Breakdown Energi Primer Regional
Topic 11: Biomass
Pendahuluan
Biomassa adalah nama yang diberikan untuk semua materi tumbuhan dan hewan.
Energi biomassa berasal dari makhluk hidup; mungkin tanaman atau hewan, limbah
dari produk pertanian dan kehutanan, limbah industri, atau limbah manusia dan
hewan. Metode utama yang digunakan dalam penggalian dan pemanfaatan energi ini
akan dijelaskan secara singkat dan prospek sumber-sumber energi ini akan dibahas.
Sasaran Belajar
Di akhir topic ini anda diharapkan mampu:
•
Mendiskusikan asal/tipe biomassa dan bahaimana berbagai tipe biomassa
dapat diproses dan digunakan.
Bacaan Wajib
RISE Fact sheet on Biomass di http://www.rise.org.au/info/Res/biomass/index.html
Bacaan Disarankan
Old Fuel for Modern Times Æ dapat didownload dari website TIN3511 atau dari
http://www.task29.net/assets/files/reports/Domac_Richards_Segon_2005.pdf
Tutorial Questions
1. Apa keuntungan dan kerugian penggunaan biomassa sebagai sumber energi?
2. *Jelaskan bagaiman landfill gas digunakan untuk menghasilkan listrik. Apa
keuntungan dari teknologi ini?
Konsep Penting
1. Ketika mempertimbangkan jumlah energi yang dihasilkan oleh biomassa,
adalah penting untuk mempertimbangkan keuntungan bersih (net gain) dalam
energi, yakni jumlah energi yang dihasilkan dikurangi jumlah energi yang
dikonsumsi dalam produksi dari sumber-sumber tak terbarukan.
2. Jika biomassa adalah sumber daya terbarukan jangka panjang, maka ia harus
digunakan secara berkelanjutan.
Last modified: 21 December 2010
Pendahuluan
Biomassa adalah nama yang diberikan kepada semua materi tumbuhan dan hewan
Energi biomassa berasal dari bahan makhluk hidup
Bahan ini mungkin:
o Materi tumbuhan atau hewan
o Limbah dari produk pertanian dan kehutanan
o Industri, kotoran manusia atau hewan
Energi biomassa berasal berasal dari energi matahari melalui proses fotosintesis
[energi surya + CO2 + H2O Æ karbohidrat + O2]
Materi biomassa ini dapat digunakan:
o Secara Langsung (pembakaran)
o Tidak langsung (mengubah material menjadi bahan bakar jenis lain)
"Biomassa mendominasi konsumsi energi global hingga pertengahan abad ke-19.
Sejak itu kontribusi biomassa mengalami penurunan dalam pasokan energi dunia,
karena batu bara dan kemudian minyak, gas alam, dan tenaga nuklir menyumbang
sebagian besar pertumbuhan permintaan energi global. Namun, biomassa masih
menyumbang sekitar 15 persen dari penggunaan energi global."
[Sumber: K. Mutanen "Opportunities for Bioenergy in Power Generation", Energy
Engineering, 90 n5, 1993. ]
Suplai Energi Primer Total Dunia
Sumber: www.iea.org/Textbase/Papers/ 2006/renewable_factsheet.pdf (accessed
27/4/06)
Breakdown Energi Primer Regional
Sumber: www.iea.org/Textbase/Papers/ 2006/renewable_factsheet.pdf (accessed
27/4/06)
Suplai Energi Primer Total Indonesia
Sumber: www.iea.org/stats/pdf_graphs/IDTPES.pdf
Suplai Energi Primer Total Indonesia – 2008
Sumber: http://www.iea.org/stats/pdf_graphs/IDTPESPI.pdf
Sifat Bahan Bakar Biomassa
Berikut adalah sifat-sifat umum bahan bakar biomassa dan limbah:
o kadar air tinggi
o nilai kalori rendah dalam keadaan kering
o kepadatan rendah
o kualitas bervariasi
o reaktivitas tinggi
Biomassa Pohon (Kayu)
Mungkin bahan bakar pertama yang digunakan manusia
Banyak digunakan di negara-negara berkembang untuk memasak dan pemanasan
o menyebabkan lajunya pengurangan hutan
o sering digunakan secara tidak efisien
Penggunaan meningkat di Negara-negara berkembang
o Kompor pembakaran lambat dan pemanas
o Unit efisiensi tinggi (65 - 70%)
Sifat bahan-bakar kayu:
o Tidak terkonsentrasi tinggi disbanding bahan bakar fosil
o kadar air mengurangi output termal
o temperatur nyala lebih rendah
o dibutuhkan fireboxes yang lebih besar dan permukaan perpindahan panas
o kandungan sulfur rendah
o produksi abu rendah
o karbon dioksida yang dihasilkan sama dengan yang diserap dari atmosfer
selama pertumbuhan pohon
Sumber Biomassa Pohon
Sisa pabrik pengolahan kayu
o produk sampingan operasi pengolahan kayu
o tersedia setiap saat
o persaingan - produk kayu / bahan bakar
Sisa penebangan
o Sisa yang tertinggal setelah penebangan pohon
Timber Stand Improvements (perbaikan kayu tegak)
o Penipisan kayu hutan yang kelebihan stok
o Menerbang kayu berkualitas lebih rendah untuk memudahkan kayu lain
tumbuh.
