BIOMASSA Bahan Baku and Teknologi Konver

BAHAN BAKU & TEKNOLOGI KONVERSI

UNTUK ENERGI TERBARUKAN

(Kajian Pustaka dan Gagasan Aplikasi di Indonesia)

Syukri M Nur dan Jusri Jusuf Sangatta dan Bogor, September 2014

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

TERIMAKASIh KEPAdA: • PT. BERJAYA GEMILANG ENERGI atas sponsor dan fasilitas perjalanan ke Eropa pada

tanggal 1-19 Juni 2014 untuk mempelajari dan menjalin kerjasama dengan pengusaha industri Jerman, Swiss, Austria, dan Belanda di bidang energi terbarukan.

• PT. COCOMAS INDONESIA atas kesediannya menggunakan konsep survei biomassa ini di

enam wilayah di Provinsi Riau pada bulan September hingga Desember 2014.

Artikel ini disajikan kepada publik yang berbahasa Indonesia secara gratis untuk memperluas cakrawala dan minat pada pendayagunaan biomassa sebagai bahan baku energi terbarukan.

Kepada para pembaca yang berminat memberikan donasi untuk artikel ini, dipersilakan disampaikan kepada: PT. Insan Fajar Mandiri Nusantara melalui rekening perusahaan di Bank Mandiri Cabang Pajajaran Bogor: 133-0012474011.

Hasil donasi ini akan disampaikan kepada PAUD Insan Mandiri pendidikan anak usia dini dari kalangan masyarakat sederhana di kelurahan Tegal Lega, Bogor yang membayar biaya sekolah anaknya Rp1.000,-/hari.

Foto bersama siswa di PAUd Insan Mandiri Bogor

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Daftar Isi

Kata Pengantar

Daftar Gambar

Daftar Tabel

Daftar Lampiran

1 PENdAhULUAN

1.1 Latar Belakang

1.2 Tujuan

1.3 Kerangka Pikir

1.4 Ruang Lingkup Pembahasan

2 METOdOLOGI PENULISAN

2.1 Pengumpulan Pustaka dari Jurnal dan Buku Acuan

2.2 Penyusunan Kerangka Tulisan

2.3 Penulisan, Revisi dan Publikasi

3 PENGERTIAN BIOMASSA

3.1 Terminologi Biomassa

3.2 Biomassa Tradisional dan Modern

3.3 Alasan Mempelajari Biomassa

3.4 Karakteristik Biomassa

3.5 Sumber-Sumber Biomassa

3.6 Mata Rantai Perencanaan Suplai Biomassa

3.7 Teknik Survei Potensi Biomassa

4 PROSES dAN TEKNOLOGI KONVERSI BIOMASSA

4.1 Proses Konversi Biomassa

4.2 Perkembangan Teknologi Konversi Biomassa

4.3 Strategi Pemilihan Teknologi Konversi Biomassa

5 EFISIENSI KONVERSI 45

6 BIOMASSA: PANGAN VERSUS ENERGI dAN KEBERLANJUTAN SUPLAI 46

6.1 Biomassa: Pangan versus Energi

6.2 Keberlanjutan Suplai Biomassa

7 LAMAN PENYEdIA INFORMASI BIOMASSA

8 dAFTAR PUSTAKA

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

PENGANTAR

P strategi pengelolaan sumberdaya alam yang tidak dieksploitasi secara berlebihan hanya

emahaman yang baik dan menyeluruh tentang biomassa akan mengantarkan anda pada sebuah kemampuan dan kearifan untuk mengelola energi terbarukan bagi kesejahteraan masyarakat. Kemampuan adalah penguasaan pilihan teknologi yang mampu mengkonversi biomassa menjadi beragam bentuk energi dengan tingkat eisiensi yang tinggi, sedangkan kearifan akan bertumpu pada

dengan argumentasi pemenuhan kebutuhan energi. Pengalaman umat manusia terhadap penggunaan energi fosil (minyak bumi, gas, dan batubara) telah

memberikan catatan tersendiri terhadap kerusakan lingkungan sebagai kompensasi terhadap kebutuhan energinya untuk pemanasan rumah, kenyamanan, dan transportasi serta industri. Pengalaman itu mengantarkan pada upaya mencari pilihan energi yang akrab lingkungan, dapat diperbaharui, dan terjangkau secara ekonomi. Pilihan itupun telah mengarah pada penggunaan energi yang bersumber pada energi surya, panas bumi, hidro, energi laut (gelombang laut, pasang surut, dan suhu laut), dan biomassa. Biomassa merupakan sumber energi yang langsung terkait dengan peradaban umat manusia. Peradaban manusia itu ditandai dengan penggunaan teknologi dan ilmu pengetahuan yang semakin maju berkat penelitian dan pengembangan yang dilaksanakan oleh para peneliti.

Pemahaman tentang biomassa dapat diawali dengan pengertian, kemudian melangkah ke identiikasi tipe, sumber, karakteristik, target pengunaan, teknologi konversi, mata rantai penyediaan bahan baku mulai dari sumber hingga ke pabrik pengolahnya, strategi dan langkah taktis untuk mendayagunakan biomassa sebagai bahan baku bioenergi.

Rangkaian dan rangkuman pendapat para ahli pertanian, lingkungan dan energi terbarukan tentang keberlanjutan suplai energi juga disajikan sebagai pemikiran penting bagi pembaca dan pengambilan keputusan.

Pemikiran ini mengacu pada perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terpublikasi melalui jurnal ilmiah, buku ajar, majalah ilmiah, dan laman dari institusi yang terkait. Aplikasi pengetahuan dan teknologi ini sudah mencapai skala industri dan komersial sehingga menjadi bahan pertimbangan penting bagi pengusaha atau mitra investasi di Indonesia untuk menanamkan modalnya di sektor energi terbarukan.

Untuk itu, melalui artikel ini akan disajikan kerangka pikir penulis dalam mempelajari biomassa sebagai sumber bahan baku energi terbarukan dan teknologi konversinya.

Diakhir tulisan ini, penulis juga menyampaikan sekilas gagasan untuk Pemerintah Daerah di Indonesia supaya mampu mendayagunakan potensi biomassanya untuk penyediaan energi seiring dengan pemenuhan pangan.

Bogor, Agustus 2014. SMN & JJ

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

1. PENdAhULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan energi bagi penduduk dunia terus meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk, perkembangan industri, peningkatan sarana transportasi, serta beragam peningkatan kebutuhan terhadap kenyamanan dan gaya hidup manusia yang membutuhkan energi.

Pemenuhan terhadap energi itu sebagian besar berasal dari energi fosil, seperti minyak dan gas bumi serta batubara. Akibatnya, terjadi kelangkaan sumber energi tersebut, bahkan jika pun ada sumbernya harus dibayar mahal dengan mengorbankan kepentingan fungsi dan pelayanan lingkungan dengan investasi peralatan dan biaya operasional yang sangat mahal. Fungsi lingkungan yang harus dikorbankan jika mengeksplorasi sumber minyak dan gas adalah kehilangan fungsi hutan, pencemaran sungai dan laut, terganggunya mata rantai kehidupan dan sebagainya. Pada sisi lain tapi kasus yang sama, peningkatan investasi dan biaya operasional akan berdampak pada harga dan gas yang semakin tinggi.

