Pengaruh Suhu Pirolisis Terhadap Produksi Bio-char dari Pirolisis Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
KONSUMSI ENERGI DUNIA
Pertumbuhan bersih ekonomi terjadi di negara berkembang, dimana China
dan India mengalami hampir 90% dari kenaikan bersih konsumsi energi global.
Konsumsi OECD (Organization for Economic Co-operation and Development)
menurun dalam 5 tahun terakhir, dimana penurunan terbesar di Amerika Serikat.
Meskipun terjadi perlambatan pertumbuhan ekonomi, konsumsi dan produksi
energi global mencapai tingkat rekor tertinggi untuk semua bahan bakar kecuali
tenaga nuklir dan biofuel. Data menunjukkan bahwa pertumbuhan emisi CO2
global dari penggunaan energi meningkat pada tahun 2012 [12].
Konsumsi energi primer dunia tumbuh sebesar 1,8 % pada tahun 2012, jauh
di bawah rata-rata 10 tahun sebesar 2,6%. Konsumsi di negara-negara OECD
turun 1,2%, dimana penurunan terbesar di Amerika Serikat sebesar 2,8%.
Konsumsi non-OECD tumbuh sebesar 4,2%, di bawah rata-rata dalam 10 tahun
terakhir dari 5,3%. Pertumbuhan konsumsi global berada di bawah rata-rata untuk
bahan bakar fosil, kecuali di Afrika. Minyak tetap bahan bakar terkemuka di
dunia, pada 33,1% dari konsumsi energi global [12].
Berikut data-data yang menyatakan cadangan minyak dunia pada Tabel 2.1,
produksi minyak dunia pada Tabel 2.2, perbandingan konsumsi minyak dunia
dengan pendapatan per kapita pada Tabel 2.3, dan konsumsi energi terbarukan
dunia pada Tabel 2.4 yang disajikan sampai akhir tahun 2012.
Tabel 2.1 Jumlah Cadangan Minyak Dunia [12]
Regional
Amerika Utara
Amerika Tengah dan Selatan
Eropa dan Eurasia
Timur Tengah
Afrika
Asia Pasifik
TOTAL
1992
(triliun
barrel)
122,1
78,8
78,3
661,6
61,1
37,5
1039,3
2002
(triliun
barrel)
228,3
326,9
140,3
797,9
126,6
41,4
1654,1
2011
(triliun
barrel)
221,0
326,9
140,3
797,9
126,6
41,4
1654,1
2012
(triliun
barrel)
220,2
328,4
140,8
807,7
130,3
41,5
1668,9
6
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Jumlah Produksi Minyak Dunia [12]
Regional (produksi
dalam ribu barrel per
hari)
Amerika Utara
Amerika Tengah dan
Selatan
Eropa dan Eurasia
Timur Tengah
Afrika
Asia Pasifik
TOTAL
2008
2009
2010
2011
2012
13156
13444 13843
14335
15557
7395
7353
7367
7449
7359
17630
26415
10226
8111
82932
17817
24728
9848
8071
81261
17755
25763
10123
8420
83272
17451
27988
8742
8246
84210
17211
28270
9442
8313
86152
Tabel 2.3 Perbandingan Konsumsi Minyak Dunia dengan Pendapatan Per Kapita
Tahun 2012 [13]
Regional
Amerika Utara
Amerika Tengah dan
Selatan
Eropa dan Eurasia
Timur Tengah
Afrika
Asia Pasifik
TOTAL
Konsumsi
(ribu barrel per hari)
23040
Pendapatan Per Kapita
(juta US Dollar)
19.202.361
6533
5.344.028
18543
8354
3523
29781
89774
34.660.788
1.662.645
1.290.222
10.329.684
72.489.728
Tabel 2.4 Konsumsi Energi Terbarukan Dunia [12]
Regional
(dalam Million tonnes oil
equivalent)
Amerika Utara
Amerika Tengah dan Selatan
Eropa dan Eurasia
Timur Tengah
Afrika
Asia Pasifik
TOTAL
2008
2009
2010
2011
2012
33,9
9,0
54,7
0,9
24,7
123,2
38,9
9,9
61,4
0,1
1,0
30,7
142,0
45,0
11,0
71,1
0,1
1,2
40,2
168,6
50,9
13,0
85,9
0,1
1,3
54,4
205,6
57,0
15,6
99,1
0,1
1,4
64,1
237,4
7
Universitas Sumatera Utara
2.2
TANAMAN KELAPA SAWIT
Tanaman kelapa sawit (Elaeis sp) merupakan komoditi andalan ekonomi
Indonesia karena selain merupakan penghasil devisa, dan salah satu alternatif
upaya peningkatan kesejahteraan masyarakat melalui pembukaan lapangan
pekerjaan dan lapangan usaha [14]. Ada dua family dari kelapa sawit, yaitu Elaeis
guineensis yang berasal dari Afrika Barat dan Elaeis oleifera yang berasal dari
Amerika Tengah dan Amerika Selatan [1]. Family kelapa sawit yang ditanam di
Indonesia adalah Elaeis guineensis [14].