Kayu Mati
o kematian pohon hutan setiap tahun karena penyakit, serangga, usia tua dll
o material mati yang terkumpul pada pohon hidup (tak-terbarukan)
Perkebunan Kayu Energi Rotasi Pendek.
o Diproduksi untuk konversi energi
o Dipilih pohon khusus untuk pertumbuhan cepat, memudahkan pembuatan, dan
meminimlasisir masalah hama dan penyakit
o Praktek budidaya intensif
Contoh Penggunaan Biomassa Kayu
Kemungkinan Lain Pemrosesan Kayu
Pembakaran adalah proses utama yang digunakan untuk melepaskan energi di
dalam kayu
Kemungkinan kain Pengolahan Kayu
o Gasifikasi
¾ Konversi biomassa menjadi campuran gas-gas yang mudah terbakar
melalui pembakaran dalam lingkungan udara dan oksigen terkendali -
baik pada tekanan atmosfer atau tekanan buatan (campuran gas dapat
mengandung karbon monoksida, hidrogen, metana)
Contoh Gasifikasi Produk Kayu
Varnamo Plant, Sweden
Contoh Gasifikasi Produk Kayu
Kemungkinan Lain Pemrosesan Kayu
o Pirolisis
¾ Melibatkan transformasi biomassa menjadi arang, gas atau cairan dengan
memanaskan bahan biomassa tanpa adanya oksigen atau dengan hanya
sedikit oksigen.
¾ Digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan arang
¾ Pirolisis Kayu menghasilkan:
char (arang) - 30% dari berat kayu, tetapi 42% dari kandungan energi
minyak pirolitik - 32% dari kandungan energi - bahan bakar level
rendah tetapi cocok untuk bahan bakar boiler
gas pirolitik - biasanya dibakar untuk pasokan energi industry proses
Persentase produk dapat bervariasi sesuai perubahan kondisi proses
Penggunaan Biomassa melalui Pembakaran
Bagasse
o Sisa tebu berserat setelah air tebu dikeringkan melalui penggilingan.
o Digunakan sebagai bahan bakar boiler untuk memberikan panas dan listrik
pada pabrik gula
Bagasse (Sumber: NREL)
Sisa tanaman
Limbah rumah tangga dan industri
o Kertas, kayu, plastik, bahan kimia tekstil, kain, dan karet
o Berpotensi untuk dibakar menghasilkan uap dan listrik
o Kogenerasi (cogeneration) mungkin
o Transportasi mahal
o Dibutuhkan jumlah material yang besar
Manfaat dan Pertimbangan Industri Listrik Biomassa
Biomassa merupakan sumber lokal dan tidak dipengaruhu fluktuasi harga dan
ketidakpastian pasokan seperti bahan bakar yang diimpor
Penggunaan biomassa mengurangi ketergantungan pada energi impor sehingga
ada keseimbangan pembayaran.
Biomassa merupakan bahan bakar yang lebih bersih dan memiliki kontribusi lebih
kecil pada hujan asam dibanding minyak dan batubara.
Dapat menjadi sumber energi terbarukan
Perkembangan produksi biomassa dapat membuka lapangan kerja: sektor
pertanian, industri penanganan bahan bakar / manajemen, dan dalam fasilitas
konversi.
Kelayakan penggunaan biomassa untuk menghasilkan energi telah ditunjukkan
secara baik di USA dan negara-negara lain.
