Sumberdaya dan Manajemen Sumberdaya
1. Pengantar Geografi Sumberdaya
Sumberdaya adalah segala sesuatu yang digunakan manusia untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Agar sesuatu dapat dianggap sumberdaya, maka harus terdapat pengetahuan dan teknologi untuk memanfaatkan dan terdapat pula permintaan akan sumberdaya tersebut. Sumberdaya dapat dibagi menjadi sumberdaya alam dan sumberdaya manusia. Pada bab ini, kita hanya akan membahas menganai sumberdaya alam.
Sumberdaya alam (SDA) dapat dibagi menjadi 2: stok dan flow.
- Sumberdaya stok: memiliki cadangan terbatas. Disebut juga tak terbarukan (non-renewable).
- Sumberdaya flow: memiliki mekanisme siklus atau regenerasi. Disebut juga terbarukan (renewable). Kategori terbarukan dan non-terbarukan dapat berubah ketika laju pemanfaatan sumberdaya melebihi kecepatan regenerasi sumberdaya tersebut.
Stok sumberdaya alam diklasifikasikan menjadi 4, yaitu:
- Sumberdaya hipotetik: belum diketahui namun diharapkan akan ditemukan berdasarkan hasil survei.
- Sumberdaya spekulatif: mengukur deposit yang mungkin ditemukan pada daerah yang belum dieksplorasi.
- Cadangan kondisional: sudah diketahui tetapi harga dan teknologi belum memungkinkan pemanfaatan secara ekonomis.
- Cadangan terbukti: sudah diketahui dan dapat dimanfaatkan pada teknologi, harga dan permintaan ekonomisnya.
Salah satu peraturan di Indonesia mengenai sumberdaya alam (UU no. 37 Tahun 1967) mengatur mengenai bahan galian. Bahan galian dibagi menjadi 3:
- Golongan A: Bahan Galian Strategis mempunyai peranan penting untuk kelangsungan kehidupan negara, sepenuhnya dikuasai oleh negara. Misal: minyak bumi, gas alam, batubara, timah putih, besi, nikel.
- Golongan B: Bahan Galian Vital mempunyai peranan penting untuk kelangsungan kegiatan perekonomian negara, diusahakan oleh BUMN ataupun bersama-sama dengan rakyat. Misal: Emas, perak, intan, timah hitam, belerang, air raksa.
- Golongan C: Dapat diusahakan oleh rakyat ataupun badan usaha milik rakyat, misal: batu gamping, marmer, batu sabak pasir.
2. Sumberdaya Material
2.1. Sumberdaya Mineral
Mineral adalah benda padat, terbentuk secara alami, memiliki struktur kristalin, inorganik, dapat ditunjukkan dengan rumus senyawa kimia. Berikut merupakan tipe mineral yang ditambang:
- Logam mulia: emas (Au), perak (Ag), platinum (Pt)
- Logam non-ferro: tembaga (Cu), seng (Zn), timbal (Pb), timah (Sn), alumunium (Al)
- Logam ferro & ferro alloy: besi (Fe), mangan (Mn), nikel (Ni), kromium (Cr), molibdenum (Mo), tungsten (W), vanadium (Va), kobalt (Co)
- Logam minor: antimon (Sb), arsenik (As), berilium (Be), bismuth (Bi), kadmium (Cd), magnesium (Mg), merkuri (Hg), radium (Ra), uranium (U), selenium (Se), telurium (Te), titanium (Ti), zirkonium (Zr), dan elemen tanah jarang.
Elemen tanah jarang atau logam tanah jarang merupakan 17 unusr kimia yang mencakup 15 lantanida dan skandium serta itrium. Penggunaan elemen tanah jarang utamanya adalah sebagai bahan pembuatan semikonduktor, campuran produk optik, dan magnet.
Sumberdaya mineral dieksploitasi ketika kegiatan tersebut ekonomis. Faktor yang mempengaruhi hal tersebut di antaranya kadar mineral dalam batuan, jumlah cadangan, bentuk cadangan, letak geografis, jenis pertambangan, dan dampak lingkungan. Batuan dengan kadar mineral tambang yang tinggi disebut bijih.