Beban dan kerugian yang semakin berat dalam penyediaan energi fosil ini, telah menyadarkan manusia untuk mengalihkan sumber energinya ke energi yang ramah terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui yaitu energi terbarukan. Ragam energi tersebut berasal dari energi matahari, angin, hidro, gelombang dan arus laut, panas bumi, serta biomassa.

Berdasarkan kajian Badan Energi Internasional (Intenational Energy Agency-IEA), pada tahun 2010, kontribusi energi terbarukan pada penyediaan energi dunia mencapai 16.7%. Kontribusi energi terbesar pada energi terbarukan berasal dari biomassa (12,4%) dengan ragam produknya adalah biomassa untuk panas, etanol, biodiesel, dan biomassa untuk listrik seperti yang disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Kontribusi penyediaan energi terbarukan untuk konsumsi energi dunia, dan peranan biomassa untuk panas, etanol, biodiesel, dan listrik

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Peranan biomassa ini terus bertambah sering dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi konversi dan pemanfaatan yang membawa pada peningkatan kuantitas dan kualitas produk bioenergi yang setara dengan standar bahan bakar konvensional.

1.2 Tujuan

Tujuh tujuan yang hendak dicapai dari penulisan makalah ini yaitu:

1. Mempelajari fungsi dan manfaat, serta karakteristik biomassa untuk sebagai bahan baku energi terbarukan.

2. Mempelajari perbedaan manfaat atau penggunaan biomassa secara tradisional dengan modern, dan upaya mempromosikan pemikiran biomassa modern.

3. Mempelajari dan mengindentiikasi jenis tumbuhan tanaman Indonesia yang berpotensi digunakan sebagai bahan baku biomassa dan sistem mata rantai penyediaanya.

4. Mendayagunakan konsep keberlanjutan (sustainability) untuk mendukung suplai dan penggunaan biomassa sebagai bahan baku bioenergi.

5. Mempelajari ragam proses konversi biomassa menjadi produk bioenergi seperti biosolid, bio-oil, dan biogas.

6. Mempelajari ragam teknologi konversi biomassa menjadi energi terbarukan dan strategi pemilihannya.

7. Menyampaikan sumber-sumber informasi dari lembaga penelitian dan lembaga swadaya masyarakat tentang energi terbarukan berbasis biomassa.

1.3 Kerangka Pikir

Kerangka pikir yang digunakan dalam penulisan makalah ini mengacu pada konsep yang digagas oleh IEA-Bioenergy (2014) seperti yang disajikan pada Gambar 2 dimana pendayagunaan biomassa sebagai energi terbarukan didukung oleh empat subsistem yang saling terkait yaitu: sumber biomassa (biomass resources), sistem suplai (supply systems), konversi (conversion), dan produk akhir (end products). Setiap subsistem penyusun mata rantai itu harus didukung secara terpadu oleh kegiatan penelitian dan kajian tentang aspek ekonomi, lingkungan, studi sistem, standar bahan bakar, neraca gas rumah kaca, batas- batas pengembangan, dan sistem pendukung manajemen keputusan.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Gambar 2 . Konsep sistem aliran sumberdaya biomassa menjadi produk akhir untuk energi (diterjemahkan dari ieabioenergy.com, 2014).

1.4 Ruang Lingkup Pembahasan

Ruang lingkup pembahasan akan mengacu pada kerangka pikir dengan konsentrasi pada empat subsistem yaitu:

1.4.1 Subsistem Biomassa

Bagian ini menyajikan informasi tentang jenis, kuantitas, dan sebaran biomassa, karakteristik biomassa dan sumber-sumber perolehan biomassa. Prioritas kajian biomassa berada di Indonesia karena telah tersedia secara alami ataupun diupayakan melalui pembangunan perkebunan, hutan tanaman industri, pertanian tanaman pangan.

Sumber biomassa juga dapat diperoleh dari limbah kota atau pemukiman. Namun demikian, penggunaan limbah kota sangat memerlukan dukungan regulasi dan sarana angkut dari pemerintah daerah dan kedisiplinan warga kota untuk membuang sampah sesuai dengan aturan, waktu, dan kontribusi biayanya.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Pilihan untuk mendayagunakan biomassa ini adalah untuk memperkuat argumentasi bahwa Indonesia memiliki potensi besar sebagai penyedia bahkan pengekspor bahan baku bioenergi. Namun demikian, terlebih dahulu mampu mendukung pemenuhan energi nasional sebelum melakukan ekspor energi untuk tidak mengulangi pengalaman pada energi tidak terbarukan (energi fosil).

1.4.2 Subsistem Mata Rantai Penyediaan Biomassa

Pada bagian ini, penulis menyajikan komponen-komponen yang menjalin mata rantai penyediaan biomassa (biomass supply chain), mulai dari kondisi biomassa berada di lapangan, diangkut dengan berbagai moda transportasi, kemudian disimpan di gudang, mengalami pra perlakukan sebelum proses atau dikonversi di pabrik, sampai dengan pengemasan biomassa tersebut sebagai produk bioenergi.

1.4.3 Subsistem Teknologi Konversi Biomassa

Penjelasan prinsip-prinsip dasar konversi biomassa, kemudian pemilihan teknologi konversi yang tepat sehingga biomassa dapat digunakan sebagai bahan baku energi dan beragam produk bioenergi.

1.4.4 Subsistem Teknik Survei Potensi Biomassa

Bagian ini menyajikan ringkasan teknik survei potensi biomassa di suatu wilayah. Tujuannya adalah memberikan panduan teknis yang tepat sehingga mampu mendukung realisasi industri energi berbasis pada sumberdaya yang dapat diperbarui. Panduan itu terutama pada kriteria lembaga dan personil yang terlibat dalam survei tersebut, serta penguatan metodologi survei sehingga mampu mengidentiikasi masalah dan solusi setiap mata rantai penyediaan bahan baku dan pengolahan biomassa.

2. METOdOLOGI PENULISAN

Metodologi Penulisan makalah ini menggunakan tiga tahap yaitu (1) pengumpulan pustaka dan informasi dari berbagai jurnal ilmiah, buku ajar, dan laman digital; (2) Penyusunan Kerangka Tulisan; (3) Penulisan dan Revisi, serta publikasi.

2.1 Pengumpulan Pustaka dari Jurnal dan Buku Acuan

Lima bentuk pustaka yang dikumpulkan dan jadikan bahan dalam penulisan makalah ini yaitu: (1) buku acuan (handbook); (2) artikel ilmiah dari jurnal terakreditasi internasional; (3) Laporan penelitian; dan (4) majalah ilmiah atau majalah yang terkait; serta (5) informasi yang disampaikan oleh lembaga internasional bidang energi terbarukan melalui laman (website).