Perhatian paling penting bagi kelangsungan hidup industri listrik biomassa adalah:
o Jaminan pasokan bahan baku dan harga
o Efisiensi
o Perlu jaminan manfaat lingkungan pada siklus biomassa - listrik.
Bahan Bakar Biomassa Lain
Bahan bakar alkohol
o Ethanol
o Methanol
Biodiesel
Biogas
Minyak tanaman
Ethanol
Alkohol ethyl - bentuk alkohol yang ada dalam minuman beralkohol
Bisa melengkapi atau pengganti bensin pada mesin spark ignition
Banyak negara mencampur etanol dengan bensin untuk mengurangi konsumsi
bensin
o misal Brazil, Canada, USA
o Shell dan CSR telah melakukan tes di Queensland
o Western Power telah menjalankan mobil dengan bahan bakar alkohol
Produksi Ethanol
roduksi etanol menggunakan proses FERMENTASI dan DISTILASI
Bahan biomassa dicampur dengan air dan ragi
Ragi memecah gula dan pati untuk menghasilkan etanol - proses FERMENTASI
Proses berlangsung 15-48 jam dan menghasilkan 10 sampai 15% etanol
Solusi alkohol diencerkan kemudian disuling - etanol menguap, terkondensasi dan
kemudian disimpan untuk digunakan
Penelitian terus dilakukan:
o fermentasi kontinu
o organisme yang lebih baik
o pengurangan kebutuhan energi untuk distilasi
Bahan untuk Produksi Ethanol
Biji-bijian
o Gandum, jagung, sorghum
o Di USA tahun 1980, 100 juta galon bahan-bakar ethanol diproduksi dari 1 juta
ton jagung
Tnaman gula
o tebu, sugar beet
Pati Tanaman
o misal Jerusalem Artichokes
Sisa tanaman
Rumpul, Legumes
Sisa kayu dan hutan
o Biomassa Selulosa
o Proses fermentasi sulit
o Dibutuhkan lebih banyak organism khusus, dan perlakukan pendahuluan
Bahan Bakar Ethanol
Source: RISE
Produksi Ethanol Dunia berdasar Negara tahun 2005 (Sumber: RISE)
Biodiesel
Berbagai bahan bakar oksigen berbasis ester dibuat dari minyak sayur atau lemak
hewan
Proses produksi paling umum - katalis transesterifikasi minyak dengan alkohol
o lemak atau minyak direaksikan dengan alkohol, seperti metanol, dengan
adanya katalis untuk menghasilkan gliserin dan metil ester (biodiesel)
o Kelebihan metanol digunakan untuk membantu dalam konversi cepat dan
pemulihan untuk digunakan kembali
o katalis biasanya sodium atau potassium hidroksida yang dicampur dengan
metanol
Bisa berskala kecil atau besar
Bisa digunkan untuk melengkapi atau menggantikan bahan bakar diesel (minyak
solar)
Standar spesifikasi sedang dipersiapkan untuk biodiesel
Beberapa pabrik biodiesel telah dibangun di Indonesia, termasuk Riau.
Source: Worldwatch Institute, “Biofuels for Transportation”, June 2006
Methanol
Mirip dengan etanol
Dapat diproduksi dari batubara, gas alam, kayu dan biomassa lainnya
Dapat digunakan sebagai bahan bakar transportasi pada mesin yang dimodifikasi
(disesuaikan)
Metanol dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar diesel
o Harus ditambahkan dengan sistem perbaikan pengapian
o Biaya menjadi tidak ekonomis
Kekurangan:
o methanol murni adalah racun
o Korosif, khususnya pada plastik plastic
Produksi:
o gasifikasi biomassa untuk menghasilkan gas sintesis (karbon monoksida dan
hidrogen)
o Konversi sintesis untuk metanol, beberapa proses sudah komersial
Biogas
Juga dikenal sebagai 'gas rawa'
Hingga 65% dapat berupa metana, komponen utama gas alam
Diproduksi ketika limbah hewan atau bahan organik lainnya membusuk dalam
keadaan tanpa oksigen, pencernaan anaerob
o dalam sistem pencernaan manusia dan hewan
o di digester yang dibuat khusus untuk tujuan ini
¾ skala besar di perkotaan
¾ skala rumah tangga di daerah pedesaan di negara berkembang
o di lokasi pembuangan sampah di mana sampah terkubur di bawah tanah
Penggunaan biogas:
o Bahan bakar tungku, pemanasan, memasak
o Bahan bakar mesin (pompa air)
o Bahan bakar pembangkit listrik
Landfill gas (gas pada TPA sampah)
o Digunakan secara lokal
Contoh Biogas Digesters di Negara berkembang
Minyak Tumbuhan
Minyak dari kacang tanah, bunga matahari, sayuran, tanaman lain (mesin diesel
pertama - dirancang untuk bekerja dengan minyak sayur)
Dapat melengkapi atau menggantikan bahan bakar diesel
Teknologi skstraksi telah dikuasai
Biomass – Aspek Lingkungan Hidup
Pertimbangan GRK
o Sink (dikunci sementara waktu)
o CH4 menjadi CO2 (landfill gas +ve, kebocoran dari digester –ve)
Emisi lain (NOx mungkin meningkat pada beberapa aplikasi)
Penggunaan lahan:
o Degradasi
o Penggurunan
o Kehilangan habitat
Biomass – Isu lain
Persaingan penggunaan lahan
Masalah kebersihan
Net Energy (Keseimbangan Energi)
o Apakah net energy yang dihasilkan lebih besar dari energi input?