Satu jenis mineral dapat memiliki lebih dari satu jenis bijih. Kadar mineral minimal sehingga suatu cadangan sehingga cadangan tersebut ekonomis untuk dieksploitasi disebut cut-off grade. Proses pengolahan bijih menjadi mineral bahan baku industri disebut smelter.
Pertambangan dapat dilakukan secara terbuka maupun di bawah tanah. Bentuk pertambangan terbuka meliputi open pit, placer, dan quarry. Bentuk pertambangan di bawah tanah di antaranya pengeboran, terowongan room and pillar, dan block caving.
2.2. Minyak dan Gas Bumi Sebagai Sumberdaya Mineral
Minyak dan gas bumi terbentuk dari pemecahan rantai hidrokarbon senyawa organik. Batuan sedimen yang memerangkap banyak alga akan menghasilkan cebakan minyak kaya minyak, sedangkan batuan yang memerangkap banyak kayu menghasilkan cebakan kaya gas. Minyak dan gas bumi dapat digunakan sebagai bahan baku berbagai material, mulai dari bahan kimia, plastik, hingga aspal. Material tersebut dihasilkan dari berbagai fraksi penyulingan minyak bumi.
Cadangan minyak bumi konvensional terbentuk pada cebakan geologi. Yang dimaksud cebakan geologi adalah lapisan batuan sedimen berpori yang miring dan tertutup lapisan batuan kedap air di semua sisinya. Kondisi ini memungkinkan gas dan minyak untuk bermigrasi ke atas, membentuk cadangan yang terkumpul di suatu tempat. Cebakan minyak dapat terbentuk kerena lipatan antiklin, variasi pada perlapisan batuan berupa unconformity atau pinchout, sesar, atau kubah yang terbentuk karena apungan mineral ringan seperti kubah garam.
Cadangan minyak konvensional yang semakin berkurang menyebabkan harga minyak meningkat. Harga yang tinggi menyebabkan cadangan non-konvensional menjadi ekonomis untuk dieksploitasi. Beberapa bentuk cadangan non-konvensional yaitu shale gas, oil shale, light tight oil, Underground Coal Gasification (UCG), Basin-Centered Gas (BCG), Coalbed Methane (CBM), heavy oil, tar sands, dan gas hydrate.
Shale gas, oil shale, dan light tight oil berada di lapisan batuan dengan porositas rendah, sehingga minyak dan gas tidak dapat bermigrasi ke bagian atas lapisan batuan. Eksploitasi migas pada cadangan ini dilakukan dengan menyuntikkan air dengan tekanan tinggi, sehingga dapat membentuk porositas sekunder berupa retakan pada lapisan batuan. CBM memanfaatkan gas yang terjebak di sekitar cadangan batubara, BCG memanfaatkan gas dengan tekanan tinggi di dasar cekungan, sedangkan UCG mengubah batubara menjadi gas, sehingga tidak memerlukan penggalian untuk dieksploitasi.
Heavy oil dan tar sand hanya memiliki fraksi berat dari minyak bumi. Cadangan heavy oil merupakan batuan sedimen dan berada di bawah tanah sedangkan tar sand merupakan sedimen lepas-lepas dan berada di dekat permukaan. Cadangan gas hydrate merupakan lapisan batuan dengan mineral yang berikatan dengan molekul metana.