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Gambar 3, kerangka pikir dan tahapan penulisan.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Pada pengumpulan bahan pustaka ini, penulis terbantu oleh piranti pengelola buku digital CALIBRE yang dapat diperoleh di http://.calibre.com, dan perolehan buku dan jurnal ilmiah dari laman http://gen. lib.rus.ec/, serta perolehan khusus jurnal ilmiah di http://www.sciencedirect.com/.

2.2 Penyusunan Kerangka Tulisan

Kerangka tulisan makalah ini disajikan dalam bentuk skema seperti pada Gambar 3, sedangkan penyajian isi tulisan menggunakan kerangka pikir seperti pada Gambar 2.

2.3 Penulisan, Revisi dan Publikasi Penulisan dan revisi dilakukan secara bertahap dengan mengikuti kerangka penulisan. Dalam tahapan

revisi, penulis berkesempatan mengikuti perkembangan teknologi konversi biomassa di Eropa sebagai kawasan negara yang lebih moderen menggunakan biomassa sebagai sumber energi.

Kunjungan itu membuka cakrawala pemikiran yang lebih luas pada alternatif teknologi konversi biomassa, ragam produk dan kebutuhan bioenergi, serta fasilitas pembiayaan pembangkit listrik dari lembaga keuanganEropa.

Publikasi makalah ini dapat diakses melalui laman www.bioenerginusantara.com, atau www.academia. edu, atau www.issuu.com dan blog pribadi sebagai sarana penyebarluasan informasi kepada publik melalui bahasa Indonesia. Publikasi makalah ini mengikuti kaidah penulisan ilmiah namun belum dikaji ulang oleh reviewer.

3. PENGERTIAN BIOMASSA

3.1 Terminologi Biomassa

Istilah-istilah yang kerapkali terbaca di media cetak dan pustaka yang terkait dengan energi terbarukan seperti bioenergi, biomassa, biofuel, biodiesel, biosolid, dan biogas akan membuat anda sedikit mengalami kebingungan. Penyebabnya, keempat istilah tersebut seringkali dianggap memiliki pengertian yang sama padahal berbeda wujud dan kegunaannya. Oleh karena itu, sejak dari awal penulisan buku ini akan menjelaskan pengertian terminologi tersebut dengan mengutip beberapa publikasi ilmiah dan pemahaman yang digunakan oleh lembaga internasional.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Bioenergi adalah energi terbarukan yang didapatkan dari sumber biologis, baik yang berasal dari tanaman/tumbuhan maupun dari tanaman.

Dalam deinisi yang lebih sempit, bioenergi adalah sinonim dari biofuel, yang merupakan bahan bakar turunan dari sumber biologis. Dalam cakupan yang lebih luas, bioenergi mencakup juga biomassa. Bioenergi adalah energi yang dihasilkan dari biomassa, tetapi bioenergi bukanlah biomassa itu sendiri. (http://id.wikipedia.org/wiki/Biomassa).

Bioenergi mencakup biomassa mencakup pengertian biomassa dan biofuel. Pengertian biofuel merupakan istilah yang disusun berdasarkan tiga wujud energi terbarukan berbasis biomassa dalam bentuk cair yang disebut biodiesel, berwujud padat disebut biosolid, dan dalam wujud gas disebut biogas.

Biomassa, istilah ini dalam industri penghasil energiakan merujuk pada sumber bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar atau untuk produksi industri. Umumnya biomassa merujuk pada materi tumbuhan yang dipelihara untuk digunakan sebagai biofuel, tapi dapat juga mencakup materi tumbuhan atau hewan yang digunakan untuk produksi serat, bahan kimia, atau panas. Biomassa dapat pula meliputi limbah terbiodegradasi yang dapat dibakar sebagai bahan bakar seperti jerami, sekam, batok kelapa, tandan kosong dan cangkang sawit, dan limbah kayu.

Biomassa tidak mencakup materi organik yang telah tertransformasi oleh proses geologis menjadi zat baru seperti batubara atau minyak bumi. Biomassa biasanya diukur berdasarkan prosentase berat kering.

Berdasarkan pengertian IEA (International Energy Association, www.iea.org), BIOMASSA adalah setiap bahan asal biologis, termasuk bahan bakar fosil atau gambut, yang mengandung energi bahan kimia (awalnya diterima dari matahari) dan tersedia untuk konversi ke berbagai pembawa energi lainnya. Biomassa Ini dapat mengambil banyak bentuk, termasuk biofuel atau minyak pirolisa untuk cair, biogas dan biometana untuk gas, atau pelet dan arang (charcoal) sebagai bentuk biomassa padat.

Dari sudut pandang kehutanan, Lembaga kehutanan Dunia, FAO memiliki deinisi bahwa biomassa merupakan total bahan organik di atas permukaan tanah pada pohon yang dinyatakan berat kering per satuan luas.

BIOMASS is deined as the total amount of aboveground living organic matter in trees expressed as oven-dry tons per unit area (FAO FORESTRY PAPER134, 1997).

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Kendati ada sedikit perbedaan sudut pandang dalam menyatakan deinisi biomassa namun dalam makalah ini semuanya diasumsikan sama karena dipakai sebagai sumber bahan baku energi.

Biofuel Terjemahan lugas biofuel adalah bahan bakar cair. Namun demikian, berdasarkan penjelasan Wikipedia

(http://id.wikipedia.org/wiki/Biofuel), Bahan bakar hayatiataubiofueladalah setiap bahan bakar baikpa datan,cairanataupungasyangdihasilkan dari bahan organik. Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri, komersial, domestik atau pertanian.

Ada tiga cara untuk pembuatan biofuel: pembakaran limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga, limbah industri dan pertanian); fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas (mengandung hingga 60 persen metana), atau fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkan alkohol danester; dan energi dari hutan (menghasilkan kayu dari tanaman yang cepat tumbuh sebagai bahan bakar).

Biodiesel Biodieselmerupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono—alkylesterdari rantai

panjangasam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesindieseldan terbuat dari sumberterbarukan sepertiminyak sayurataulemak hewan.

Biosolid Biosolid merupakan bagian dari bahan bakar energi yang berasal dari biomassa dan bernetuk padat.

Wujud padat ini dillakukan melalui proses pemadatan atau densiication supaya terjadi peningkatan atau pertambahan kuantitas energi per satuan volume. Biosolid umumnya dapat diperoleh dalam bentuk pelet, biochar atau biocoal.

Biogas Biogas merupakan gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan

organik termasuk di antaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

3.2 Biomassa Tradisional dan Modern

Dalam pengunaan biomassa, dibedakan menjadi dua kelompok yaitu biomassa tradisional dan biomassa modern. Prespektif biomassa tradisional mengacu pada belum adanya jaminan penyediaan kembali biomassa melalui upaya penanaman kembali tanaman bahan baku atau pemanfaatan limbah pertanian. Sementara itu, biomassa modern mengacu pada telah ada upaya penanaman atau pemanfaatan bahan yang berasal dari sistem budidaya komoditi pertanian, kehutanan atau limbah kota. Jadi pembeda dari dua kelompok tersebut adalah kriteria kelestarian.