Net Energy Gain pada Bahan Bakar Biomasa
B = Kandungan energi pada material biomassa
H = Kandungan energi bahan bakar yang diproduksi dari material biomassa
Hc = Energi yang digunakan untuk menghasilkan bahan bakar final
o Energi yang digunakan untuk memproduksi tanaman
o Energi yang digunakan untuk memanen dan mengangkut bahan tanaman
o Energi yang digunakan untuk mengubah material menjadi bahan bakar final
Net gain pada, N
o N = H - Hc
N bisa negatif
N bisa dibetulkan jika dihasilkan produk bawaan yang berguna
Net Energy Gain
Energy Balance =
(jumlah energi yang dihasilkan)
-------------------------------------------(input bahan bakar untuk produksi)
Source: Worldwatch Institute, “Biofuels for Transportation”, June 2006
Ekonomi
o Multiple output (misal listrik, karbon aktif, minyak kayu putih)
Bisa bersifat terbarukan
Masa Depan??
Source: A Clean Energy Future for Australia (Executive Summary), March 2004
Pendahuluan
Biomassa adalah nama yang diberikan untuk semua materi tumbuhan dan hewan.
Energi biomassa berasal dari makhluk hidup; mungkin tanaman atau hewan, limbah
dari produk pertanian dan kehutanan, limbah industri, atau limbah manusia dan
hewan. Metode utama yang digunakan dalam penggalian dan pemanfaatan energi ini
akan dijelaskan secara singkat dan prospek sumber-sumber energi ini akan dibahas.
Sasaran Belajar
Di akhir topic ini anda diharapkan mampu:
•
Mendiskusikan asal/tipe biomassa dan bahaimana berbagai tipe biomassa
dapat diproses dan digunakan.
Bacaan Wajib
RISE Fact sheet on Biomass di http://www.rise.org.au/info/Res/biomass/index.html
Bacaan Disarankan
Old Fuel for Modern Times Æ dapat didownload dari website TIN3511 atau dari
http://www.task29.net/assets/files/reports/Domac_Richards_Segon_2005.pdf
Tutorial Questions
1. Apa keuntungan dan kerugian penggunaan biomassa sebagai sumber energi?
2. *Jelaskan bagaiman landfill gas digunakan untuk menghasilkan listrik. Apa
keuntungan dari teknologi ini?
Konsep Penting
1. Ketika mempertimbangkan jumlah energi yang dihasilkan oleh biomassa,
adalah penting untuk mempertimbangkan keuntungan bersih (net gain) dalam
energi, yakni jumlah energi yang dihasilkan dikurangi jumlah energi yang
dikonsumsi dalam produksi dari sumber-sumber tak terbarukan.
2. Jika biomassa adalah sumber daya terbarukan jangka panjang, maka ia harus
digunakan secara berkelanjutan.
Last modified: 21 December 2010
Pendahuluan
Biomassa adalah nama yang diberikan kepada semua materi tumbuhan dan hewan
Energi biomassa berasal dari bahan makhluk hidup
Bahan ini mungkin:
o Materi tumbuhan atau hewan
o Limbah dari produk pertanian dan kehutanan
o Industri, kotoran manusia atau hewan
Energi biomassa berasal berasal dari energi matahari melalui proses fotosintesis
[energi surya + CO2 + H2O Æ karbohidrat + O2]
Materi biomassa ini dapat digunakan:
o Secara Langsung (pembakaran)
o Tidak langsung (mengubah material menjadi bahan bakar jenis lain)
"Biomassa mendominasi konsumsi energi global hingga pertengahan abad ke-19.