Distribusi tanaman kelapa sawit di Indonesia dapat dijumpai setiap pulau
seperti Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, dan Jawa. Pada tahun 2013, dari total
luas perkebunan kelapa sawit sebesar 9,14 juta hektar, sekitar 65% berada di
pulau Sumatera, disusul Kalimantan (31%), Sulawesi (3%), kemudian Jawa dan
Papua di bawah satu persen [15]
Di bawah ini adalah Tabel 2.5 yang merupakan data perkembangan
distribusi perkebunan kelapa sawit di Indonesia. Tampak bahwa pulau Sumatera
telah mencapai puncak pertumbuhan, kemudian beralih ke Pulau Kalimantan dan
Sulawesi
Tabel 2.5 Data Perkembangan Distribusi Perkebunan Kelapa Sawit (ha) di
Indonesia [15]
Nama Pulau
Sumatera
Kalimantan
Jawa
Sulawesi
Papua
Luas Total
2009
5.221.824
2.355.530
27.163
211.380
57.398
7.873.295
2010
5.641.367
2.462.207
28.057
196.302
57.462
8.385.395
2011
5.867.176
2.782.929
25.687
257.955
59.077
8.992.824
2012
5.913.585
2.814.782
26.112
260.588
59.554
9.074.621
2013
5.956.955
2.843.765
26.445
262.799
59.955
9.149.919
Produktivitas perkebunan kelapa sawit Indonesia masih pada kisaran nilai
2,5-2,7 ton/hektar seperti yang disajikan pada Tabel 2.6 untuk Indonesia dan
Tabel 2.7 untuk provinsi Sumatera Utara.
8
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.6 Perkembangan Luas Lahan, Produksi dan Produktivitas Kepala Sawit
Indonesia 2009-2013 [15]
Kelapa Sawit
2009
2010
2011
Indonesia
Lahan (Ha)
7.873.295 8.385.395 8.992.824
Produksi (ton) 19.324.294 21.958.120 23.096.542
Produktivitas
2.454
2.619
2.568
(ton/Ha)
2012
2013
9.074.621
23.521.071
9.149.919
24.431.639
2.592
2.670
Tabel 2.7 Perkembangan Luas Lahan (ha) dan Produksi TBS (Tandan Buah
Segar) (ton) Kelapa Sawit di Provinsi Sumatera Utara (2009-2013) [15]
Kelapa Sawit
Luas Lahan
(ha)
Produksi TBS
(ton)
2009
2010
2011
2012
2013
1.044.854
1.054.849
1.175.078
1.183.278
1.190.556
3.158.144
3.113.006
4.071.143
4.142.085
4.268.982
Ada tiga kegunaan utama dari produk perkebunan kelapa sawit yaitu untuk
bahan pangan, kesehatan, dan bahan baku energi. Kegunaan produk perkebunan
kelapa sawit untuk bahan baku energi dapat diperoleh dengan mendayagunakan
semua produk yang tidak digunakan untuk makanan dan kesehatan. Maka dapat
diperoleh bahan baku energi seperti pelepah, tempurung (cangkang sawit), sabut,
batang pohon, tandan kosong, dan limbah cairnya (POME – Palm Oil Mill
Effluent) [14].
