1 BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar belakang Telah sejak lama, kita mendengar bahwa persediaan bahan bakar minyak di Bumi ini mulai menipis. Ada banyak perkiraan oleh pakar bahwa tahun sekian pasokan bahan bakar minyak akan benar-benar habis. Sementara untuk memperbarui minyak yang terkandung di Bumi, juga bukan hal mudah dan instan. Sehingga, mau tidak mau, manusia dipaksa untuk terus menemukan energi alternatif sebagai pengganti dari bahan bakar minyak. Salah satu energi alternatif yang dapat dikembangkan adalah energi biomassa. Disadari atau tidak, sejak zaman dulu manusia telah menggunakan biomassa sebagai sumber energi. Contohnya adalah penggunaan kayu bakar untuk menyalakan api unggun. Kayu bakar merupakan bahan biologis yang terdapat di alam dan dapat dimanfaatkan langsung sebagai sumber energi tanpa perlu diolah terlebih dahulu. Namun sejak ditemukannya bahan bakar fosil, penggunaan biomassa mulai terlupakan. Minyak bumi, gas bumi, dan batubara lebih dipilih sebagai sumber energi dalam kehidupan di masyarakat. (www.kamase.org) Sejumlah isu akan terjadinya krisis energi yang mengancam kelangsungan hidup manusia memerlukan klarifikasi dalam rangka memahami potensi biomass sebagai sumber energi yang berkesinambungan: mengenai sumber daya dan ketersediaannya, aspek logistik, biaya-biaya rantai bahan bakar, dan dampaknya terhadap lingkungan. Para ilmuwan memperkirakan dalam hitungan tahun persediaan minyak dunia akan terkuras habis. Karena itu penggunaan sumber energi alternatif kini digiatkan, termasuk di antaranya penggunaan biomassa. Di
23
Embed
Microsoft Word - Makalah Biomassa Indri Mega Galih
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar belakang
Telah sejak lama, kita mendengar bahwa persediaan bahan bakar
minyak di Bumi ini mulai menipis. Ada banyak perkiraan oleh pakar
bahwa tahun sekian pasokan bahan bakar minyak akan benar-benar habis.
Sementara untuk memperbarui minyak yang terkandung di Bumi, juga
bukan hal mudah dan instan. Sehingga, mau tidak mau, manusia dipaksa
untuk terus menemukan energi alternatif sebagai pengganti dari bahan
bakar minyak. Salah satu energi alternatif yang dapat dikembangkan
adalah energi biomassa.
Disadari atau tidak, sejak zaman dulu manusia telah menggunakan
biomassa sebagai sumber energi. Contohnya adalah penggunaan kayu
bakar untuk menyalakan api unggun. Kayu bakar merupakan bahan
biologis yang terdapat di alam dan dapat dimanfaatkan langsung sebagai
sumber energi tanpa perlu diolah terlebih dahulu. Namun sejak
ditemukannya bahan bakar fosil, penggunaan biomassa mulai terlupakan.
Minyak bumi, gas bumi, dan batubara lebih dipilih sebagai sumber energi
dalam kehidupan di masyarakat.
(www.kamase.org)
Sejumlah isu akan terjadinya krisis energi yang mengancam
kelangsungan hidup manusia memerlukan klarifikasi dalam rangka
memahami potensi biomass sebagai sumber energi yang
berkesinambungan: mengenai sumber daya dan ketersediaannya, aspek
logistik, biaya-biaya rantai bahan bakar, dan dampaknya terhadap
lingkungan.