Sejak itu kontribusi biomassa mengalami penurunan dalam pasokan energi dunia,
karena batu bara dan kemudian minyak, gas alam, dan tenaga nuklir menyumbang
sebagian besar pertumbuhan permintaan energi global. Namun, biomassa masih
menyumbang sekitar 15 persen dari penggunaan energi global."
[Sumber: K. Mutanen "Opportunities for Bioenergy in Power Generation", Energy
Engineering, 90 n5, 1993. ]
Suplai Energi Primer Total Dunia
Sumber: www.iea.org/Textbase/Papers/ 2006/renewable_factsheet.pdf (accessed
27/4/06)
Breakdown Energi Primer Regional
Sumber: www.iea.org/Textbase/Papers/ 2006/renewable_factsheet.pdf (accessed
27/4/06)
Suplai Energi Primer Total Indonesia
Sumber: www.iea.org/stats/pdf_graphs/IDTPES.pdf
Suplai Energi Primer Total Indonesia – 2008
Sumber: http://www.iea.org/stats/pdf_graphs/IDTPESPI.pdf
Sifat Bahan Bakar Biomassa
Berikut adalah sifat-sifat umum bahan bakar biomassa dan limbah:
o kadar air tinggi
o nilai kalori rendah dalam keadaan kering
o kepadatan rendah
o kualitas bervariasi
o reaktivitas tinggi
Biomassa Pohon (Kayu)
Mungkin bahan bakar pertama yang digunakan manusia
Banyak digunakan di negara-negara berkembang untuk memasak dan pemanasan
o menyebabkan lajunya pengurangan hutan
o sering digunakan secara tidak efisien
Penggunaan meningkat di Negara-negara berkembang
o Kompor pembakaran lambat dan pemanas
o Unit efisiensi tinggi (65 - 70%)
Sifat bahan-bakar kayu:
o Tidak terkonsentrasi tinggi disbanding bahan bakar fosil
o kadar air mengurangi output termal
o temperatur nyala lebih rendah
o dibutuhkan fireboxes yang lebih besar dan permukaan perpindahan panas
o kandungan sulfur rendah
o produksi abu rendah
o karbon dioksida yang dihasilkan sama dengan yang diserap dari atmosfer
selama pertumbuhan pohon
Sumber Biomassa Pohon
Sisa pabrik pengolahan kayu
o produk sampingan operasi pengolahan kayu
o tersedia setiap saat
o persaingan - produk kayu / bahan bakar
Sisa penebangan
o Sisa yang tertinggal setelah penebangan pohon
Timber Stand Improvements (perbaikan kayu tegak)
o Penipisan kayu hutan yang kelebihan stok
o Menerbang kayu berkualitas lebih rendah untuk memudahkan kayu lain
tumbuh.
Kayu Mati
o kematian pohon hutan setiap tahun karena penyakit, serangga, usia tua dll
o material mati yang terkumpul pada pohon hidup (tak-terbarukan)
Perkebunan Kayu Energi Rotasi Pendek.
o Diproduksi untuk konversi energi
o Dipilih pohon khusus untuk pertumbuhan cepat, memudahkan pembuatan, dan
meminimlasisir masalah hama dan penyakit
o Praktek budidaya intensif
Contoh Penggunaan Biomassa Kayu
Kemungkinan Lain Pemrosesan Kayu
Pembakaran adalah proses utama yang digunakan untuk melepaskan energi di
dalam kayu
Kemungkinan kain Pengolahan Kayu
o Gasifikasi
¾ Konversi biomassa menjadi campuran gas-gas yang mudah terbakar
melalui pembakaran dalam lingkungan udara dan oksigen terkendali -
baik pada tekanan atmosfer atau tekanan buatan (campuran gas dapat
mengandung karbon monoksida, hidrogen, metana)
Contoh Gasifikasi Produk Kayu
Varnamo Plant, Sweden
Contoh Gasifikasi Produk Kayu
Kemungkinan Lain Pemrosesan Kayu
o Pirolisis
¾ Melibatkan transformasi biomassa menjadi arang, gas atau cairan dengan
memanaskan bahan biomassa tanpa adanya oksigen atau dengan hanya
sedikit oksigen.
