INSTITUT PENDIDIKAN GURU KAMPUS

TEMENGGONG IBRAHIM JOHOR BAHRU

1

DR. YAZID B. ABDUL MANAP

JABATAN SAINS

SCE 3114

Topik 5

ISU IV: Kemapanan Sumber

Tenaga yang Tidak boleh diperbaharui

- Arang batu

KEMAPANAN SUMBER

TENAGA YANG TIDAK BOLEH DIPERBAHARUI

(ARANG BATU)

PENGENALAN

• Tenaga ialah bahan utama bagi semua aktiviti.

• Bekalan tenaga yang mencukupi adalah penting untuk kemajuan ekonomi.

• Malaysia telah dikurniakan kedua-dua sumber tenaga konvensional (tidak boleh diperbaharui) dan tidak konvensional (boleh diperbaharui) bagi membolehkan pembangunan negara dilaksanakan.

• Sumber tenaga konvensional yang terdapat dalam negara ini adalah merupakan hasil daripada petroleum (iaitu minyak dan gas) dan arang batu.

• Bagi sumber-sumber tenaga yang boleh diperbaharui paling banyak boleh didapati di Malaysia ialah biojisim dan solar.

• Namun begitu, kebanyakan sumber ini tidak dijanakan secara komersil.

APAKAH ITU ARANG BATU?

• Sejenis pepejal hitam, yang digunakan sebagai bahan bakar dengan meluas.

• Dikenali sebagai bahan api fosil.

• Bahan api ini adalah hidrokarbon (terdiri daripada hidrogen dan karbon) dan mudah terbakar (justeru namanya, arang batu).

Pembentukan Arang Batu

• Terbentuk daripada sisa tumbuhan (pokok, paku-pakis, dan lumut) yang hidup di paya berjuta tahun dahulu.

• Tumbuhan mati membentuk gambut, iaitu lapisan tebal bahan tumbuhan mereput.

• Secara beransur-ansur, lapisan gambut bertanam di bawah lapisan lumpur dan enapan.

• Haba dan tekanan tinggi bertindak ke atas lapisan gambut dan perlahan-lahan bertukar menjadi lapisan arang batu.

• Terbentuk dalam masa yang lama.

• Oleh itu, arang batu dikenali sebagai sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui.

PENGGALIAN ARANG BATU

• Dua cara utama:

a) secara terbuka di permukaan bumi (surface mining)

ATAU

b) di bawah tanah (underground mining)

‘SURFACE MINING’ • Digunakan apabila arang batu tersebut adalah

kurang daripada 60 meter di bawah tanah.

• Tanah dan batu yang ada pada permukaan bumi dialihkan untuk mendedahkan arang batu.

• Selepas penggalian dilakukan, tanah dan batu yang dialihkan tersebut diletak balik ke tempat asalnya dan kawasan tersebut masih boleh digunakan untuk tujuan penanaman.

• Adalah lebih murah daripada ‘underground mining’.

‘UNDERGROUND MINING’

• Digunakan apabila arang batu tersebut adalah lebih kurang 300 meter dalam di bawah tanah.

• Lif diperlukan untuk memberi laluan kepada penggali untuk mengoperasikan mesin menggali arang batu.

Cara-Cara Penggalian Arang Batu

ARANG BATU DAN ELEKTRIK

• Arang batu memainkan peranan yang amat

penting dalam penjanaan elektrik di seluruh

dunia.

• Kini, loji janakuasa arang batu (coal-fired

power plants) membekalkan 41% tenaga

elektrik global.

Arang batu

41%

Minyak

6%

Gas

20%

Nuklear

15%

Hidro

16%

Lain-lain

2%

Jumlah Penjanaan Elektrik di Seluruh Dunia (2006)

Sumber: IEA 2008

• Di sesetengah negara, arang batu membekalkan peratusan tenaga yang amat tinggi.

Penjanaan Elektrik dengan Menggunakan Arang Batu

South Africa 93% Poland 92% China 79%

Australia 77% Kazakhstan 70% India 69%

Israel 63% Czech Rep 60% Morocco 55%

Greece 52% USA 49% Germany 46%

Sumber: IEA 2010

• Kepentingan arang batu terhadap penjanaan elektrik di seluruh dunia dijangka akan berterusan dengan 44% tenaga elektrik global akan dijana oleh arang batu pada tahun 2030.

BAGAIMANAKAH

ARANG BATU

DITUKARKAN MENJADI

TENAGA ELEKTRIK?

Arang batu dihancurkan menjadi serbuk halus

Serbuk arang batu dibakar di dalam dandang (boiler) pada suhu yang

sangat tinggi.

Gas yang panas dan tenaga haba yang dihasilkan menukarkan air yang ada

dalam tiub kepada stim.

Stim yang bertekanan tinggi ini memutarkan turbin.

Pergerakan putaran turbin menggerakkan generator. Dengan

ini, tenaga elektrik dihasilkan.

• Selepas ini, stim akan dikondensasi dan dikembalikan ke dalam dandang untuk dipanaskan sekali lagi.