Deinisi berikut ini akan membedakan pengertian biomassa tradisional dan biomassa modern, kemudian dirangkum dalam Tabel 1. dengan menggunakan delapan indikator yaitu terminologi/ istilah, tujuan penggunaan, eisiensi konversi energi, teknologi konversi, perlakuan, produk tambahan, pengguna dan implikasinya.

3.2.1 Biomassa Tradisional

BIOMASSA TRAdISIONAL. Biomassa padat, termasuk kayu bakar yang dikumpulkan, arang, residu pertanian dan hutan, dan kotoran hewan, yang biasanya diproduksi tapi tidak berkelanjutan dan biasanya digunakan di daerah pedesaan di negara-negara berkembang dengan pembakaran yang menimbulkan polusi dan tidak eisien tungku, tungku, atau pembakaran terbuka sebagai penyedia panas untuk memasak, kenyamanan, dan skala kecil pertanian dan industri pengolahan (sebagai lawan dari energi biomassa modern).

Biomassa tradisional disebut tidak berkelanjutan karena pengambilan bahan baku dari lapangan atau lokasi sumber tidak diimbangi dengan penanaman kembali.

3.2.2 Biomassa Modern

BIOMASSA MOdERN. Energi yang berasal dari pembakaran bahan bakar biomassa padat, cair, dan gas yang eisien digunakan dalam rumah tangga hingga pabrik konversi skala industri untuk aplikasi modern dari penghangat ruangan, pembangkit listrik, kombinasi panas dan daya. dan transportasi (sebagai lawan dari energi biomassa tradisional).

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Tabel 1. delapan Indikator Pembeda BIOMASSA Tradisional dan BIOMASSA Modern

NO INdIKATOR

BIOMASSA

BIOMASSA

MOdERN 1. Terminologi/Istilah

TRAdISIONAL

Tidak ada penggantian tanaman

Ada pergantian biomassa secara

secara nyata di lapangan

tindakan nyata melalui budidaya

Menghasilkan listrik, biofuel untuk 2. Tujuan Penggunaan

melalui budidaya.

Memasak dan menghangatkan ruangan

kendaraan dan mesin, penghangat ruangan

3. Eisiensi Konversi Energi Rendah

Tinggi

Gasiikasi, pyrolysis, thermolysis, 5. Perlakuan

4. Teknologi Konversi

Pembakaran langsung

Hanya untuk pengeringan

Pengeringan, pembuatan pelet,

disangrai (torriied), dan lain-lain 6. Produk Tambahan

pra penggunaan biomassa.

Gas, biosolid, biofuel 7. Pengguna

hanya abu

Rumah tangga, negara-negara miskin

Industri, pabrik pembangkit listrik,

dan pemukiman, negara-negara maju 8. Implikasi

dan sedang berkembang

Berpengaruh pada penambahan gas

Dianggap nol karena ada

penyebab efek rumah kaca melalui

penggantian melalui budidaya yang penambahan CO 2 akan menyerap CO 2 kembali ke dalam sistem tumbuhan.

Sumber: Goldenber and Coelho (2004) dan Gurung and Eun Oh (2013).

Penggunaan biomassa secara modern sudah menjadi ciri khas negara-negara maju atau negara yang menyadari pendayagunaan teknologi konversi biomassa menjadi energi lain. Caranya, mereka menyiapkan bahan pengganti biomassa tersebut melalui pemanfaatan sistem pertaniannya, atau dengan memanfaatkan limbah pertanian, kehutanan, dan kota.

Manfaatnya adalah hasil konversi biomassa itu, oleh masyarakat modern, didayagunakan sebagai pengganti bahan bakar dalam menjalankan peralatan kerja dan sarana transportasi, atau diubah langsung menjadi energi listrik untuk rumah tangga-pemukiman, dan industri.

Dimana posisi Indonesia dalam pemanfaatan biomassa tersebut? Jawaban ini diberikan oleh data Badan Energi Internasional dalam laporan World Energy Outlook (2013), dimana penduduk Indonesia masih sangat mengandalkan biomassa untuk memasak. Sekitar 63% dari penduduknya atau 103 Juta jiwa untuk kejadian pada tahun 2011. Posisi tersebut membawa Indonesia bersama India, Pakistan dan Cina masih tergolong negara pengguna biomassa secara tradisional.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Tabel 2. Posisi Indonesia dalam Pemanfaatan BIOMASSA (WEO, 2013).

Sumber: SOURCE: IEA, World Energy Outlook 2013. diakses dari http://www. worldenergyoutlook.org/resources/energydevelopment/energyaccessdatabase/.

3.3 Alasan Mempelajari Biomassa

Kenapa harus mempelajari biomassa? Jawaban dari pertanyaan ini adalah karena:

a. Biomassa memiliki energi potensial yang harus dimanfaatkan.

b. Biomassa dapat diperoleh lagi dan tidak akan habis selama manusia melaksanakan proses budidaya tanaman untuk pangan, papan, dan energi. Kondisi ini mengakibatkan biomassa dikelompokkan sebagai bahan baku atau sumber energi terbarukan.

c. Telah tersedia teknologi konversi biomassa menjadi bioenergi dalam bentuk gas, padatan, dan cair dengan eisiensi yang semakin tinggi.

d. Juga telah tersedia dan dikenal secara umum teknologi pembangkit listrik dengan menggunakan bahan baku biomassa. Teknologi itu umumnya menggunakan sistem pembakaran langsung (direct combusting). Teknologi yang lebih maju adalah sistem pembakaran tidak langsung melalui proses gasiikasi, pirolisa, dan termolisis.

e. Untuk menggantikan bahan bakar fosil yang telah mengalami krisis penyediaan dan harga yang semakin mahal.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

f. Karena sistem dan teknologi ini mampu mengolah sumber biomassa dari limbah pertanian, limbah pemukiman atau kota, limbah industri pengolahan produk pertanian, maka kondisi tersebut memungkinkan untuk menjaga kelestarian lingkungan melalui tindakan mengurangi dampak pencemaran dan penyebab peningkatan gas-gas penyebab efek rumah kaca.

g. Untuk membangun prespektif barupada sistem pertanian (agribisnis dan agroindustri) di Indonesia. Prespektif baru itu adalah pembangunan dan pengembangan energi terbarukan berbasis pada produk dan limbah agroindustri, tanpa mengabaikan kepentingan nasional pada pangan dan papan.

Demirbas (2008) merangkum pendapat para ahli energi dengan memberikan tiga alasan pentingnya biomassa sebagai bahan baku bioenergi. Pertama, biomassa adalah sumber daya terbarukan yang bisa dikembangkan secara berkelanjutan di masa depan. Kedua, biomassa memiliki sifat lingkungansangat positif sehingga tidak ada pelepasan karbon dioksida ke atmosfer dan memiliki kandungan sulfur yang sangat rendah. Artinya, biomassa bukan kontributor penyebab perubahan global. Ketiga, biomassa memiliki potensi ekonomi yang nyata seiring dengan peningkatan harga bahan bakar fosil di masa mendatang.