¾ Digunakan selama berabad-abad untuk menghasilkan arang
¾ Pirolisis Kayu menghasilkan:
char (arang) - 30% dari berat kayu, tetapi 42% dari kandungan energi
minyak pirolitik - 32% dari kandungan energi - bahan bakar level
rendah tetapi cocok untuk bahan bakar boiler
gas pirolitik - biasanya dibakar untuk pasokan energi industry proses
Persentase produk dapat bervariasi sesuai perubahan kondisi proses
Penggunaan Biomassa melalui Pembakaran
Bagasse
o Sisa tebu berserat setelah air tebu dikeringkan melalui penggilingan.
o Digunakan sebagai bahan bakar boiler untuk memberikan panas dan listrik
pada pabrik gula
Bagasse (Sumber: NREL)
Sisa tanaman
Limbah rumah tangga dan industri
o Kertas, kayu, plastik, bahan kimia tekstil, kain, dan karet
o Berpotensi untuk dibakar menghasilkan uap dan listrik
o Kogenerasi (cogeneration) mungkin
o Transportasi mahal
o Dibutuhkan jumlah material yang besar
Manfaat dan Pertimbangan Industri Listrik Biomassa
Biomassa merupakan sumber lokal dan tidak dipengaruhu fluktuasi harga dan
ketidakpastian pasokan seperti bahan bakar yang diimpor
Penggunaan biomassa mengurangi ketergantungan pada energi impor sehingga
ada keseimbangan pembayaran.
Biomassa merupakan bahan bakar yang lebih bersih dan memiliki kontribusi lebih
kecil pada hujan asam dibanding minyak dan batubara.
Dapat menjadi sumber energi terbarukan
Perkembangan produksi biomassa dapat membuka lapangan kerja: sektor
pertanian, industri penanganan bahan bakar / manajemen, dan dalam fasilitas
konversi.
Kelayakan penggunaan biomassa untuk menghasilkan energi telah ditunjukkan
secara baik di USA dan negara-negara lain.
Perhatian paling penting bagi kelangsungan hidup industri listrik biomassa adalah:
o Jaminan pasokan bahan baku dan harga
o Efisiensi
o Perlu jaminan manfaat lingkungan pada siklus biomassa - listrik.
Bahan Bakar Biomassa Lain
Bahan bakar alkohol
o Ethanol
o Methanol
Biodiesel
Biogas
Minyak tanaman
Ethanol
Alkohol ethyl - bentuk alkohol yang ada dalam minuman beralkohol
Bisa melengkapi atau pengganti bensin pada mesin spark ignition
Banyak negara mencampur etanol dengan bensin untuk mengurangi konsumsi
bensin
o misal Brazil, Canada, USA
o Shell dan CSR telah melakukan tes di Queensland
o Western Power telah menjalankan mobil dengan bahan bakar alkohol
Produksi Ethanol
roduksi etanol menggunakan proses FERMENTASI dan DISTILASI
Bahan biomassa dicampur dengan air dan ragi
Ragi memecah gula dan pati untuk menghasilkan etanol - proses FERMENTASI
Proses berlangsung 15-48 jam dan menghasilkan 10 sampai 15% etanol
Solusi alkohol diencerkan kemudian disuling - etanol menguap, terkondensasi dan
kemudian disimpan untuk digunakan
Penelitian terus dilakukan:
o fermentasi kontinu
o organisme yang lebih baik
o pengurangan kebutuhan energi untuk distilasi
Bahan untuk Produksi Ethanol
Biji-bijian
o Gandum, jagung, sorghum
o Di USA tahun 1980, 100 juta galon bahan-bakar ethanol diproduksi dari 1 juta
ton jagung
Tnaman gula
o tebu, sugar beet
Pati Tanaman
o misal Jerusalem Artichokes
Sisa tanaman
Rumpul, Legumes
Sisa kayu dan hutan
o Biomassa Selulosa
o Proses fermentasi sulit
o Dibutuhkan lebih banyak organism khusus, dan perlakukan pendahuluan
Bahan Bakar Ethanol
Source: RISE
Produksi Ethanol Dunia berdasar Negara tahun 2005 (Sumber: RISE)
Biodiesel
Berbagai bahan bakar oksigen berbasis ester dibuat dari minyak sayur atau lemak
hewan
Proses produksi paling umum - katalis transesterifikasi minyak dengan alkohol
o lemak atau minyak direaksikan dengan alkohol, seperti metanol, dengan
adanya katalis untuk menghasilkan gliserin dan metil ester (biodiesel)
o Kelebihan metanol digunakan untuk membantu dalam konversi cepat dan
pemulihan untuk digunakan kembali
o katalis biasanya sodium atau potassium hidroksida yang dicampur dengan
metanol
Bisa berskala kecil atau besar
Bisa digunkan untuk melengkapi atau menggantikan bahan bakar diesel (minyak
solar)
Standar spesifikasi sedang dipersiapkan untuk biodiesel
Beberapa pabrik biodiesel telah dibangun di Indonesia, termasuk Riau.
