	1.044
3	Iran (OPEC)	2.486	395	2.519	401
4	Uni Emirat Arab (OPEC)	2.303	366	2.515	400
5	Norwegia 1	2.132	339	2.542	404
6	Kuwait (OPEC)	2.124	338	2.150	342
7	Nigeria (OPEC)	1.939	308	2.146	341
8	Angola (OPEC)	1.878	299	1.363	217
9	Aljazair (OPEC) 1	1.767	281	1.847	297
10	Irak (OPEC)	1.764	280	1.438	229
11	Venezuela (OPEC) 1	1.748	278	2.203	350
12	Libya (OPEC) 1	1.525	242	1.525	242
13	Kazakhstan	1.299	207	1.114	177
14	Kanada 2	1.168	187	1.071	170
15	Qatar (OPEC)	1.066	169	-	-
-	Meksiko 1	1.039	165	1.676	266

Sumber: US Energy Information Administration

¹ Masa produksi minyak maksimum sudah terlewati di negara ini

² Statistik untuk Kanada sangatlah kompleks karena nyatanya negara ini adalah eksportir dan importir minyak sekaligus. Negara ini juga banyak sekali melakukan pengilangan untuk minyak-minyak yang dipasarkan di pasar Amerika Serikat. Kanada merupakan eksportir minyak utama ke AS, dengan rata-rata impor sekitar 2.500.000 barel/hari (400.000 m3/hari) bulan Agustus 2007.

Total produksi/konsumsi dunia pada tahun 2005 diperkirakan sekitar 84 juta barel per harinya (13.400.000 m3/d).

Impor

Impor minyak mentah berdasarkan negara.

Negara importir minyak mentah terbesar, dari tahun 2006 sampai 2009 dalam ribu bbl/hari dan ribu m³/d:

#	Negara pengimpor	103bbl/hari (2009)	103m3/hari (2009)	103bbl/hari (2006)	103m3/hari (2006)
1	Amerika Serikat 1	9.631	1.531	12.220	1.943
2	China 2	4.328	688	3.438	547
3	Jepang	4.235	673	5.097	810
4	Jerman	2.323	369	2.483	395
5	India	2.233	355	1.687	268
6	Korea Selatan	2.139	340	2.150	342
7	Perancis	1.749	278	1.893	301
8	Britania Raya	1.588	252	-	-
9	Spanyol	1.439	229	1.555	247
10	Italia	1.381	220	1.558	248
11	Belanda	973	155	936	149
12	Republik Cina (Taiwan)	944	150	942	150
13	Singapora	916	146	787	125
14	Turki	650	103	576	92
15	Belgia	597	95	546	87
-	Thailand	538	86	606	96

Sumber: US Energy Information Administration

¹ Masa produksi minyak maksimum sudah terlewati di negara ini^[rujukan?]

² Produsem minyak utama yang jumlah produksinya masih bisa meningkat^[rujukan?]

Konsumen minyak mentah tapi tidak memproduksi

Negara-negara yang produksi minyaknya kurang atau sama dengan 10% dari jumlah konsumsinya.

#	Negara konsumen	(bbl/hari)	(m³/hari)
1	Jepang	5.578.000	886.831
2	Jerman	2.677.000	425.609
3	Korea Selatan	2.061.000	327.673
4	Perancis	2.060.000	327,514
5	Italia	1.874.000	297.942
6	Spanyol	1.537.000	244.363
7	Belanda	946.700	150.513
8	Turki	575.011	91.663

Sumber: CIA World Factbook

Efek pada lingkungan

Tumpahan minyak diesel di jalan

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Masalah lingkungan dengan minyak Bumi

Karena minyak Bumi adalah substansi yang berasal dari alam, maka kehadirannya di lingkungan tidak perlu berasal dari aktivitas rutin atau kesalahan manusia (Misalnya dari pengeboran, ekstraksi, pengilangan, dan pembakaran). Fenomena alam seperti perembesan minyak dan tar pit adalah bukti bahwa minyak Bumi bisa ada secara natural.

