visitaaponce.com

KESADARAN dan kebutuhan akan energi baru-terbarukan meningkat cukup pesat akhir-akhir ini. Isu lingkungan yang telah banyak diangkat di forum internasional mengenai pemanasan global, dan upaya untuk mengurangi jejak karbon dalam berbagai lini kehidupan, menjadi penggerak utama bagi masyarakat dunia untuk beralih dari sumber energi berbasis fosil kepada sumber energi yang lebih bersih dan ramah lingkungan.

Salah satu sumber energi bersih tersebut ialah energi surya. Indonesia sebagai negara beriklim tropis dengan persentase lama penyinaran matahari cukup tinggi memiliki potensi energi surya sampai dengan 4,80 kWh/m2/harinya. Pemerintah Indonesia pun telah menyertakan energi surya dalam target bauran Energi Baru Terbarukan (EBT) Nasional. Berdasarkan Peraturan Presiden No 22/2017 tentang Rencana Umum Energi Nasional, pada tahun 2025, bauran EBT diproyeksikan mencapai 23%.

Sel panel surya

Sel surya merupakan alat yang mampu mengonversi sinar matahari menjadi arus listrik. Sel ini bekerja dengan memanfatkan efek photovoltaic (PV), yaitu sebuah fenomena yang ditemukan pada 1839 oleh Edmond Becquerel. Efek itu timbul ketika suatu material yang terdiri atas gabungan dua lapisan semikonduktor menghasilkan arus listrik ketika terkena cahaya.

Bahan baku utama pembuatan panel surya ialah silikon (Si), yang dapat ditemukan di alam dalam bentuk senyawa berupa silikat (Si + O + unsur lain) dan pasir kuarsa (SiO2). Seperti mengutip data Kementerian ESDM tahun 2021, Indonesia memiliki potensi sumber daya pasir kuarsa yang cukup besar sampai dengan 25 miliar ton, dengan jumlah cadangan mencapai 330 juta ton. Sumber daya dan cadangan pasir kuarsa Indonesia tersebut tersebar di 23 provinsi di Indonesia, dari Aceh sampai dengan Papua Barat.

Berangkat dari kondisi tersebut, tim dosen ITB yang diketuai oleh Dr Eng Syafrizal dan beranggotakan Dr mont. Andy Yahya Al Hakim serta Arie Naftali Hawu Hede, Ph.D, melalui program dari Lembaga Penelitian dan Pengabdian Kepada Masyarakat Institut Teknologi Bandung (LPPM ITB), berkolaborasi dengan Dinas ESDM Provinsi Bangka Belitung, Universitas Palangkaraya, SMAN 1 Pangkalpinang, PT Sumber Energi Sukses Makmur, PT Mitra Persada Resources, serta PT Timah Tbk. untuk kegiatan pengabdian kepada masyarakat yang mengangkat tema Karakterisasi Endapan Pasir Kuarsa dan Kemungkinan Pemanfaatannya sebagai Bahan Baku Sel Surya.

Kegiatan ini bertujuan untuk memberi wawasan kepada para mitra dan pemerintah daerah (pemda) mengenai karakterisasi endapan pasir kuarsa di Indonesia, khususnya di Provinsi Bangka Belitung serta Kalimantan Tengah, serta potensinya sebagai bahan baku sel panel surya. Hasil dari kegiatan ini diharapkan dapat menjadi dasar dan bahan pertimbangan mereka untuk mengembangkan potensi dari pasir kuarsa sebagai bahan baku dalam industri sel panel surya di Indonesia.

Endapan pasir kuarsa di Mapur, Kabupaten Bangka. Dok.ITB

Bahan baku sel panel surya

Industri sel panel surya membutuhkan bahan baku kuarsa dengan tingkat kemurnian tinggi (high purity quartz). Kandungan dari unsur jejak pada pasir kuarsa menjadi parameter kualitas terpenting yang memengaruhi kemurnian kuarsa sebagai bahan baku sel panel surya. Kuarsa dianggap memiliki kemurnian tinggi apabila mengandung kurang dari dari 50 ppm (part per million) unsur pengotor yang terdiri dari unsur jejak seperti B, Li, Al, Ge, Ti, Fe, Mn, Ca, K, Na dan P.

Pada akhir Maret 2022, tim melakukan pengambilan sampel pasir kuarsa di Bangka Belitung. Pengambilan sampel dilakukan pada beberapa titik lokasi, antara lain Perlang, Danau Pading, Sungailiat, Pemali, dan Mapur di Kabupaten Bangka dan Bangka Tengah. Total terdapat 17 sampel pasir kuarsa yang diambil di provinsi tersebut.