Source: Worldwatch Institute, “Biofuels for Transportation”, June 2006
Methanol
Mirip dengan etanol
Dapat diproduksi dari batubara, gas alam, kayu dan biomassa lainnya
Dapat digunakan sebagai bahan bakar transportasi pada mesin yang dimodifikasi
(disesuaikan)
Metanol dapat digunakan sebagai pengganti bahan bakar diesel
o Harus ditambahkan dengan sistem perbaikan pengapian
o Biaya menjadi tidak ekonomis
Kekurangan:
o methanol murni adalah racun
o Korosif, khususnya pada plastik plastic
Produksi:
o gasifikasi biomassa untuk menghasilkan gas sintesis (karbon monoksida dan
hidrogen)
o Konversi sintesis untuk metanol, beberapa proses sudah komersial
Biogas
Juga dikenal sebagai 'gas rawa'
Hingga 65% dapat berupa metana, komponen utama gas alam
Diproduksi ketika limbah hewan atau bahan organik lainnya membusuk dalam
keadaan tanpa oksigen, pencernaan anaerob
o dalam sistem pencernaan manusia dan hewan
o di digester yang dibuat khusus untuk tujuan ini
¾ skala besar di perkotaan
¾ skala rumah tangga di daerah pedesaan di negara berkembang
o di lokasi pembuangan sampah di mana sampah terkubur di bawah tanah
Penggunaan biogas:
o Bahan bakar tungku, pemanasan, memasak
o Bahan bakar mesin (pompa air)
o Bahan bakar pembangkit listrik
Landfill gas (gas pada TPA sampah)
o Digunakan secara lokal
Contoh Biogas Digesters di Negara berkembang
Minyak Tumbuhan
Minyak dari kacang tanah, bunga matahari, sayuran, tanaman lain (mesin diesel
pertama - dirancang untuk bekerja dengan minyak sayur)
Dapat melengkapi atau menggantikan bahan bakar diesel
Teknologi skstraksi telah dikuasai
Biomass – Aspek Lingkungan Hidup
Pertimbangan GRK
o Sink (dikunci sementara waktu)
o CH4 menjadi CO2 (landfill gas +ve, kebocoran dari digester –ve)
Emisi lain (NOx mungkin meningkat pada beberapa aplikasi)
Penggunaan lahan:
o Degradasi
o Penggurunan
o Kehilangan habitat
Biomass – Isu lain
Persaingan penggunaan lahan
Masalah kebersihan
Net Energy (Keseimbangan Energi)
o Apakah net energy yang dihasilkan lebih besar dari energi input?
Net Energy Gain pada Bahan Bakar Biomasa
B = Kandungan energi pada material biomassa
H = Kandungan energi bahan bakar yang diproduksi dari material biomassa
Hc = Energi yang digunakan untuk menghasilkan bahan bakar final
o Energi yang digunakan untuk memproduksi tanaman
o Energi yang digunakan untuk memanen dan mengangkut bahan tanaman
o Energi yang digunakan untuk mengubah material menjadi bahan bakar final
Net gain pada, N
o N = H - Hc
N bisa negatif
N bisa dibetulkan jika dihasilkan produk bawaan yang berguna
Net Energy Gain
Energy Balance =
(jumlah energi yang dihasilkan)
-------------------------------------------(input bahan bakar untuk produksi)
Source: Worldwatch Institute, “Biofuels for Transportation”, June 2006
Ekonomi
o Multiple output (misal listrik, karbon aktif, minyak kayu putih)
Bisa bersifat terbarukan
Masa Depan??
Source: A Clean Energy Future for Australia (Executive Summary), March 2004