2.3. Air
Jumlah air di Bumi tetap, didaur ulang melalui siklus hidrologi. Siklus hidrologi memiliki simpanan (reservoir) dan aliran (flow). Simpanan di siklus hidrologi di antaranya, danau, gletser, air tanah, dan atmosfer. Sementara itu, aliran di siklus hidrologi meliputi evaporasi, kondensasi, presipitasi, aliran permukaan, dan infiltrasi. Waktu tinggal (residence time) merujuk pada lama molekul air berada di simpanan tertentu. Antartika memiliki waktu tinggal paling lama, 20.000 tahun, air tanah dalam 10.000 tahun, samudera 3.200 tahun, sungai 2-6 bulan, dan atmosfer memiliki waktu tinggal paling singkat dengan rata-rata 9 tahun.
persentase cadangan
Pemanfaatan sumberdaya air dipengaruhi oleh kemudahan diperoleh, jumlah cadangan, dan kualitas air. Berdasarkan parameter ini, mata air menjadi sumber air paling ideal. Mata air merupakan lokasi keluarnya airtanah secara alami. Air dari mata air mudah diperoleh karena berada di permukaan tanah, cadangannya dapat bertahan sepanjang tahun atau berfluktuasi tergantung musim, dan kualitas airnya baik karena berada dekat dengan wilayah hulu.
Cadangan air atmosfer memiliki ketersediaan tinggi di kebanyakan tempat di Indonesia. Namun, jumlahnya berfluktuasi dan hanya bisa diandalkan di puncak musim penghujan. Air hujan memerlukan pengolahan untuk memisahkan polusi dari atmosfer serta menambahkan kadar mineral. Cadangan air permukaan mudah diakses dan memiliki jumlah cadangan tinggi. Namun, kendala pemanfaatan cadangan air permukaan adalah kualitas air. Sebelum digunakan, air dari sungai atau danau harus dipisahkan dari sedimen dan dibersihkan dari berbagai polutan, baik biologis maupun kimiawi.
Cadangan sumberdaya air yang dapat langsung digunakan dengan pengolahan minimal adalah air tanah. Namun, pengisian ulang air tanah membutuhkan waktu yang sangat panjang. Cadangan air tanah berada di lapisan batuan atau sedimen dengan porositas tinggi, disebut akuifer. Akuifer memiliki porositas (jumlah pori-pori) dan permeabilitas (kemampuan batuan untuk dilalui air) tinggi. Berdasarkan lokasinya, akuifer dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis:
- Akuifer bebas (unconfined aquifer): lapisan batuan mengandung air tanah yang tidak berada di antara 2 lapisan kedap air. Air tanah dapat terisi (groundwater recharge) di seluruh permukaannya. Ketika sumur digali mencapai lapisan ini, ketinggian air sumur menunjukkan ketinggian zona jenuh air, disebut juga muka air tanah (water table).
- Akuifer tertekan (confined aquifer): lapisan batuan mengandung air, diapit lapisan kedap air di atas dan bawahnya. Air tanah terisi pada area lapisan batuan terbuka ke permukaan, umumnya berada di wilayah hulu (lereng atas gunung/bukit). Muka air tanah di wilayah hulu tersebut yang menjadi ketinggian air sumur di seluruh area akuifer, seperti bejana berhubungan. Ketinggian air tersebut disebut permukaan potensiometrik/piezometrik. Jika permukaan tanah berada lebih rendah daripada permukaan potensiometrik, maka akan menyembur keluar sumur, membentuk sumur artesis.
- Akuifer menggantung (perched aquifer): lapisan batuan mengandung air tanah yang berada di atas lapisan batuan kedap air berukuran kecil. Akibatnya, akuifer yang terbentuk memiliki posisi lebih tinggi daripada wilayah sekitarnya.