Pemanasan global

Ketika dibakar, maka minyak Bumi akan menghasilkan karbon dioksida, salah satu gas rumah kaca. Bersamaan dengan pembakaran batu bara, pembakaran minyak Bumi adalah penyumbang bertambahnya CO₂ do atmosfer. Jumlah CO₂ ini meningkat dengan cepat di udara semenjak adanya revolusi industri, sehingga saat ini levelnya mencapai lebih dari 380ppmv, dari sebelumnya yang hanya 180-300ppmv, sehingga muncullah pemanasan global.

Ekstraksi

Ekstraksi minyak adalah proses pemindahan minyak dari sumur minyak. Minyak Bumi biasanya diangkat ke Bumi dalam bentuk emulsi minyak-air, dan digunakan senyawa kimia khusus yang namanya demulsifier untuk memisahkan air dan minyaknya. Ekstraksi minyak ongkosnya mahal dan terkadang merusak lingkungan. Eksplorasi dan ekstraksi minyak lepas pantai akan mengganggu keseimbangan lingkungan di lautan.^[32]

Masa depan bagi produksi minyak Bumi

Konsumsi minyak Bumi pada abad ke-20 dan abad ke-21 bertambah seiring dengan tumbuhnya penjualan kendaraan. Penjualan mobil ramah lingkungan pun meningkat semenjak harga minyak yang merangkak naik di tahun 1980-an di negara-negara OECD. Pada tahun 2008, adanya krisis ekonomi agaknya sedikit memukul penjualan kendaraan, tapi konsumsi minyak Bumi tetap meningkat tipis. Neagra-negara BRIC agaknya juga mulai menyumbang pemanasan global, seperti China yang sudah menjadi pasar mobil terbesar di dunia sejak tahun 2009.

Gas alam

Produksi gas alam dunia, warna coklat adalah produksi terbesar, diikuti warna merah

Gas alam sering juga disebut sebagai gas Bumi atau gas rawa, adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana CH₄). Ia dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas Bumi dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan-bahan organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. Sumber biogas dapat ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta penampungan kotoran manusia dan hewan.

Komposisi kimia

Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH₄), yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat seperti etana (C₂H₆), propana (C₃H₈) dan butana (C₄H₁₀), selain juga gas-gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas alam juga merupakan sumber utama untuk sumber gas helium.

Metana adalah gas rumah kaca yang dapat menciptakan pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan ozon, memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca dari metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap, ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15, 75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-turut).

Komponen	%
Metana (CH4)	80-95
Etana (C2H6)	5-15
Propana (C3H8) and Butane (C4H10)	< 5

Nitrogen, helium, karbon dioksida (CO₂), hidrogen sulfida (H₂S), dan air dapat juga terkandung di dalam gas alam. Merkuri dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.

Campuran organosulfur dan hidrogen sulfida adalah kontaminan (pengotor) utama dari gas yang harus dipisahkan . Gas dengan jumlah pengotor sulfur yang signifikan dinamakan sour gas dan sering disebut juga sebagai "acid gas (gas asam)". Gas alam yang telah diproses dan akan dijual bersifat tidak berasa dan tidak berbau. Akan tetapi, sebelum gas tersebut didistribusikan ke pengguna akhir, biasanya gas tersebut diberi bau dengan menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi bila terjadi kebocoran gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya tidak berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan tercekiknya pernapasan karena ia dapat mengurangi kandungan oksigen di udara pada level yang dapat membahayakan.

Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara, sehingga cenderung mudah tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia berada dalam ruang tertutup, seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah meledak, yang jika tersulut api, dapat menyebabkan ledakan yang dapat menghancurkan bangunan. Kandungan metana yang berbahaya di udara adalah antara 5% hingga 15%.

Ledakan untuk gas alam terkompresi di kendaraan, umumnya tidak mengkhawatirkan karena sifatnya yang lebih ringan, dan konsentrasi yang di luar rentang 5 - 15% yang dapat menimbulkan ledakan.