2.3
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) adalah limbah padat yang dihasilkan
dari industri kelapa sawit. Setelah tandan buah segar dipanen dari pohon kelapa
sawit, tandan tersebut disterilkan dalam horizontal steam sterilizer untuk
menonaktifkan enzim dalam pericarp dan melonggarkan buah dari tandan.
Tandan yang telah disterilkan diumpankan ke rotary drum thresher untuk
memisahkan buah yang telah disterilkan dari tandan. Tandan buah ini disebut
sebagai tandan kosong kelapa sawit [1]. TKKS ini umumnya dibuang dekat pabrik
pengolahan sawit dan dibiarkan terurai secara alami atau digunakan sebagai bahan
pembakaran boiler atau dibakar langsung menjadi abu dan digunakan sebagai
sumber pupuk Kalium [14].
9
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) [1]
TKKS yang merupakan sumber biomassa berlimpah di Indonesia yang
mempunyai potensi untuk dikembangkan menjadi produk energi dan kaya akan
komponen lignoselulosa [3]. Di bawah ini adalah Tabel 2.8 merupakan data
analisis elemental dan proximate dari TKKS dan Tabel 2.9 merupakan komposisi
kimia dari TKKS berdasarkan basis berat kering.
Tabel 2.8 Analisis Elemental dan Proximate dari Tandan Kosong Kelapa Sawit
(Berdasarkan Basis Berat Kering) [16]
Komponen / Sifat
Analisis Elemental
Karbon
Hidrogen
Nitrogen
Sulfur
Oksigen
Kalium
Analisis Proximate
Kadar air
Volatil
Kadar abu
Fixed carbon
Low Heatimg Value (MJ/kg)
High Heating Value (MJ/kg)
Nilai
49,07
6,48
0,7
700
Produk
Arang
Bio-oil, Gas, Bio-char
Bio-oil
Bio-oil
Bahan kimia, Gas
Bahan kimia, gas
Bio-oil
Bio-oil
Bahan kimia
PRODUK PIROLISIS
2.6.1 Bio-char
Bio-char adalah produk padatan dari pirolisis biomassa, yang merupakan
salah satu teknologi yang tersedia untuk produksi bioenergi. Islam (2005)
menyatakan bahwa bio-char dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam bentuk
briket dan secara alternatif dapat menjadi karbon aktif serta digunakan dalam
proses pemurnian [20]. Penambahan bio-char ke tanah telah menunjukkan
berbagai manfaat dan sangat dipengaruhi oleh sifat dari bahan baku dan kondisi
pirolisis yang digunakan untuk produksi bio-char [23].
Berdasarkan struktur molekulnya, bio-char secara kimiawi dan biologis
lebih stabil daripada bentuk asli karbon, yang merupakan asal dari bio-char . Hal
ini menunjukkan bahwa bio-char sulit untuk diubah kembali menjadi CO2 yang
berarti baik untuk penyerapan karbon [6]. Menurut Sharma (2004), bio-char
berperan pada pembentukan hidrokarbon polisiklik aromatik (PAH) selama
pirolisis berlangsung terutama pada suhu rendah [20].
Sifat dari bio-char tidak hanya terpengaruh oleh sifat bahan baku, tetapi
juga oleh kondisi operasi yang digunakan, terutama laju pemanasan, suhu
maksimum dan waktu tinggal pada suhu tersebut. Hal ini disebabkan bahwa
variabel-variabel ini, bersama-sama dengan sifat biomassa, mempengaruhi jumlah
dan sifat volatil yang dihasilkan selama pirolisis [24].