Para ilmuwan memperkirakan dalam hitungan tahun persediaan
minyak dunia akan terkuras habis. Karena itu penggunaan sumber energi
alternatif kini digiatkan, termasuk di antaranya penggunaan biomassa. Di
2
sisi lain juga timbul pertanyaan berapa kuantitas residu yang dapat
digunakan dari suatu sumber biomassa, dimana dan bagaimana harus
dikembangkan, apa dan bagaimana kebutuhan infrastruktur harus
dipenuhi, kesemuanya memerlukan pertimbangan yang seksama. Makalah
singkat ini akan memaparkan potensi pengembangan biomassa sebagai
bahan substitusi minyak bumi (energi fosil) dan kontribusinya kepada
pengurangan emisi CO2 di Indonesia. Khususnya sebagai sumber energi
bagi pembangkit tenaga biomasa (PLTBM)
Indonesia sebagai Negara agraris memiliki potensi yang besar untuk
biomassa hal ini dikarenakan Indonesia banyak ditumbuhi oleh tumbuh-
tumbuhan yang dapat dimanfaatkan sebagai biomassa baik saat masih
hidup maupun sudah mati, berdasarkan studi yang dilakukan sebuah
lembaga riset di Jerman (Zentrum for rationalle Energianwendung und
Umwelt, ZREU) pada tahun 2008 mengestimasi potensi biomassa
Indonesia sebesar 146,7 juta ton per tahun. Sumber utama dari energi
biomassa berasal dari residu padi (potensi energi sebesar 150 GJ/tahun),
kayu rambung/kayu karet (120 GJ/tahun), residu gula (78GJ/tahun), residu
kelapa sawit (67 GJ/tahun dan residu kayu lapis dan irisan kayu/veneer,
residu penebangan, residu kayu ulin, residu kelapa dan sampah pertanian
lain (kurang dari 20 GJ/ tahun).
Gambar 1.2 Potensi Biomassa di Indonesia (DEPHUT 2000)
3
I.2 Permasalahan
Permaslahan yang akan dibahas dalam makalah ini adalah :
1. Apa pengertian dari biomassa?
2. Bagaimana potensi biomassa di indonesia?
3. Bagaimana pemanfaatan biomassa itu sendiri?
4. Bagaimana teknik konversi biomassa sebagai energi alternatif?
5. Apa kelebihan dari energi biomassa?
I.3 Tujuan
Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah :
1. Mengetahui pengertian dari energi biomassa sebagai energi alternatif
2. Memahami teknik konversi energi biomassa sebagai energi alternatif
3. Mengetahui potensi energi biomassa di Indonesia untuk selanjutnya bisa
diterapkan lebih maksimal di masa yang akan datang.
I.4 Manfaat
Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah :
1. Memberikan informasi dan pengetahuan kepada pembaca mengenai energi
biomassa sebagai energi alternatif.
2. Mengerti tentang energi panas bumi dan manfaatnya.
3. Memanfaatkan energy nonkonvensional secara maksimal.
4. Mengurangi polusi akibat penggunaan energy fosil dengan menggunakan
energi yang dapat diperbaharui.
4
BAB II
PEMBAHASAN
II.1 Pengertian Energi Alternatif Biomassa
Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui pross
fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara
lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian, limbah
hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer
serat, bahan pangan, pakan ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan
sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan
bakar). Umum yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang
nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk
primernya.
Sumber energi biomassa mempunyai beberapa kelebihan antara lain
merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) sehingga
dapat menyediakan sumber energi secara berkesinambungan
(suistainable). Di Indonesia, biomassa merupakan sumber daya alam yang
sangat penting dengan berbagai produk primer sebagai serat, kayu,
minyak, bahan pangan dan lain-lain yang selain digunakan untuk
memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan menjadi tulang
punggung penghasil devisa negara.
II.2 Biomassa sebagai sumber energi
Potensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber
energi jumlahnya sangat melimpah. Limbah yang berasal dari hewan
maupun tumbuhan semuanya potensial untuk dikembangkan. Tanaman
pangan dan perkebunan menghasilkan limbah yang cukup besar, yang
dapat dipergunakan untuk keperluan lain seperti bahan bakar nabati.
