BIOMASSA UNTUK BIOENERGI (part 4)

        Dalam kesempatan kali ini akan membahas mengenai bahan baku biomassa untuk bioenergi yang ada di Indonesia. Beberapa bahan baku dan potensinya akan di jelaskan di bawah ini. Seperti telah di jelaskan pada tulisan sebelumnya, terdapat  berbagai jenis Biomasa antara lain residu hasil hutan, hasil pertanian, hasil industri, pengolahan limbah, sampah dan hasil peternakan. Biomassa yang ada tersebut dibagi dalam

1.    Bioamssa basah yaitu sisa-sisa organik dan pupuk

2.    Biomassa padat yaitu kayu, jerami, dll,

3.    Bioamssa yang mengandung gula dan pati

4.    Biomass minyak dari tanaman dan algae

Kondisi biomassa di Indonesia sebagai berikut :

1.    Potensi Biomass dari Hasil hutan

     Gambar 1. Hasil produksi kayu 2003 – 2018, sumber BPS

Dari grafik diatas, produksi kayu di Indonesia meningkat setiap tahunnya sehingga limbah hasil pengolahan kayu diasumsikan juga terdapat peningkatan. Produksi tertinggi pada tahun 2018 mencapai 47.966.365 M³. Pada industri penggergajian kayu menghasilkan limbah sebesar 40% yang terdiri dari 22,32% sebetan, 9,39% potongan kayu dan 8,77% serbuk gergaji (Baristand and Banjarbaru, 1999). Dengan demikian 47.966.365 M³ kayu di prediksi menghasilkan limbah 19.186.546 M³ sehingga limbah hasil pengolahan kehutanan berpotensi untuk dioleh menjadi biomassa. Setiap 3000 gram limbah menghasilkan syngas sebesar 2.037 gram (Aktawan, n.d.) asumsi masa jenis kayu sebesar 600 kg/m³ maka potensi syngass yang dihasilkan sebesar  23.449.797 Giga Ton / tahun

2.    Potensi Biomassa dari Perkebunan

     Gambar 2. Hasil produksi perkebunan 2015 – 2018, sumber BPS 

Dari gambar diatas hasil produksi perkebunan meningkat yaitu minyak kelapa sawit, inti sawit dan gula tebu namun hasil kelapa mengalami penurunan. Meskipun demikian bisa dikatakan biomas dari hasil perkebunan masih berpotensi untuk diolah menjadi bahan baku bioenergi. Hasil minyak kelapa sawit tertinggi sebesar 16.310,8 ribu ton. Menurut (Direktorat Bioenergi, 2016) rendemen inti sawit menjadi crude oil sebesar 21 – 22%. Rendemen minyak kelapa sawit menjadi biodiesel sebesar 20-95%, maka kita punya stock biodiesel sebesar 13864,18 ribu ton / tahun Biodiesel. Dan limbah dari pengolahan sawit tersebut masih bisa dimanfaatkan sebagai biomassa.

3.    Potensi Biomassa dari Sampah

    Gambar 3 Jumlah sampah nasional, sumber BPS

Dari gambar di atas bisa di lihat produk sampah Nasional meningkat dari tahun 2019 ke tahun 2020. Jumlah sampah pada tahun 2020 sebanyak 385.339,99 ton. Sampah bisa diubah menjadi energi baik dengan menghasilkan bioetanol atau digunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik tenaga sampah. Dari total sampah dan yang bisa dijadikan bahan bakar sebesar 27,4% yaitu 105.583,15 ton dan nilai kalori rata-rata sebesar 2094,66 kcal/kg (Ketenagalistrikan et al., 2015), maka potensi energi listrik yang dibangkitkan dari pembangkit listrik tenaga sampah sebesar 257 GWatt/thn.

BIOMASSA UNTUK BIOENERGI (part 3)

 Beberapa teknologi untuk menghasilkan bioenergi antara lain 

1.  Hydrolysis

Hidrolisis holoselulosa (hemiselulosa dan selulosa) menjadi gula monomer adalah tahap ke dua setelah proses perlakuan awal dalam proses produksi bioetanol generasi-2. Pada tahap hidrolisis selulosa dan hemiselulosa diubah menjadi gula sederhana seperti di perlihatkan pada permsamaan reaksi (1) dan (2) (Sudiyani et al., 2019).

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O à nC₆H₁₂O₆ 

(C5H8O4)n + nH₂O à nC5H₁₀O₅

Teknologi hydrolisis ini bermanfaat untuk merubah biomass menjadi bioetanol pada generasi pertama. Pada generasi pertama ini pembuatan bioetanol disesuaikan dengan bahan baku yang ada. Bahan baku yang berasal kaya gula akan di fermentasi secara langsung untuk menghasilkan alkohol. Sedangkan bahan baku yang mengandung pati akan dilakukan beberapa proses untuk menjadi bioetanol seperti gambar dibawah ini.

Gambar 1 Proses produksi bioetanol generasi pertama (Sudiyani et al., 2019)

2. Oil Extraction

Ektraksi oli ini suatu proses untuk menghasilkan biodiesel yang mana bahan bakunya berupa limbah minyak goreng, ampas tebu ataupun limbah dari pengolahan minyak sawit. Proses ini memerlukan esterifikasi dan esterifikasi untuk mereduksi kandungan asam lemak bebas (Free Fatty Acid) (Hayyan et al., 2011)

3. Pyrolysis

Pyrolisis adalah proses termal dengan kurang atau tanpa oksigen (Hartulistiyoso et al., 2015). Komponen organik dari proses pyrolisis ini dihasilkan gas yang dapat dipakai untuk bahan bakar atau sumber bahan kimia lainnya. Metode ini adalah perlakuan awal yang diterapkan terhadap biomassa lignoselulosa. Proses ini ditujukan untuk pengolahan biomass menjadi bio-oil (Sudiyani et al., 2019). Proses pirolisis biasanya di pakai untuk mengolah sampah. Adapaun skema sederhananya adalah sebagai berikut.