14
Universitas Sumatera Utara
Potensi dari produksi bio-char antara lain, pengurangan limbah, produksi
energi, peningkatan struktur dan kesuburan tanah, dan mitigasi untuk perubahan
iklim. Tidak semua keuntungan tersebut terhitung dalam sistem ekonomi. Namun
dalam hal pembatasan emisi karbon di ekonomi masa depan, maka manfaat
mitigasi dapat menjadi sebagai suatu keuntungan ekonomi. Proses produksi biochar didukung oleh melimpahnya sumber bahan baku, biaya rendah, dan
merupakan
teknologi
bersih,
sehingga
memiliki
potensi
untuk
terus
dikembangkan [25].
Beberapa penelitian mengenai mengenai tanah, telah ditunjukkan bahwa
bio-char dapat menstimulasi aktivitas mikroorganisme tanah yang penting dan
mendorong efek yang baik untuk sifat mikrobiologi tanah. Pori-pori pada bio-char
menyediakan habitat yang cocok bagi banyak mikroorganisme dengan melindungi
dari predasi dan pengeringan sambil memberikan banyak karbon, energi, dan
nutrisi mineral yang dibutuhkan, sehingga berdampak baik untuk kesuburan
tanah. Bio-char dapat menurunkan keasaman tanah, namun secara umum belum
bisa menambah nutrisi dalam jumlah yang cukup. Bio-char dapat menarik dan
mempertahankan berbagai nutrisi tanah, sehingga berpotensi mengurangi
kebutuhan pupuk [25].
Dari produk pirolisis, bio-char merupakan salah energi yang diproduksi
dari banyaknya bioenergi yang berharga. Gas volatile dan sebagian besar oksigen
dalam biomassa telah dipisahkan dari bahan, sehingga menghasilkan bio-char
yang kaya akan karbon. Produk ini dapat dikomersialisasi untuk dijual dimana
dapat digunakan sebagai penggunaan energi alternatif masa depan dan sebagai
bagian dari proses untuk produksi energi [26].
Spesifikasi standar ekspor produk char yang dijelaskan pada Tabel 2.14
berikut.
Tabel 2.13 Spesifikasi Standar Ekspor Produk Char [27]
Sifat
Moisture (%)
Abu (%)
Karbon (%)
Volatil (%)
Nilai kalor (J/gr)
Bio-char
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
KONSUMSI ENERGI DUNIA
Pertumbuhan bersih ekonomi terjadi di negara berkembang, dimana China
dan India mengalami hampir 90% dari kenaikan bersih konsumsi energi global.
Konsumsi OECD (Organization for Economic Co-operation and Development)
menurun dalam 5 tahun terakhir, dimana penurunan terbesar di Amerika Serikat.
Meskipun terjadi perlambatan pertumbuhan ekonomi, konsumsi dan produksi
energi global mencapai tingkat rekor tertinggi untuk semua bahan bakar kecuali
tenaga nuklir dan biofuel. Data menunjukkan bahwa pertumbuhan emisi CO2
global dari penggunaan energi meningkat pada tahun 2012 [12].
Konsumsi energi primer dunia tumbuh sebesar 1,8 % pada tahun 2012, jauh
di bawah rata-rata 10 tahun sebesar 2,6%. Konsumsi di negara-negara OECD
turun 1,2%, dimana penurunan terbesar di Amerika Serikat sebesar 2,8%.
Konsumsi non-OECD tumbuh sebesar 4,2%, di bawah rata-rata dalam 10 tahun
terakhir dari 5,3%. Pertumbuhan konsumsi global berada di bawah rata-rata untuk
bahan bakar fosil, kecuali di Afrika. Minyak tetap bahan bakar terkemuka di
dunia, pada 33,1% dari konsumsi energi global [12].
Berikut data-data yang menyatakan cadangan minyak dunia pada Tabel 2.1,
produksi minyak dunia pada Tabel 2.2, perbandingan konsumsi minyak dunia
dengan pendapatan per kapita pada Tabel 2.3, dan konsumsi energi terbarukan
dunia pada Tabel 2.4 yang disajikan sampai akhir tahun 2012.