Kandungan energi

Pembakaran satu meter kubik gas alam komersial menghasilkan 38 MJ (10.6 kWh).

Peyimpanan dan transportasi gas alam

Polyethylene gas main being laid in a trench.

Metode penyimpanan gas alam dilakukan dengan "Natural Gas Underground Storage", yakni suatu ruangan raksasa di bawah tanah yang lazim disebut sebagai "salt dome" yakni kubah-kubah di bawah tanah yang terjadi dari reservoir sumber-sumber gas alam yang telah depleted. Hal ini sangat tepat untuk negeri 4 musim. Pada musim panas saat pemakaian gas untuk pemanas jauh berkurang (low demand), gas alam diinjeksikan melalui kompresor-kompresor gas kedalam kubah di dalam tanah tersebut. Pada musim dingin, dimana terjadi kebutuhan yang sangat signifikan, gas alam yang disimpan di dalam kubah bawah tanah dikeluarkan untuk disalurkan kepada konsumen yang membutuhkan. Bagi perusahaan (operator) penyedia gas alam, cara ini sangat membantu untuk menjaga stabilitas operasional pasokan gas alam melalui jaringan pipa gas alam.

Pada dasarnya sistem transportasi gas alam meliputi :

       Transportasi melalui pipa salur.

       Transportasi dalam bentuk Liquefied Natural Gas (LNG) dengan kapal tanker LNG untuk pengangkutan jarak jauh.

       Transportasi dalam bentuk Compressed Natural Gas (CNG), baik di daratan dengan road tanker maupun dengan kapal tanker CNG di laut, untuk jarak dekat dan menengah (antar pulau).

Di Indonesia, Badan Pengatur Hilir Migas (BPH Hilir Migas) telah menyusun Master Plan "Sistem Jaringan Induk Transmisi Gas Nasional Terpadu". Dalam waktu yang tidak lama lagi sistem jaringan pipa gas alam akan membentang sambung menyambung dari Nang roe Aceh Darussalam-Sumatera Utara-Sumatera Tengah-Sumatera Selatan-Jawa-Sulawesi dan Kalimantan. Saat ini jaringan pipa gas di Indonesia dimiliki oleh PERTAMINA dan PGN dan masih terlokalisir terpisah-pisah pada daerah-daerah tertentu, misalnya di Sumatera Utara, Sumatera Tengah, Sumatera Selatan, Jawa Barat, Jawa Timur dan Kalimantan Timur.

Carrier LNG dapat digunakan untuk mentransportasi gas alam cair (liquefied natural gas, LNG) menyebrangi samudra, sedangkan truk tangki dapat membawa gasa alam cair atau gas alam terkompresi (compressed natural gas, CNG) dalam jarak dekat. Mereka dapat mentransportasi gas alam secara langsung ke pengguna-akhir atau ke titik distribusi, seperti jalur pipa untuk transportasi lebih lanjut. Hal ini masih membutuhkan biaya yang besar untuk fasilitas tambahan untuk pencairan gas atau kompresi di titik produksi, dan penggasan atau dekompresi di titik pengguna-akhir atau ke jalur pipa.

Pemanfaatan Gas Alam

Secara garis besar pemanfaatan gas alam dibagi atas 3 kelompok yaitu :

       Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar Pembangkit Listrik Tenaga Gas/Uap, bahan bakar industri ringan, menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor (BBG/NGV), sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah tangga hotel, restoran dan sebagainya.

       Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik pupuk, petrokimia, metanol, bahan baku plastik (LDPE = low density polyethylene, LLDPE = linear low density polyethylene, HDPE = high density polyethylen, PE= poly ethylene, PVC=poly vinyl chloride, C3 dan C4-nya untuk LPG, CO2-nya untuk soft drink, dry ice pengawet makanan, hujan buatan, industri besi tuang, pengelasan dan bahan pemadam api ringan.

       Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied Natural Gas (LNG.

Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk air conditioner (AC=penyejuk udara), seperti yang digunakan di bandara Bangkok, Thailand dan beberapa bangunan gedung perguruan tinggi di Australia.