Pemanfaatan limbah sebagai bahan bakar nabati memberi tiga keuntungan
langsung. Pertama, peningkatan efisiensi energi secara keseluruhan karena
5
kandungan energi yang terdapat pada limbah cukup besar dan akan
terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan. Kedua, penghematan biaya,
karena seringkali membuang limbah bisa lebih mahal dari pada
memanfaatkannya. Ketiga, mengurangi keperluan akan tempat
penimbunan sampah karena penyediaan tempat penimbunan akan menjadi
lebih sulit dan mahal, khususnya di daerah perkotaan.
6
Selain pemanfaatan limbah, biomassa sebagai produk utama untuk sumber
energi juga akhir-akhir ini dikembangkan secara pesat. Kelapa sawit,
jarak, kedelai merupakan beberapa jenis tanaman yang produk utamanya
sebagai bahan baku pembuatan biodiesel. Sedangkan ubi kayu, jagung,
sorghum, sago merupakan tanaman-tanaman yang produknya sering
ditujukan sebagai bahan pembuatan bioethanol.
II.3 Pemanfaatan energi biomassa
Agar biomassa bisa digunakan sebagai bahan bakar maka
diperlukan teknologi untuk mengkonversinya. Terdapat beberapa
teknologi untuk konversi biomassa, dijelaskan pada Gambar 2. Teknologi
konversi biomassa tentu saja membutuhkan perbedaan pada alat yang
digunakan untuk mengkonversi biomassa dan menghasilkan perbedaan
bahan bakar yang dihasilkan.
7
Secara umum teknologi konversi biomassa menjadi bahan bakar
dapat dibedakan menjadi tiga yaitu pembakaran langsung, konversi
termokimiawi dan konversi biokimiawi. Pembakaran langsung merupakan
teknologi yang paling sederhana karena pada umumnya biomassa telah
dapat langsung dibakar. Beberapa biomassa perlu dikeringkan terlebih
dahulu dan didensifikasi untuk kepraktisan dalam penggunaan. Konversi
termokimiawi merupakan teknologi yang memerlukan perlakuan termal
untuk memicu terjadinya reaksi kimia dalam menghasilkan bahan bakar.
Sedangkan konversi biokimiawi merupakan teknologi konversi yang
menggunakan bantuan mikroba dalam menghasilkan bahan bakar.
A. Biobriket
Briket adalah salah satu cara yang digunakan untuk mengkonversi
sumber energi biomassa ke bentuk biomassa lain dengan cara
dimampatkan sehingga bentuknya menjadi lebih teratur. Briket yang
terkenal adalah briket batubara namun tidak hanya batubara saja yang bisa
di bikin briket. Biomassa lain seperti sekam, arang sekam, serbuk gergaji,
serbuk kayu, dan limbah-limbah biomassa yang lainnya. Pembuatan briket
tidak terlalu sulit, alat yang digunakan juga tidak terlalu rumit. Di IPB
terdapat banyak jenis-jenis mesin pengempa briket mulai dari yang
manual, semi mekanis, dan yang memakai mesin.
B. Gasifikasi
Secara sederhana, gasifikasi biomassa dapat didefinisikan sebagai
proses konversi bahan selulosa dalam suatu reaktor gasifikasi (gasifier)
menjadi bahan bakar. Gas tersebut dipergunakan sebagai bahan bakar
motor untuk menggerakan generator pembangkit listrik. Gasifikasi
merupakan salah satu alternatif dalam rangka program penghematan dan
diversifikasi energi. Selain itu gasifikasi akan membantu mengatasi
masalah penanganan dan pemanfaatan limbah pertanian, perkebunan dan
kehutanan. Ada tiga bagian utama perangkat gasifikasi, yaitu : (a) unit
8
pengkonversi bahan baku (umpan) menjadi gas, disebut reaktor gasifikasi
atau gasifier, (b) unit pemurnian gas, (c) unit pemanfaatan gas.
