Jika karbon dioksida (CO2) selama ini dianggap sebagai polusi, maka kini para ilmuwan telah berhasil mengubah karbon dioksida menjadi sumber energi pembangkit tenaga listrik masa depan. Pengembangan jenis baru pembangkit listrik panas bumi mendatang diharapkan mampu menggunakan karbon dioksida bawah tanah yang tidak diinginkan. Metode ini untuk meningkatkan pembangkit tenaga listrik setidaknya sepuluh kali lebih besar dibanding dengan pendekatan energi listrik panas bumi yang sudah diterapkan saat ini.

Teknologi mengubah karbon dioksida menjadi energi listrik saat ini sudah berada dalam pengembangan tahap industri, sehingga nantinya peneliti optimis bahwa pendekatan tersebut bisa memperluas penggunaan energi panas. Diharapkan teknologi ini bisa dikembangkan di beberapa negara Amerika dan negara lain yang memiliki potensi sama. Studi ini ditulis oleh Jeffrey Bielicki, asisten profesor energi di Department of Civil, Environmental And Geodetic Engineering dan John Glenn School of Public Affairs dari Ohio State University. Penelitian ini didanai oleh US Department of Energy's Office of Energy Efficiency And Renewable Energy.

Dari pertemuan American Geophysycal Union pada 13 Desember 2013 lalu, tim peneliti memperluas desain dan teknik pembelajaran kognitif untuk menjelaskan teknologi energi yang memiliki peran penting dalam mengatasi perubahan iklim. Desain pembangkit listrik masa depan terbaru menyerupai persilangan antara pembangkit listrik tenaga panas bumi pada umumnya, terlebih mirip dengan model Large Hadron Collider (LHC) yang memiliki fitur rangkaian lingkaran konsentris sumur horizontal dalam tanah. Didalam cincin LHC, karbon dioksida (CO2), nitrogen dan air beredar secara terpisah untuk menarik panas dari bawah tanah ke permukaan. Sebagian air diganti dengan CO2 atau cairan lain atau kombinasi dari cairan. Kemudian panas yang keluar tersebut digunakan untuk memutar turbin yang akan menghasilkan tenaga listrik.

Pendekatan analisis ini menggunakan cincin konsentris yang di dalamnya beredar beberapa cairan. Metode ini awalnya berdasarkan ide untuk menggunakan karbon dioksida dikembangkan oleh Martin Saar dan rekannya dari Universitas Minnesota. Dalam simulasi komputer, teknologi ini setidaknya menghasilkan dua kali lebih efisien dibanding pendekatan panas bumi konvensional. Tim peneliti juga berencana menambahkan campuran ke dalamnya berupa nitrogen agar bisa menghasilkan energi listrik lebih besar.

Tom Buscheck dan rekan peneliti lainnya meyakini bahwa desain multifluid akan mampu mendongkrak pembangkit listrik panas bumi untuk menyimpan energi lebih banyak, kemungkinan mencapai ratusan GigaWatt selama beberapa hari atau bahkan berbulan-bulan. Pembentukan panas bumi bawah tanah mampu menyimpan panas bertekanan karbon dioksida dan nitrogen, kemudian melepaskan panas untuk pembangkit tenaga listrik di permukaan ketika permintaan pasokan listrik meningkat. Sistem ini juga menangguhkan (menahan) ekstraksi panas dari bawah pada saat permintaan daya rendah atau ketika terjadi surplus listrik pembangkit yang ada di permukaan.

Menurutnya, sebagian besar sumber pembangkit tenaga listrik masa depan panas bumi di California dan Nevada, dimana air yang sangat panas relatif dekat dengan permukaan. Tapi desain yang diperkenalkan tim peneliti ini jauh lebih efisien menyimpan energi dan mengeluarkan panas, bahkan dalam skala kecil bisa digunakan sebagai sumber energi pendukung daerah lain. Selain itu, penggunaan teknologi ini diharapkan bisa menanggulangi masalah perubahan iklim, penyimpanan cadangan karbon dioksida dan energi panas bumi dimasa mendatang.

Bagaimanapun, banyak yang berharap agar teknologi sumber pembangkit tenaga listrik masa depan segera di gunakan, mengingat efisiensi dan pentingnya pengurangan karbon dioksida kemungkinan akan membuat iklim bumi berubah. Karbon dioksida juga dihasilkan dari sistem pertanian terutama dalam penggunaan pupuk tanaman, dimana tanah akan melepaskan CO2 dan sudah dikenal sebagai penyumbang polusi besar saat ini. Bisa kita bayangkan, dalam setahun sistem ini mampu mengurangi 15 juta ton karbon dioksida, sebuah solusi yang jauh lebih baik sejalan dengan kebutuhan energi listrik yang terus meningkat setiap tahun. 

Large Hadron Collider merupakan penumbuk partikel energi tertinggi yang pernah dibuat dan dianggap sebagai salah satu rekayasa terbesar umat manusia. LHC dibangun oleh European Organization for Nuclear Research (CERN) dari tahun 1998 hingga 2008 dengan tujuan untuk menguji prediksi teori berbeda dalam partikel dan energi fisika. Secara khusus membuktikan keberadaan teori partikel Higgs, dan mengatasi pertanyaan yang belum terpecahkan dalam ilmu fisika. Anggaran pembangunan LHC menghabiskan dana 7,5 miliar Euro pada Juni 2010 sehingga dianggap sebagai instrumen ilmiah paling mahal yang pernah dibangun manusia. Instrumen ini setara dengan reaktor nuklir dan energi yang dilepas jauh lebih besar dari reaktor yang pernah ada seluruh dunia. 

Walaupun masih dalam bentuk simulasi, tetapi model yang saat ini dijalankan pada Large Hadron Collider telah menguji kebenaran teori dan analisa yang diungkapkan Buscheck dan peneliti lainnya. Pembangunan LHC memang menelan biaya miliaran Euro, tetapi berfungsi untuk segala penelitian terkait fisika yang disertai reaktor nuklir. Jika pembangunan dengan model yang sama untuk sumber pembangkit tenaga listrik masa depan dari energi karbon dioksida, nilai yang dibutuhkan jauh lebih kecil.

Can We Turn Unwanted Carbon Dioxide Into Electricity? Image new kind of geothermal power plant that will lock away unwanted carbon dioxide (CO2) underground, courtesy of Ohio State University. Large hadron Collider map by Univertoday.