Gas alam di Indonesia

Pemanfaatan gas alam di Indonesia dimulai pada tahun 1960-an dimana produksi gas alam dari ladang gas alam PT Stanvac Indonesia di Pendopo, Sumatera Selatan dikirim melalui pipa gas ke pabrik pupuk Pusri IA, PT Pupuk Sriwidjaja di Palembang. Perkembangan pemanfaatan gas alam di Indonesia meningkat pesat sejak tahun 1974, dimana PERTAMINA mulai memasok gas alam melalui pipa gas dari ladang gas alam di Prabumulih, Sumatera Selatan ke pabrik pupuk Pusri II, Pusri III dan Pusri IV di Palembang. Karena sudah terlalu tua dan tidak efisien, pada tahun 1993 Pusri IA ditutup,dan digantikan oleh Pusri IB yang dibangun oleh putera-puteri bangsa Indonesia sendiri. Pada masa itu Pusri IB merupakan pabrik pupuk paling modern di kawasan Asia, karena menggunakan teknologi tinggi. Di Jawa Barat, pada waktu yang bersamaan, 1974, PERTAMINA juga memasok gas alam melalui pipa gas dari ladang gas alam di lepas pantai (off shore) laut Jawa dan kawasan Cirebon untuk pabrik pupuk dan industri menengah dan berat di kawasan Jawa Barat dan Cilegon Banten. Pipa gas alam yang membentang dari kawasan Cirebon menuju Cilegon, Banten memasok gas alam antara lain ke pabrik semen, pabrik pupuk, pabrik keramik, pabrik baja dan pembangkit listrik tenaga gas dan uap.

Selain untuk kebutuhan dalam negeri, gas alam di Indonesia juga di ekspor dalam bentuk LNG (Liquefied Natural Gas)

Salah satu daerah penghasil gas alam terbesar di Indonesia adalah Nanggröe Aceh Darussalam. Sumber gas alam yang terdapat di daerah Kota Lhokseumawe dikelola oleh PT Arun NGL Company. Gas alam telah diproduksikan sejak tahun 1979 dan diekspor ke Jepang dan Korea Selatan. Selain itu di Krueng Geukuh, Nanggröe Aceh Barôh (kabupaten Aceh Utara) juga terdapat PT Pupuk Iskandar Muda pabrik pupuk urea, dengan bahan baku dari gas alam.

Cadangan gas dunia

Total cadangan dunia (yang sudah dikonfirmasi) adalah 6,112 triliun kaki persegi. Daftar 20 besar negara dengan cadangan gas terbesar dalam satuan triliun kaki persegi (trillion cu ft) adalah:

1. Rusia =1,680
2. Iran =971
3. Qatar =911
4. Arab Saudi =241
5. United Arab Emirates =214
6. Amerika Serikat =193
7. Nigeria =185
8. Aljazair =161
9. Venezuela =151
10. Irak =112
11. Indonesia =98
12. Norwegia =84
13. Malaysia =75
14. Turkmenistan =71
15. Uzbekistan =66
16. Kazakhstan =65
17. Belanda =62
18. Mesir =59
19. Kanada =57
20. Kuwait =56

Total cadangan 20 negara di atas adalah 5,510 triliun kaki persegi dan total cadangan negara-negara di luar 20 besar di atas adalah 602 triliun kaki persegi.

Daftar ladang gas terbesar dalam satuan (*10⁹ m³):

1. Asalouyeh, South Pars Gas Field (10000 - 15000)
2. Urengoy gas field (10000)
3. Shtokman field (3200)
4. Karachaganak field, Kazakhstan (1800)
5. Slochteren (1500)
6. Troll (1325)
7. Greater Gorgon (1100)
8. Shah Deniz gas field (800)
9. Tangguh gas field , Indonesia (500)
10. Sakhalin-I (485)
11. Ormen Lange (400)
12. Jonah Field (300)
13. Snøhvit (140)
14. Barnett Shale (60 - 900)
15. Maui gas field (?)