Gambar 2 Skema sederhana Pirolisis 
Sumber : https://www.researchgate.net/figure/Fast-pyrolysis-process_fig2_255813495

4. Gasification

Proses grasifikasi bisa diaplikasikan pada biomass dari limbah pertanian, perkebunan, ataupun sampah. Proses ini merubah bahan organik padat menjadi gas dengan secara termokimia. Hasil dari proses gasifikasi berupa gas CO dan H₂ (hidrogen). Gas hasil gasifikasi kemudian digunakan untuk sumber bahan bakar membangkitkan energi listrik. Adapun skema proses gasifikasi seperti disajikan pada gambar 3 di bawah ini

 

Gambar 3 Skema proses Gasifikasi (Suhendi et al., 2016)

5. Briquetting

Briket dibuat dengan cara menekan dan mengeringkan campuran bahan menjadi blok yang keras dengan berbagai bentuk. Bahan baku briket ini biasanya batubara, arang, biomassa, gambut. Bahan yang dirubah dalam bentuk briket ini sebaiknay mempunyai kadar air yang rendah.

  

Gambar 4 Briket batubara, gambut dan biomassa, Sumber : https://ukmberdaya.com/bisnis-briket-arang-tempurung-kelapa/

BIOMASSA UNTUK BIOENERGI (part 2)

        Saat ini kebutuhan listrik di Indonesia sebagian besar masih mengggunakan bahan bakar batubara untuk membangkitkan energi listrik. Sesuai dengan kebijakan energi nasional dimana diharapkan penggunaan energi baru terbarukan meningkat paling sedikit 23% pada tahun 2025, oleh karena itu teknologi dalam pengelohan biomassa menjadi bioenergi harus terus di kembangkan. Disamping itu rantai pasok untuk memenuhi kebutuhan biomassa juga harus di perhatikan sehingga dapat terus berkelanjutan. Adapun teknologi untuk merubah biomassa sebagai bioenergi ditunjukkan seperti gambar di bawah ini

Gambar 1 Skema bioenergi dari biomassa (Bauen et al., 2009)

        Dari skema diatas, biomass bisa dijadikan bioenergi dengun produk berupa panas atau power dan bahan bakar cair. Saat ini di Indonesia teknologi pengolahan biomassa yang sudah di terapkan antara lain hydrolisis, pyrolisis, gasifikasi.

BIOMASSA UNTUK BIOENERGI (part 1)

        Pasokan energi fosil yang saat ini masih menjadi sumber energi utama dalam membangkitkan energi akan mengalami penipisan dan habis dalam beberapa dekade mendatang. Saat ini masih banyak pembangkit tenaga listrik yang menggunakan bahan bakar batubara. Semakain banyaknya populasi manusia maka kebutuhan akan energi listrik akan meningkat demikian juga kebutuhan batubara yang digunakan juga akan meningkat dan semakin lama akan semakin habis. Selain itu banyaknya permintaan produksi mobil dan motor juga akan terus mengurangi persediaan minyak bumi untuk menggerakkan peralatan tersebut. Untuk itu pasokan sumber energi terbarukan akan menjadi tantangan utama manusia beberapa dekade mendatang untuk menggantikan sumber energi fosil. Energi terbarukan antara lain berasal dari matahari, angin, air dan biomassa. Biomassa dapat memberikan kontribusi besar dalam memasok permintaan energi di masa mendatang secara berkelanjutan. Biomassa merupakan kontributor terbesar energi terbarukan dan memiliki potensi yang signifikan dalam menghasilkan energi listrik dan bahan bakar transportasi.

Biomassa adalah material yang berasal dari reaksi CO2 dengan udara, air dan sinar matahari dengan menggunakan fotosintesis untuk memproduksi karbohidrat sehingga terbentuk biomasa (McKendry, 2002). Feedstock biomassa terdapat pada hasil hutan dan residunya, hasil pertanian dan residunya, wastewater treatment (hasil pengolahan air limbah), waste treatment (pengolahan sampah), hewan dan residunya serta residu dari industri. Biomassa yang terbentuk kemudian dijadikan bahan untuk sumber energi bioenergi. Pada masa sekarang ini pemanfaatan bimassa sudah seperti pemanfaatan energi fosil karena untuk mengurangi dampak dari global warming.

Pada tahun 2018 produksi pembangkit listrik di Indonesia mencapai 283,8 TWh. Sebagian besar masih dihasilkan oleh pembangkit listrik berbahan bakar batubara sebesar 56,4%, bahan bakar gas sebesar 20,2%, BBM sebesar 6,3% dan EBT masih 17,1 % (Sekjen Dewan Energi Nasional, 2019). Dengan kebijakan pemerintah yang tertuang dalam PP No 79 tahun 2014 tentang Kebijakan Energi Nasional diharapkan dapat meningkatkan produksi listrik EBT. Dimana dalam kebijakan tersebut terdapat pedoman pengelolaan energi nasional guna mewujudkan kemandirian energi maka pengelolaan energi nasional diharapkan tercapai bauran energi baru dan terbarukan sebesar paling sedikit 23% pada tahun 2025. Untuk itu peran biomassa sebagai sumber bionergi sangat di harapkan untuk mencapai target tersebut. Untuk bisa mengolah biomassa menjadi sumber energi bioenergi diperlukan teknologi yang harus dimiliki oleh masyarakat Indonesia.