Penggunaan biomassa telah diramalkan oleh Hall (1980) akan menjadi alternatif penting dalam penyediaan energi dimasa mendatang. Ramalan ini tertuang pada Tabel 3 yang menjelaskan beberapa manfaat dan masalah dalam pemanfatan biomassa tersebut, dan sekarang persoalan tersebut sudah dirasakan oleh penggunanya.

Tabel 3. Beberapa Keuntungan dan Masalah diramalkan dalam BIOMASSA untuk Skema Energi (hall, 1980)

NO.

MASALAh 1 Gudang energi

MANFAAT

NO.

1 Terjadi kompetisi penggunaan lahan 2 Energi terbarukan

2 Membutuhkan lahan 3 Konversi dan produk serbaguna; beberapa produk dengan kandungan energi tinggi

3 Pada fase awal, suplai tidak menentu 4 Tergantung pada teknologi yang sudah tersedia dengan masukan modal minimum; tersedia untuk semua tingkat pendapatan

4 Biaya sering tidak menentu 5 Dapat dikembangkan dengan sumberdaya materi dan tenaga kerja saat ini.

5 Memerlukan pupuk, air dan tanah 6 Berpotensi besar dalam pengembangan rekayasa biologi.

6 Terlibat aspek pertanian, kehutanan dan praktek-praktek sosial

7 Menciptakan lapangan kerja dan mengembangkan 7 Bahan baku berukuran besar – banyak, keterampilan

transportasi dan penyimpanan dapat menjadi masalah 8 Cukup murah dalam banyak hal

8 Pelaku (subyek dari perubahan iklim 9 Secara ekologi tidak mengganggu dan aman

10 Tidak mengakibatkan peningkatan CO 2 ke atmosfer

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Hall (1982) juga telah berpendapat bahwa faktor utama yang akan menentukan apakah skema biomassa dapat diimplementasikan di negara tertentu adalah a) sumberdaya biomassa, b) teknologi yang tersedia dan infrastruktur untuk konversi, distribusi dan pemasaran, dan c) kemauan politik yang dikombinasikan dengan penerimaan sosial dan ekonomi viabilitas (Hall, 1982).

3.4 Karakteristik Biomassa

Ketika biomassa dijumpai di lapangan, secara umum dapat diidentiikasi karakteristiknya seperti jenis dan ukuran yang tidak seragam karena berasal dari berbagai sumber, kadar air yang tinggi, kandungan energi yang rendah. Kondisi alami ini akan mengakibatkan biaya transportasi biomassa akan lebih tinggi jika dibandingkan dengan batubara, minyak, dan gas.

Kendati identiikasi karakteristik biomassa secara kasat mata tersebut dapat dilaksanakan dengan mudah dan murah namun tidak mampu memberikan informasi kuantitatif yang sangat diperlukan dalam strategi dan program kerja teknis dalam pengelolaan biomassa sebagai bahan baku bioenergi. Pengelolaan terpenting adalah melakukan pengubahan energi yang rendah menjadi materi berenergi tinggi melalui proses isik, biologi, dan kimia atau kombinasinya serta pemilihan teknologi konversinya.

Ada tiga cara pendekatan analisis untuk menentukan karakteristik biomassa yaitu (1) analisis proksimat, (2) analisis ultimate; dan (3) analisis elemen biomassa.

3.4.1 Analisis Proksimat

Analisis proksimate merupakan analisis di laboratorium untuk menentukan kadar air (moisture content), zat terbang (volatile matter), karbon tetap (ixed carbon), dan kadar abu (ash) dari biomassa.

Kadar air (Moisture Content) Kadar air muncul selalu hadir sebagai penciri dalam setiap organisme hidup. Kadar air adalah penciri penting untuk bahan bakar biomassa. Ada berbagai kadar air untuk bahan bakar biomassa, sesuai dengan jenis biomassa, bentuk biomassa, kondisi penyimpanan dan iklim. Peningkatan kadar air akan mengurangi suhu pembakaran maksimum adiabatik dan meningkatkan waktu yang diperlukan untuk pembakaran yang sempurna dalam tungku. Kadar air biomassa memiliki kepentingan besar dalam hal daya tahan penyimpanan, nilai kalor bersih, pengapian diri, perancangan pabrik, perhitungan jumlah untuk konsumsi boiler.

Zat Terbang (Volatile Matter) Kadar karbon tetap adalah karbon ditemukan dalam bahan yang tersisa setelah bahan yang mudah menguap didorong off. Hal Zat terbang mengacu pada komponen, kecuali untuk kelembaban, yang dibebaskan pada suhu tinggi tanpa adanya udara. Jumlah zat terbang dalam bahan bakar biomassa

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

lebih penting daripada batubara. Bagian utama dari bahan bakar ini kemudian diuapkan sebelum fase gas homogen pembakaran sementara char sisanya dibakar heterogen. Jumlah pengaruh zat terbang sangat dekomposisi dan pembakaran perilaku termal. Ini berbeda dengan kandungan karbon utama biomassa karena beberapa karbon hilang dalam hidrokarbon dengan volatil.

Karbon Tetap (Fixed Carbon) Kadar karbon tetap adalah karbon ditemukan dalam bahan yang tersisa setelah bahan yang mudah menguap. Hal ini berbeda dengan kandungan karbon utama biomassa karena beberapa karbon hilang dalam hidrokarbon dengan volatil.

Kadar Abu (Ash) Kadar abu biomassa adalah residu dari sisa pembakaran yang bersifat tidak mudah terbakar. Ini merupakan mineral massal setelah karbon, oksigen, sulfur dan udara yang telah terjadi selama proses pembakaran. Beberapa elemen yang hadir dalam bentuk biomassa abu setelah pembakaran dikenal sebagai unsur pembentuk abu. Mereka ada dalam bentuk garam, tersimpan dalam struktur karbon (abu melekat) atau setelah diperkenalkan ke bahan bakar saat panen dan transportasi dalam bentuk debu atau tanah liat (ash entrained).

Semua jenis biomassa memiliki kandungan abu yang rendah dibandingkan dengan batubara. Namun, komposisi abu biomassa lebih rentan untuk penyumbatan dalam tungku biomassa.

3.4.2 Analisis Ultimate

Analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia pada biomassa seperti karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan, dan juga unsur mikro.

Elemen karbon, hidrogen dan oksigen merupakan komponen utama dari bahan bakar biomassa. Nilai prosentase karbon dan hidrogen nilai kalori yang lebih tinggi (yang merupakan kasus batubara) karena konsentrasi dari unsur-unsur dalam bahan bakar secara langsung terkait dengan nilai kalor (lihat rumus). Karbon sebagian hadir dalam bentuk teroksidasi yang menjelaskan nilai yang lebih rendah pada gross caloriic value (GCV) untuk biomassa daripada batu bara.