C. Pirolisa
Pirolisa adalah penguraian biomassa (lysis) karena panas (pyro)
pada suhu yang lebih dari 150oC. Pada proses pirolisa terdapat beberapa
tingkatan proses, yaitu pirolisa primer dan pirolisa sekunder.
9
Pirolisa primer adalah pirolisa yang terjadi pada bahan baku (umpan),
sedangkan pirolisa sekunder adalah pirolisa yang terjadi atas partikel dan
gas/uap hasil pirolisa primer. Penting diingat bahwa pirolisa adalah
penguraian karena panas, sehingga keberadaan O2 dihindari pada proses
tersebut karena akan memicu reaksi pembakaran.
D. Liquification
Liquification merupakan proses perubahan wujud dari gas ke
cairan dengan proses kondensasi, biasanya melalui pendinginan, atau
perubahan dari padat ke cairan dengan peleburan, bisa juga dengan
pemanasan atau penggilingan dan pencampuran dengan cairan lain untuk
memutuskan ikatan. Pada bidang energi liquification tejadi pada batubara
dan gas menjadi bentuk cairan untuk menghemat transportasi dan
memudahkan dalam pemanfaatan.
A. Biokimia
Pemanfaatan energi biomassa yang lain adalah dengan cara proses
biokimia. Contoh proses yang termasuk ke dalam proses biokimia adalah
hidrolisis, fermentasi dan an-aerobic digestion. An-aerobic digestion
adalah penguraian bahan organik atau selulosa menjadi CH4 dan gas lain
melalui proses biokimia. Adapun tahapan proses anaerobik digestion
adalah diperlihatkan pada Gambar:
10
Selain anaerobic digestion, proses pembuatan etanol dari biomassa
tergolong dalam konversi biokimiawi. Biomassa yang kaya dengan
karbohidrat atau glukosa dapat difermentasi sehingga terurai menjadi
etanol dan CO2. Akan tetapi, karbohidrat harus mengalami penguraian
(hidrolisa) terlebih dahulu menjadi glukosa. Etanol hasil fermentasi pada
umumnya mempunyai kadar air yang tinggi dan tidak sesuai untuk
pemanfaatannya sebagai bahan bakar pengganti bensin. Etanol ini harus
didistilasi sedemikian rupa mencapai kadar etanol di atas 99.5%.
Biomassa adalah satu-satunya sumber energi terbarukan yang
dapat diubah menjadi bahan bakar cair - biofuel – untuk keperluan
transportasi (mobil, truk, bus, pesawat terbang dan kereta api). Di antara
jenis biofuel yang banyak dikenal adalah biogas, biodiesel dan bioethanol.
1. Biodiesel
Biodiesel merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang memiliki
sifat menyerupai minyak diesel atau solar. Bahan bakar ini ramah
lingkungan karena menghasilkan emisi gas buang yang jauh lebih baik
11
dibandingkan dengan diesel/solar, yaitu bebas sulfur, bilangan asap
(smoke number) yang rendah; memiliki cetane number yang lebih tinggi
sehingga pembakaran lebih sempurna (clear burning); memiliki sifat
pelumasan terhadap piston mesin; dan dapat terurai (biodegradabe)
sehingga tidak menghasilkan racun (non toxic). Menurut hasil penelitian
BBPT, biodiesel bisa langsung digunakan 100% sebagai bahan bakar pada
mesin diesel tanpa memodifikasi mesin dieselnya atau dalam bentuk
campuran dengan solar pada berbagai konsentrasi mulai dari 5%.
Keuanggulan biodiesel diantaranya :
• Angka Cetane tinggi (>50), yakni angka yang menunjukan ukuran baik
tidaknya kualitas Solar berdasarkan sifaf kecepatan bakar dalm ruang
bakar mesin. Semakin tinggi bilangan Cetane, semakin cepat pembakaran
semakin baik efisiensi termodinamisnya.