Sementara itu, pengambilan sampel di Kalimantan Tengah dilaksanakan pada akhir Juni 2022. Total terdapat 19 sampel pasir kuarsa yang diambil dari sekitar Kota Palangkaraya, Kabupaten Gunung Mas, Kabupaten Kapuas, dan Kabupaten Pulang Pisau.

Sampel pasir kuarsa tersebut selanjutnya dipreparasi dan dianalisis dengan menggunakan metode grain counting, scanning electron microscope (SEM), X-ray Fluorescence (XRF), dan Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) untuk mengetahui komposisi, karakteristik, serta kemurnian pasir kuarsa pada setiap lokasi kajian. Berdasarkan hasil analisis grain counting, dapat diidentifikasi keterdapatan dari berbagai jenis mineral pada sampel pasir kuarsa tersebut antara lain kuarsa, kasiterit, limonit, hematit, magnetit, biotit, dan feldspar.

Lebih lanjut, hasil analisis menunjukkan sampel pasir kuarsa di daerah Bangka memiliki kandungan SiO2 berkisar antara 69,8% – 95,6%, besi oksida sebesar 11.000 – 18.000 ppm, titanium oksida sebesar 130 – 420 ppm, dan alumunium oksida sebesar 2.650 – 17.210 ppm.

Pasir kuarsa di daerah Kalimantan Tengah memiliki kandungan SiO2 yang relatif lebih tinggi, berkisar antara 97,9% - 99,1%, dengan kandungan besi oksida sebesar 6.000 – 8.800 ppm, titanium oksida sebesar 168 – 3.600 ppm, dan alumunium oksida sebesar 900 – 3.200 ppm.

Dari hasil tersebut, tampak bahwa pasir kuarsa dari Bangka dan Kalimantan Tengah sudah memiliki kadar silika dioksida yang cukup tinggi. Di sisi lain, pasir kuarsa dari Bangka dan Kalimantan Tengah masih memiliki pengotor dengan jumlah signifikan jika dibandingkan dengan spesifikasi maksimum pengotor dari bahan baku panel surya yang ada. Oleh karena itu, diperlukan proses pengolahan dan pemurnian lebih lanjut terhadap pasir kuarsa tersebut untuk memperoleh produk yang dapat memenuhi spesifikasi bahan baku sel panel surya yang telah dipersyaratkan.

Sosialisasi

Tim kemudian memaparkan hasil kajian tersebut secara hybrid pada Forum Temu Profesi Tahunan Perhimpunan Ahli Pertambangan Indonesia di Kendari. Hasil serupa juga disosialisasikan kepada siswa-siswi SMAN 1 Pangkalpinang melalui Program Merdeka Belajar Kampus Merdeka (MBKM). Dalam kegiatan sosialisasi itu, mahasiswa Program Studi Teknik Pertambangan ITB mengenalkan siswa-siswi SMAN 1 Pangkalpinang mengenai dunia pertambangan. Materi yang disampaikan dalam kegiatan ini cukup beragam mencakup praktik penambangan yang baik dan berkelanjutan, potensi endapan bahan galian di Provinsi Bangka Belitung meliputi timah, logam tanah jarang, dan pasir kuarsa, sampai dengan pengenalan kampus dan informasi tentang beasiswa.

Kegiatan sosialisasi berjalan dengan meriah dan penuh semangat karena materi yang disampaikan ejalan dengan kegiatan proyek SMAN 1 Pangkalpinang mengenai Gaya Hidup Berkelanjutan. Melalui kegiatan ini, diharapkan siswa-siswi SMAN 1 Pangkalpinang sebagai putra-putri daerah dapat menyadari potensi bahan galian dan industri pertambangan di Bangka Belitung yang harus dikelola dengan baik dan optimal guna mewujudkan pembangunan berkelanjutan di provinsi tersebut. Melalui kegiatan ini, mahasiswa juga dapat belajar untuk menyampaikan ilmu yang telah dipelajarinya dalam bangku perkuliahan dan memperoleh pengalaman terjun dan bersosialisasi dengan masyarakat.

Penulis selaku ketua tim turut menyampaikan, selain program utama terkait karakterisasi pasir kuarsa sebagai bahan baku sel panel surya, kegiatan ini juga menyertakan pengaplikasian pesawat nirkabel (drone) dalam pemanfaatannya untuk pemetaan dan inventarisasi awal endapan bahan galian.

Hasil kegiatan pengabdian masyarakat ini disambut baik oleh semua mitra yang terlibat, dan ke depannya kajian ini dapat dilanjutkan untuk mengembangkan proses pengolahan dan pemurnian pasir kuarsa Indonesia agar dapat dimanfaatkan dalam industri sel panel surya. (M-2)