Jika kandungan karbon lebih tinggi dalam biomassa hutan maka akan mengarah ke GCV sedikit lebih tinggi dari bahan bakar biomassa herba. Karbon dan hidrogen teroksidasi selama reaksi

pembakaran untuk membentuk CO 2 dan H2O. Sejauh oksigen yang bersangkutan, organik terikat O dilepaskan selama pembakaran dan memberikan bagian dari oksigen keseluruhan diperlukan untuk mempertahankan pembakaran yang sempurna.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

3.4.3 Analisis Elemen Biomassa

Analisis elemen biomassa merupakan analisa unsur konstituen organik utama yang diperlukan untuk perancangan bahan biomassa. Dalam analisis ini, ditemukan elemen karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Unsur-unsur tersebut membentuk senyawa makromolekul alami seperti selulosa (C6H12O6), hemiselulosa (C5H8O4), lignin, pati dan protein dari jaringan tumbuhan.

Beberapa penelitian lebih lanjut dari unsur-unsur utama termasuk klorin (Cl), alkali dan abu membentuk unsur-unsur seperti aluminium (Al), silikon (Si), kalsium (Ca), besi (Fe), kalium (K), magnesium (Mg), natrium (Na) dan fosfor (P). Kekhawatiran lain studi unsur elemen dalam biomassa seperti logam berat: arsen (As), barium (Ba), kadmium (Cd), cobalt (Co), kromium (Cr), tembaga (Cu), mangan (Mn), molibdenum (Mo), nikel (Ni), timbal (Pb), titanium (Ti), vanadium (V), seng (Zn). Relevansi penelitian logam berat terletak pada prediksi emisi, pemanfaatan abu dan aerosol formation.Both ini penelitian lebih lanjut yang mahal dan tidak penting untuk membuat suatu gambar kasar dari perilaku bahan bakar biomassa selama pembakaran.

3.4.4 Nilai Kalori

Nilai Kalor Nilai kalor mencerminkan kandungan energi dari biomassa dan juga disebut nilai kalor. Dua nilai kalor

dapat dibedakan, satu dengan mempertimbangkan kadar air bahan bakar dan satu jika bahan bakar benar-benar kering. Yang terakhir, nilai kalor bruto (GCV), adalah panas yang dilepaskan selama pembakaran per unit massa dari bahan bakar saat air yang terbentuk dalam fase cair. Jaring Nilai kalor (NCV) adalah panas yang dilepaskan selama pembakaran per unit massa dari bahan bakar saat air yang terbentuk dalam fase gas. Perbedaan antara GCV dan NCV memperhitungkan entalpi antara air gas dan cairan pada 25 ° C dan kandungan hidrogen dari bahan bakar. Nilai kalor merupakan faktor yang sangat penting untuk desain boiler dan untuk perhitungan konsumsi bahan bakar pembangkit listrik yang menjadi bagian utama dari biaya operasional.

Jika anda mengakses datadi laman milik Pusat Penelitian Energi Belanda (Energy research Centre of the Netherlands-ECN) di https://www.ecn.nl/phyllis2 maka anda akan mendapat kemudahan dalam pemahaman karakteristik biomassa. Pada laman tersebut akan disajikan informasi dalam bahasa Inggris dengan rincian sebagai berikut: • classiication codes (kode klasiikasi) • ultimate analysis: carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulphur, chlorine, luorine and bromine • proximate analysis: ash content, water content, volatile matter content, ixed carbon content • biochemical composition • caloriic value • (alkali)-metal content • composition of the ash • remarks (speciic information)

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Contoh kasus: Contoh kasus yang disajikan pada artikel ini terbagi dalam beberapa kelompok yaitu tanaman pangan seperti padi, jagung, singkong; tanaman perkebunan seperti kelapa sawit, kelapa, karet dan kakao, tebu; tanaman hutan seperti bambu, gmelina, acacia; limbah hutan seperti plywood, papan kayu keras (hardwood), kayu lunak (softwood), bahan yang mengandung partikel kayu. Data disajikan pada Lampiran 1.

3.5 Sumber-Sumber Biomassa

Berdasarkan kerangka pikir Demirbas (2001)sumber biomassa dibagi menjadi empat kelompok utama yaitu (1) limbah; (2) produk kehutanan; (3) tanaman energi; dan (4) tanaman akuatik.

3.5.1 Limbah

Pada kelompok ini, limbah yang menjadi salah satu sumber biomassa dapat diperoleh dari limbah pertanian, limbah perkebunan, limbah industri kehutanan, serta limbah organik dari pemukiman/ perkotaan.

Beragam produk limbah pertanian yang dapat diperoleh dan dimanfaatkan sebagai sumber biomassa, terutama limbah yang terjadi pada proses pasca panen dan proses pengolahan hasil panen di pabrik pengolahan. Contoh sederhana, jerami yang menjadi limbah panen padi akan dijumpai di lapangan, sedangkan sekam akan diperoleh saat pengolahan gabah di pabrik beras.

Pada perkebunan, limbah juga akan terjadi di saat panen namun akan lebih besar jumlahnya pada saat pengolahan panen di dipabrik. Limbah juga terjadi pada perkebunan yang harus melakukan penanaman kembali untuk mencapai produksi optimumnya. Pada perkebunan kelapa sawit, misalnya, limbah dari lapangan hanya berupa guguran daun dan pelepah tua atau penggantian penggantian pohon sawit tua. Namun jumlah dan ragam limbah akan bertambah pada saat pengolahan tandan buah segar di pabrik kelapa sawit (PKS). Limbah yang dihasilkan dari PKS adalah tandan kosong (22- 24%), serabut (12-14.%), cangkang sawit (5-8%), serta limbah cair atau Palm Oil Mill Efluent (POME) sebesar 50% untuk setiap ton tandan buah segar (TBS) yang diolah PKS.

Limbah organik pemukiman/kota yang bersumber dari sisa kegiatan masyarakat di tingkat rumah tangga, restauran, pasar, dan super market merupakan bahan baku biomassa. Kendati sebuah kota mampu menyediakan limbah dalam jumlah besar, seperti kota Tangerang dengan 4.000 ton sampah/hari, namun untuk mendapatkan kualitas dari aspek keseragaman bahan baku, dan teknologi pengolahannya masih harus memperhatikan aspek regulasi dan kebijakan pemerintah, serta peningkatan kesadaran bagi masyarakat untuk mengumpulkan dan mengantarkan sampahnya ke sistem yang sudah diatur oleh pemerintah.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

3.5.2 Biomassa Kehutanan

Biomassa kehutanan dapat dibagi menjadi tiga sumber penting yaitu: (1) serasah hutan, (2) limbah penebangan, dan (3) limbah industri kayu hutan.

1. Serasah hutan terjadi dari komponen pohon seperti daun, ranting, dan dahan, bahkan pohon yang telah tua dan tidak berfungsi atau mati dan jatuh ke lantai hutan.

2. Limbah penebangan merupakan sisa batang, ranting, dan dahan yang terjadi setelah penebang pohon. Sisa biomassa ini umumnya masih segar karena kadar airnya tinggi sehingga perlu waktu atau sedikit upaya supaya lebih kering.

3. Limbah industri kayu umumnya ditemukan di sentra pengolahan kayu hutan dalam bentuk serbuk gergaji, potongan kulit kayu, atau potongan kayu yang tidak lagi bernilai ekonomi.