• Titik kilat (flash point) tinggi, yakni temperatur terendah yang dapat
menyebabkan uap Biodiesel menyala, sehingga Biodiesel lebih aman dari
bahaya kebakaran pada saat disimpan maupun pada saat didistribusikan
dari pada solar.
• Tidak mengandung sulfur dan benzene yang mempunyai sifat karsinogen,
serta dapat diuraikan secara alami
• Menambah pelumasan mesin yang lebih baik daripada solar sehingga akan
memperpanjang umur pemakaian mesin
• Dapat dengan mudah dicampur dengan solar biasa dalam berbagai
komposisi dan tidak memerlukan modifikasi mesin apapun
• Mengurangi asap hitam dari gas asap buang mesin diesel secara signifikan
walaupun penambahan hanya 5% - 10% volume biodiesel kedalam solar
12
Vegetable Oil Production
(ton)
Productivity
(kg/ha/year)
Areas
(ha)
Palm Oil/Kelapa Sawit 19,324,293 3,487 8,248,328
Jatropha curcas/Jarak Pagar 147,403 494.45 5,673
Source : Ministry of Agriculture RI (2009)
Tabel 2.3 Biomass Resources for Biodiesel
Biodiesel membutuhkan bahan baku minyak nabati yang dapat
dihasilkan dari tanaman yang mengandung asam lemak seperti kelapa
sawit (Crude Palm Oil/CPO), jarak pagar (Crude Jatropha Oil/CJO),
kelapa (Crude Coconut Oil/CCO), sirsak, srikaya, kapuk, dll. Indonesia
sangat kaya akan sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan sebagai
bahan baku biodiesel. Kelapa sawit merupakan salah satu sumber bahan
baku minyak nabati yang prospektif dikembangkan sebagai bahan baku
biodiesel di Indonesia, mengingat produksi CPO Indonesia cukup besar
dan meningkat tiap tahunnya. Tanaman jarak pagar juga prospektif sebagai
bahan baku biodiesel mengingat tanaman ini dapat tumbuh di lahan kritis
dan karakteristik minyaknya yang sesuai untuk biodiesel.
Menurut Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen
Pertanian, total kebutuhan biodiesel saat ini mencapai 4,12 juta kiloliter
per tahun. Sementara kemampuan produksi biodiesel pada tahun 2006 baru
110 ribu kiloliter per tahun. Pada tahun 2007 kemampuan produksi
diperkirakan mencapai 200 ribu kiloliter per tahun. Produsen-produsen
lain merencanakan juga akan beroperasi pada 2008 sehingga kapasitas
produksi akan mencapai sekitar 400 ribu kiloliter per tahun. Cetak biru
(blueprint) Pengelolaan Energi Nasional mentargetkan produksi biodiesel
sebesar 0,72 juta kiloliter pada tahun 2010 untuk menggantikan 2%
13
konsumsi solar yang membutuhkan 200 ribu hektar kebun sawit dan 25
unit pengolahan berkapasitas 30 ribu ton per tahun dengan nilai investasi
sebesar Rp. 1,32 triliun; hingga menjadi sebesar 4,7 juta kiloliter pada
tahun 2025 untuk mengganti 5% konsumsi solar yang membutuhkan 1,34
juta hektar kebun sawit dan 45 unit pengolahan berkapasitas 100 ribu ton
per tahun dengan investasi mencapai Rp. 9 triliun.
2. Bioetanol
Bioetanol (C2H5OH) adalah cairan biokimia dari proses fermentasi
gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme.
Gambar 2.3 Rumus Bangun Bioetanol
Bioetanol merupakan bahan bakar dari minyak nabati yang
memiliki sifat menyerupai minyak premium. Untuk pengganti premium,
terdapat alternatif gasohol yang merupakan campuran antara bensin dan
bioetanol. Adapun manfaat pemakaian gasohol di Indonesia yaitu :
memperbesar basis sumber daya bahan bakar cair, mengurangi impor
BBM, menguatkan security of supply bahan bakar, meningkatkan