Secara lebih detail, batuan dan material lain tidak hanya diklasifikasikan menjadi akuifer dan kedap air. Terdapat 4 tipe unit batuan berdasarkan karakteristik hidroliknya, yaitu:
| Tipe | Menyimpan Air | Mengalirkan Air | Kemampuan untuk Dieksploitasi Air Tanahnya | Contoh Material |
|---|---|---|---|---|
| Akuifer | V | V | V | Pasir, kerikil |
| Akuiklud | V | X | X | Lempung, batuserpih |
| Akuitard | V | V | lambat | Lempung |
| Akuifug | X | X | X | Granit, basalt |
Pemanfaatan air laut sebagai sumberdaya air terhambat kondisi kualitas air. Air laut memiliki kandungan mineral yang sangat tinggi, sehingga memerlukan pengolahan yang ekstensif. Proses utama pengolahan air laut menjadi air untuk dikonsumsi adalah penghilangan mineral garam yang terlarut, disebut proses desalinasi. Desalinasi dapat dilakukan secara distilasi atau menggunakan proses osmosis terbalik (RO/Reverse Osmosis). Proses distilasi menggunakan penguapan air untuk memisahkan air dan garam. Proses ini memerlukan energi yang sangat besar untuk menguapkan air. Desalinasi distilasi modern menggunakan proses bertahap, sehingga panas yang dilepaskan saat kondensasi dapat digunakan kembali untuk menguapkan air laut baru. Terdapat pula inovasi desalinasi distilasi skala besar menggunakan tenaga Matahari.
Desalinasi osmosis terbalik menggunakan membran yang dapat meloloskan air namun menangkap garam untuk memisahkan air dari garam. Pada osmosis normal, air mengalir dari sisi membran dengan kadar garam rendah ke sisi membran dengan kadar garam tinggi. Proses osmosis terbalik menggunakan tekanan tinggi untuk memaksa air keluar dari cairan dengan kadar garam tinggi. Proses ini juga memerlukan energi dengan jumlah besar. Selain itu, membran juga harus diganti setelah periode penggunaan tertentu serta memiliki kemungkinan tersumbat alga dan objek lain yang mungkin ada di air laut.
Wilayah dengan bentanglahan karst memiliki kondisi cadangan sumberdaya air yang unik. Wilayah ini kaya cadangan air, namun sulit untuk diakses. Karakteristik batuan yang mudah terlarut oleh air menyebabkan aliran air yang terbentuk bukan berada di permukaan, melainkan di bawah tanah. Berbeda dengan air tanah pada umumnya, air bawah tanah di wilayah karst membentuk pipa-pipa konduit dan mengalir cepat layaknya sungai permukaan. Salah satu bentuk usaha pemanfaatan air sungai bawah tanah karst adalah dengan membuat bendungan bawah tanah, sehingga air dapat terkumpul dan dipompa hingga ke permukaan.
2.4. Sumberdaya Hutan
2.5. Sumberdaya Laut
2.6. Sumberdaya Mineral Baru
Proses desalinasi tidak hanya memisahkan air dengan garam saja, namun, terdapat berbagai mineral lain yang juga tertinggal pada larutan air laut pekat. Larutan air laut pekat ini disebut brine. Pelepasan kembali brine ke laut memerlukan pertimbangan lingkungan, karena kadar mineral yang tinggi. Brine dapat menjadi polutan, sehingga pelepasannya dilakukan jauh di lepas pantai, pada area dengan percampuran air laut tinggi, dan dilepaskan secara perlahan atau dikurangi kepekatannya terlebih dahulu. Mineral pada brine dapat dipisahkan secara keseluruhan untuk digunakan sebagai bahan baku industri. Namun, saat ini belum banyak dilakukan karena belum bersifat ekonomis.
Mineral yang terlarut di air laut dapat pula keluar dari larutan dengan membentuk kristal pada objek yang berada di dasar laut. Molekul yang terlarut perlahan menempel pada pecahan karang dan tulang di dasar laut, membentuk bola-bola mineral bernama nodul polimetalik. Cadangan nodul polimetalik terbesar berada di dasar laut Pasifik bernama Zona Clarion-Clipperton. Izin penambangan nodul polimetalik pertama dikeluarkan pemerintah Amerika Serikat pada awal tahun 2025. Proses penambangan nodul polimetalik dilakukan dengan menyedot nodul dan lumpur dasar samudera yang kemudian dipisahkan di kapal penambang. Lumpur kemudian dibuang ke laut, menyebabkan gangguan ekosistem berupa peningkatan turbiditas (kekeruhan). Selain itu, nodul polimetalik dan lumpur dasar samudera juga menjadi ekosistem makhluk hidup dengan biodiversitas yang belum diteliti secara keseluruhan.