3.5.3 Tanaman Energi

Tanaman yang khusus dibudidayakan dan didedikasikan khusus untuk bahan baku energi sebagai prioritas pertama, kemudian untuk penyediaan pangan sebagai prioritas kedua. Tanaman ini antara lain singkong tahunan, jagung atau tebu yang ditanam khusus untuk pembuatan etanol. Tanaman yang digunakan untuk biooil seperti jarak.

3.5.4 Tanaman Akuatik

Tanaman yang tumbuh pada habitat berair seperti air tawar atau di laut dan khusus diambil manfaatnya sebagai bahan baku biomassa. Contoh komoditi ini adalah algae dan eceng gondok.

3.6 Mata Rantai Perencanaan Suplai Biomassa

Upaya pendayagunaan biomassa sebagai sumber bahan baku energi dapat diilustrasikan dari pendekatan konsep FAO (2004) pada Gambar 3, yang menunjukkan aliran isik biomassa menjadi biofuel dan diubah menjadi bioenergi. Perubahan biomassa menjadi biofuel dilakukan melalui proses termokimia dan biokimia, sedangkan dari biofuel menjadi bioenergi umumnya terjadi pada mesin atau pabrik pembangkit listrik/energi.

BIOMASSA

BIOFUEL

BIOENERGY

PANAs DAN DAYA Gambar 4. Pendekatan konsep dalam bioenergi sistem (FAO, 2004)

suMber

beNTuK DAGANG

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Dalam rangka pemanfaatan biomassa itu, harus memperhatikan terlebih dahulu kelengkapan dan keterkaitan setiap mata rantai penyediaannya. Jika ada satu mata rantai yang hilang atau tidak terkait dan tidak berfungsi maka sudah dapat dipastikan bahwa sistem produksi bioenergi atau pemanfaatan biomassa tersebut akan terganggu.

Berdasarkan kajian pustaka terkait dengan perencanaan dan penggunaan biomassa, maka ada sembilan komponen yang menyusun mata rantai penyediaan, penggunaan, dan produk biomassa disajikan pada Gambar 5, yang terbagi menjadi sembilan tahap yang dimulai dari identiikasi biomassa, perhitungan biomassa, kemudian pada pengemasan biomassa. Kesembilan tahap ini merupakan bagian dari perencanaan biomassa (biomass planning). Ringkasan disajikan pada Tabel 4.

Tabel. 4. Tahapan Umum dalam Perencanaan Pembangunan Mata Rantai Sistem Penyediaan Biomassa Sebagai Bahan Baku Bioenergi

NO KELOMPOK KEGIATAN RINCIAN KEGIATAN 1 Identiikasi Biomassa • Penentuan lokasi atau wilayah penghasil biomassa

(Biomass Identiication) • Identiikasi jenis tanaman penghasil bahan baku biomassa, terutama yang termasuk dalam katagori limbah • Hindari penggunaan biomassa untuk pangan • Bagian tanaman yang digunakan sebagai biomassa • Penentuan kriteria biomassa yang digunakan, (kualitas:

umur buah kelapa, kadar air sabut dsb).

2 Taksasi Biomassa • Penentuan teknik perhitungan potensi biomassa pada suatu

(Biomass Assessment) wilayah. • Penentuan luas wilayah yang akan disurvei, berdasarkan radius antara lokasi pabrik (pengguna) dengan lokasi sumber atau total luas area.

• Penentuan zona inti, zona penyangga, dan zona pendukung

suplai biomassa

3 Sistem Penyediaan Biomassa • Pengaturan mekanisme kerjasama dengan pemilik lahan atau

(Biomass Supply System) pemilik biomassa • Mekanisme waktu dan jumlah rutin pengiriman 4 Sistem Transportasi

• Identiikasi moda transportasi biomassa yang ada di daerah: (Biomass Transportation)

darat, laut, dan sungai • Penentuan pilihan moda tranportasi: darat atau laut • Dukungan transportasi untuk petani

5 Penyimpanan Biomassa • Sistem penyimpanan biomassa, bahan mentah utuh, setengah (Biomass Logistics)

terolah, terolah

6 Pra Perlakuan Biomassa • Penentuan pra perlakuan biomassa secara isik: (Misalkan (Biomass Pretreatment)

kelapa: dikupas, pemisahan sabut, batok, daging kelapa) dan perubahan kadar air biomassa (tambah atau dikurangi).

7 Pengolahan Biomassa • Pilihan pengolahan biomassa secara biokimia atau termokimia (Biomass Processing)

yang disesuaikan dengan target produksi dan permintaan pasar. 8 Produk Biomassa (Biomass Product)

• Pilihan target produk: gas, biocoal, bio-oil • Penentuan teknik pemanfaatan produk ikutan seperti panas • Penentuan teknik kendali mutu produk yang harus sesuai

standar mutu pasar internasional. 9 Pengemasan Produk Biomassa • Penentuan cara pengemasan untuk produk biocoal dan bio-oil. (Biomass Packaging)

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Rincian penjelasan kesembilan komponen perencanaan biomassa adalah sebagai berikut:

3.6.1 Identiikasi Biomassa (Biomass Identiication)

Langkah awal dalam perencanaan biomassa ini dilaksanakan ketika sebuah sistem membutuhkan bahan baku untuk energi atau untuk menghasilkan produk bioenergi. Identiikasi biomassa akan memandu pengguna untuk menentukan pilihan jenis biomassa yang tersedia dan memenuhi persyaratan sebagai baku energi terbarukan.

Penentuan pilihan tersebut untuk menghindari pertentangan kebutuhan biomassa untuk pangan dan papan atau kebutuhan lain. Pilihan dilakukan pada suatu bentang vegetasi atau lahan dimana banyak dijumpai jenis biomassa, baik yang dibudidayakan oleh masyarakat seperti komoditi kelapa sawit, jagung, padi, karet, kakao, atau hutan tanaman industri maupun yang tersedia secara alami di hutan.

3.6.2 Taksasi Biomassa (Biomass Assessment)

Dalam penyediaan biomassa, harus dipahami bahwa ada empat kelompok ketersediaan biomassa yang harus dipahami. Keempat ketersediaan itu adalah Ketersediaan potensial yang meliputi ketersediaan keberlanjutan, ketersediaan teknis, dan ketersediaan sosial ekonomis yang saling berinteraksi dan sinergis untuk mendapatkan ketersediaan biomassa untuk dikonversi (Gambar 6).

Gambar 7. Prosedur kerja yang mengintegrasikan hasil analisis data citra dengan pengukuran di lapangan untuk survei potensi biomassa.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Gambar 5. Sembilan komponen penyusun mata rantai perencanaan biomassa.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Ada tiga tahapan yang harus dilalui dalam pada bagian taksasi biomassa ini yaitu penentuan (1) potensi agroekologi suatu wilayah dalam produksi biomassa; (2) kapasitas produksi yang saat ini sedang dikerjakan oleh masyarakat atau petani; (3) kemampuan petani untuk menyediakan biomassa pada mata rantai berikutnya.