Proses Penjanaan Elektrik dengan Menggunakan Arang Batu

KEBAIKAN MENGGUNAKAN ARANG BATU

1. Kuantiti yang banyak

• Arang batu dijangka akan habis digunakan hanya selepas 137 tahun.

2. Kos yang rendah

• Kerana mudah didapati dan bekalannya adalah amat mencukupi.

3. Sumber tenaga yang boleh dipercayai

• Dapat menghasilkan tenaga elektrik pada bila-bila masa.

• Tidak bergantung kepada cuaca

• Amat mudah digunakan dan boleh disimpan dengan selamat.

4. Bahan api fosil yang amat efektif dalam penghasilan tenaga elektrik

• Adalah bahan api fosil yang sangat mudah terbakar.

• Membebaskan banyak tenaga dan haba semasa pembakaran.

• Dapat menghasilkan tenaga elektrik yang banyak di sesuatu tempat dengan harga yang murah sahaja.

5. Menghasilkan produk sampingan yang berfaedah • Contohnya, abu arang batu yang dihasilkan

boleh digunakan sebagai pengisi untuk raket tenis, bola golf dan linoleum.

6. Mengurangkan pergantungan manusia

terhadap petroleum dan gas asli • Kuantiti petroleum dan gas asli sedang

menurun dengan kadar yang sangat cepat. • Arang batu mempunyai sumber simpanan

atau rizab yang lebih banyak jika dibandingkan dengan petroleum dan gas asli.

KEBURUKAN MENGGUNAKAN ARANG BATU

1. Tenaga yang tidak boleh diperbaharui • Arang batu merupakan bahan api fosil yang

mengambil berjuta-juta tahun untuk terbentuk daripada sisa tumbuhan.

• Sekiranya manusia habis menggunakan arang batu yang sedia ada, maka tiada lagi arang batu di dunia ini selain mereka menunggu berjuta-juta tahun lagi untuk mendapatkan arang batu semula.

2. Pemanasan global

• Stesen-stesen janakuasa elektrik arang batu merupakan pengeluar gas rumah hijau, CO2 yang terbesar berbanding dengan bahan-bahan api fosil yang lain.

3. Ancaman terhadap kesihatan manusia

• Bahan-bahan yang berbahaya seperti nitrogen oksida, carbon monoksida, mercuri, selenium dan arsenik dilepaskan dari stesen janakuasa elektrik arang batu.

• Bahan-bahan ini adalah berbahaya kepada kesihatan manusia.

4. Mengakibatkan pencemaran dan kerosakan terhadap alam sekitar dan ekosistem • Hujan asid akan merosakkan ekosistem, termasuk

sungai-sungai dan kolam-kolam, dengan menyebabkan perubahan keseimbangan pH (sukatan keasidan), menyebabkan sungai-sungai dan kolam-kolam tidak lagi berupaya untuk menampung hidupan.

• Selain itu, pembakaran arang batu juga membebaskan nitrogen oksida (NOx), sulfur dioksida (SO2), ozon (O3) dan debu-debu halus yang dipanggil “PM2.5” yang menyebabkan berlakunya pencemaran udara.

• Penggalian arang batu juga menyebabkan berlakunya hakisan tanah, debu, pencemaran air, pencemaran udara dan pencemaran bunyi.

CARA MENINGKATKAN KECEKAPAN TENAGA

• Peningkatan kecekapan bermaksud melibatkan kos yang paling rendah tetapi hasil kerja yang paling berkesan serta masa yang paling singkat untuk mengurangkan pelepasan dari stesen janakuasa elektrik arang batu.

• Kecekapan bagi stesen janakuasa elektrik di negara yang membangun secara keseluruhannya adalah rendah dan penggunaan arang batu dalam penghasilan tenaga elektrik sedang meningkat.

• Meningkatkan kecekapan stesen janakuasa elektrik arang batu merupakan usaha fokus bagi industri arang batu.

• Terdapat skop yang besar untuk mencapai peningkatan kecekapan yang signifikan kerana stesen janakuasa elektrik yang sedia ada akan diganti dengan stesen ‘supercritical’ dan ‘ultra-supercritical’ yang baru dan yang lebih tinggi kecekapannya dan melalui sistem ‘Integrated Gasification Combined Cycle’ (IGCC) yang semakin luas penggunaannya dalam penghasilan kuasa pada 10-20 tahun yang akan datang.

• Satu peratus poin peningkatan dalam kecekapan stesen janakuasa elektrik arang batu mempunyai kesan dalam pengurangan 2-3% pelepasan CO2.

KESIMPULAN

• Arang batu memainkan peranan yang penting dalam menyokong perkembangan ekonomi global, mengurangkan kemiskinan dan adalah sumber yang penting untuk menampung permintaan tenaga seluruh dunia.

• Kini, arang batu membekalkan 29.6% tenaga primer dan 41% penghasilan tenaga elektrik.

• Penggunaan arang batu dijangka akan meningkat melebihi 50% pada tahun 2030.

Sekian, terima kasih!