Tabel 2.1 Jumlah Cadangan Minyak Dunia [12]
Regional
Amerika Utara
Amerika Tengah dan Selatan
Eropa dan Eurasia
Timur Tengah
Afrika
Asia Pasifik
TOTAL
1992
(triliun
barrel)
122,1
78,8
78,3
661,6
61,1
37,5
1039,3
2002
(triliun
barrel)
228,3
326,9
140,3
797,9
126,6
41,4
1654,1
2011
(triliun
barrel)
221,0
326,9
140,3
797,9
126,6
41,4
1654,1
2012
(triliun
barrel)
220,2
328,4
140,8
807,7
130,3
41,5
1668,9
6
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Jumlah Produksi Minyak Dunia [12]
Regional (produksi
dalam ribu barrel per
hari)
Amerika Utara
Amerika Tengah dan
Selatan
Eropa dan Eurasia
Timur Tengah
Afrika
Asia Pasifik
TOTAL
2008
2009
2010
2011
2012
13156
13444 13843
14335
15557
7395
7353
7367
7449
7359
17630
26415
10226
8111
82932
17817
24728
9848
8071
81261
17755
25763
10123
8420
83272
17451
27988
8742
8246
84210
17211
28270
9442
8313
86152
Tabel 2.3 Perbandingan Konsumsi Minyak Dunia dengan Pendapatan Per Kapita
Tahun 2012 [13]
Regional
Amerika Utara
Amerika Tengah dan
Selatan
Eropa dan Eurasia
Timur Tengah
Afrika
Asia Pasifik
TOTAL
Konsumsi
(ribu barrel per hari)
23040
Pendapatan Per Kapita
(juta US Dollar)
19.202.361
6533
5.344.028
18543
8354
3523
29781
89774
34.660.788
1.662.645
1.290.222
10.329.684
72.489.728
Tabel 2.4 Konsumsi Energi Terbarukan Dunia [12]
Regional
(dalam Million tonnes oil
equivalent)
Amerika Utara
Amerika Tengah dan Selatan
Eropa dan Eurasia
Timur Tengah
Afrika
Asia Pasifik
TOTAL
2008
2009
2010
2011
2012
33,9
9,0
54,7
0,9
24,7
123,2
38,9
9,9
61,4
0,1
1,0
30,7
142,0
45,0
11,0
71,1
0,1
1,2
40,2
168,6
50,9
13,0
85,9
0,1
1,3
54,4
205,6
57,0
15,6
99,1
0,1
1,4
64,1
237,4
7
Universitas Sumatera Utara
2.2
TANAMAN KELAPA SAWIT
Tanaman kelapa sawit (Elaeis sp) merupakan komoditi andalan ekonomi
Indonesia karena selain merupakan penghasil devisa, dan salah satu alternatif
upaya peningkatan kesejahteraan masyarakat melalui pembukaan lapangan
pekerjaan dan lapangan usaha [14]. Ada dua family dari kelapa sawit, yaitu Elaeis
guineensis yang berasal dari Afrika Barat dan Elaeis oleifera yang berasal dari
Amerika Tengah dan Amerika Selatan [1]. Family kelapa sawit yang ditanam di
Indonesia adalah Elaeis guineensis [14].