Penggunaan data citra satelit yang dikombinasikan dengan sistem informasi geograi (SIG) sangat menguntungkan dan mendukung taksasi biomassa pada suatu wilayah. Teknik ini perlu juga didukung oleh pengukuran beberapa lokasi contoh untuk mendapatkan persamaan matematika sebagai faktor konversi antara kondisi di citra dengan kondisi di lapangan.

Tucker (1980) mengatakan bahwa metode pendugaan potensi biomassa tanpa ada kerusakan/ merusak, harus memenuhi kriteria yaitu harus akurat, cepat, minimum kalibrasi, liputan vegetasi atau citra tidak dipengaruhi oleh kabut, angin, awan, bahkan kondisi topograi lokal. Kemudian, peralatan yang digunakan juga harus ringan, kokoh, mudah dibawa dan tidak mahal.

Teknik penggunaan citra dan SIG juga memberikan batasan wilayah kajian secara jelas, posisi dan infrastruktur pendukung, serta dapat dikombinasikan dengan informasi sosial ekonomi wilayah kajian yang diperlukan dalam analisis sistem suplai biomassa sebagai bahan baku energi terbarukan. Algoritma penggunaan teknologi data penginderaan jauh dengan pengukuran/data lapangan untuk perencanaan sistem suplai biomassa disajikan pada Gambar 7.

3.6.3 Sistem Penyediaan Biomassa (Biomass Supply System)

Pengambilan biomassa pada suatu bentang lahan akan terkait dengan interaksi sumberdaya manusia, pada tingkat petani-pengumpul yang bekerja secara individu maupun dalam organisasi. Kerjasama dengan pihak-pihak tersebut akan menentukan sistem penyediaan biomassa dengan indikator jumlah, kualitas, dan waktu serta jaminan pengantaran – pembayaran dari lokasi sumber ke lokasi akhir pengguna biomassa.

Sistem penyediaan biomassa pada lahan yang dimiliki oleh perusahaan pengguna, sudah tentu akan lebih sederhana karena dikendalikan oleh satu sistem manajemen saja.

3.6.4 Sistem Transportasi (Biomass Transportation)

Sistem transportasi merupakan bagian terpenting karena terkait dengan waktu dan biaya yang akan menentukan harga biomassa untuk satu ukuran (misalkan Rupiah/ton atau US$/Ton). Sistem transportasi dengan ragam moda transportasinya harus mampu dipelajari dan dikelola dengan cermat karena terpengaruh dengan peubah lainnya seperti biaya bahan bakar, biaya perawatan alat transportasi, kondisi cuaca, kondisi infrastuktur transportasi seperti kondisi jalan atau pelabuhan. Semuanya ini akan membutuhkan waktu, tenaga-pikiran, biaya.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Dukungan sosial dan ekonomi Wilayah

n Identiikasi

Perhitungan

tata guna lahan

Potensi biomassa

Analisa

Identiikasi dan delinasi vegetasi

sebagai bahan

Perencanaan

Delinasi batas

baku industri dan

suplai biomassa

wilayah

pabrik bioenergy

Analisa Citra Satelit

sisten suplai biomassa untuk Industri bioenergi & Pembangkit Listrik

Pengukuran dan Pengumpulan Data Lokasi

Data Citra Satelit

Gambar 7 . Prosedur kerja yang mengintegrasikan hasil analisis data citra dengan pengukuran di lapangan untuk survei potensi biomassa.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Pola pengelolaan sistem transportasi juga perlu diperhatikan pilihannya, pengelolaan sendiri atau melakukan kontrak kerjasama pengangkutan biomassa dengan perusahaan lain.

Pilihan penggunaan moda transportasi (kapal, truk, atau kereta) juga akan menentukan kuantitas dan kualitas biomassa, serta waktu penerimaan biomassa tersebut ke tahapan berikutnya.

3.6.5 Penyimpanan Biomassa (Biomass Logistics) Penyimpanan biomassa diartikan dengan istilah stockile, yang dapat berwujud areal terbuka (lapangan

penumpukan bahan baku) ataupun areal tertutup (gudang bahan baku). Pada tahap ini sudah dapat dipastikan kuantitas dan kualitas biomassa yang tersedia dan siap digunakan pada proses pengolahan.

Biomassa yang disimpan di lokasi penyimpanan diharapkan tidak berkurang jumlah dan kualitasnya, serta dijaga dari bahaya kebakaran dan kebanjiran ataupun proses penguraian (dekompoisisi) oleh bakteri atau mikroba lainnya.

3.6.6 Pra Perlakuan Biomassa (Biomass Pretreatment)

Perlakuan awal pada biomassa (pratreatment biomass) merupakan langkah permulaan pendayagunaan biomassa menjadi energi atau produk energi. Tahap ini ditentukan oleh spesiikasi teknis dari mesin- mesin pengolah biomassa.

Ragam pra perlakuan yang harus dilakukan antara lain: •

Seleksi dan Pemisahan bahan metal dari biomassa •

Seleksi dan pemisahan bahan organik lain dari biomassa •

Pemisahan komponen-komponen biomassa menjadi bahan baku spesiik. Misalkan pemisahan batok kelapa, sabut, daging kelapa, ranting, serta batang kelapa.

• Penyesuaian ukuran biomassa sesuai dengan kebutuhan mesin pengolah dan target produksi. Langkah ini umumnya dilakukan dengan mencacah bagian biomassa menjadi serpihan berukuran 2-5 cm sebelum dimasukkan ke mesin pengolah.

• Penyesuaian kandungan air pada biomassa, dengan cara menambah air pada biomassa yang terlalu kering atau melakukan pengeringan secara alami atau buatan dalam sistem produksi (pengolahan biomassa) jika biomassa terlalu basah (kandungan air tinggi).

• Pembuatan pelet pada bahan baku biomassa yang diperoleh dalam bentuk serbuk, seperti serbuk bekas di industri sawmill atau serbuk kelapa pada proses pengelupasan kulit kelapa dengan batoknya.

BIOENERGI NUSANTARA www.bioenerginusantara.com

Kendati pra perlakuan biomassa dapat dilakukan pada tingkat petani atau pengumpul namun akan mengurangi ragam (jenis dan jumlah) masukan biomassa sehingga terjadi sistem produksi bioenergi yang sama dengan industri lainnya, karena hanya terkonsentrasi pada satu produk tertentu dan akan menyisakan limbah di lokasi sumber.

3.6.7 Pengolahan Biomassa (Biomass Processing)

Proses pengolahan biomassa menjadi produk energi (biosolid, biofuel, biogas) sangat tergantung pada target bisnis pihak perusahaan. Pengolahan biomassa akan dilkukan ini akan lebih rinci dibahas pada bagian lain di makalah ini.

3.6.8 Produk Biomassa (Biomass Product)

Produk biomassa yang telah diolah melalui proses konversi akan menghasilkan tiga kelompok produk yaitu biosolid, biogas, dan biofuel.

3.6.9 Pengemasan Produk Biomassa (Biomass Packaging)