Distribusi tanaman kelapa sawit di Indonesia dapat dijumpai setiap pulau
seperti Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, dan Jawa. Pada tahun 2013, dari total
luas perkebunan kelapa sawit sebesar 9,14 juta hektar, sekitar 65% berada di
pulau Sumatera, disusul Kalimantan (31%), Sulawesi (3%), kemudian Jawa dan
Papua di bawah satu persen [15]
Di bawah ini adalah Tabel 2.5 yang merupakan data perkembangan
distribusi perkebunan kelapa sawit di Indonesia. Tampak bahwa pulau Sumatera
telah mencapai puncak pertumbuhan, kemudian beralih ke Pulau Kalimantan dan
Sulawesi
Tabel 2.5 Data Perkembangan Distribusi Perkebunan Kelapa Sawit (ha) di
Indonesia [15]
Nama Pulau
Sumatera
Kalimantan
Jawa
Sulawesi
Papua
Luas Total
2009
5.221.824
2.355.530
27.163
211.380
57.398
7.873.295
2010
5.641.367
2.462.207
28.057
196.302
57.462
8.385.395
2011
5.867.176
2.782.929
25.687
257.955
59.077
8.992.824
2012
5.913.585
2.814.782
26.112
260.588
59.554
9.074.621
2013
5.956.955
2.843.765
26.445
262.799
59.955
9.149.919
Produktivitas perkebunan kelapa sawit Indonesia masih pada kisaran nilai
2,5-2,7 ton/hektar seperti yang disajikan pada Tabel 2.6 untuk Indonesia dan
Tabel 2.7 untuk provinsi Sumatera Utara.
8
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.6 Perkembangan Luas Lahan, Produksi dan Produktivitas Kepala Sawit
Indonesia 2009-2013 [15]
Kelapa Sawit
2009
2010
2011
Indonesia
Lahan (Ha)
7.873.295 8.385.395 8.992.824
Produksi (ton) 19.324.294 21.958.120 23.096.542
Produktivitas
2.454
2.619
2.568
(ton/Ha)
2012
2013
9.074.621
23.521.071
9.149.919
24.431.639
2.592
2.670
Tabel 2.7 Perkembangan Luas Lahan (ha) dan Produksi TBS (Tandan Buah
Segar) (ton) Kelapa Sawit di Provinsi Sumatera Utara (2009-2013) [15]
Kelapa Sawit
Luas Lahan
(ha)
Produksi TBS
(ton)
2009
2010
2011
2012
2013
1.044.854
1.054.849
1.175.078
1.183.278
1.190.556
3.158.144
3.113.006
4.071.143
4.142.085
4.268.982
Ada tiga kegunaan utama dari produk perkebunan kelapa sawit yaitu untuk
bahan pangan, kesehatan, dan bahan baku energi. Kegunaan produk perkebunan
kelapa sawit untuk bahan baku energi dapat diperoleh dengan mendayagunakan
semua produk yang tidak digunakan untuk makanan dan kesehatan. Maka dapat
diperoleh bahan baku energi seperti pelepah, tempurung (cangkang sawit), sabut,
batang pohon, tandan kosong, dan limbah cairnya (POME – Palm Oil Mill
Effluent) [14].
2.3
TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS)
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) adalah limbah padat yang dihasilkan
dari industri kelapa sawit. Setelah tandan buah segar dipanen dari pohon kelapa
sawit, tandan tersebut disterilkan dalam horizontal steam sterilizer untuk
menonaktifkan enzim dalam pericarp dan melonggarkan buah dari tandan.
Tandan yang telah disterilkan diumpankan ke rotary drum thresher untuk
memisahkan buah yang telah disterilkan dari tandan. Tandan buah ini disebut
sebagai tandan kosong kelapa sawit [1]. TKKS ini umumnya dibuang dekat pabrik
pengolahan sawit dan dibiarkan terurai secara alami atau digunakan sebagai bahan
pembakaran boiler atau dibakar langsung menjadi abu dan digunakan sebagai
sumber pupuk Kalium [14].
9
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) [1]
TKKS yang merupakan sumber biomassa berlimpah di Indonesia yang
mempunyai potensi untuk dikembangkan menjadi produk energi dan kaya akan
komponen lignoselulosa [3]. Di bawah ini adalah Tabel 2.8 merupakan data
analisis elemental dan proximate dari TKKS dan Tabel 2.9 merupakan komposisi
kimia dari TKKS berdasarkan basis berat kering.
Tabel 2.8 Analisis Elemental dan Proximate dari Tandan Kosong Kelapa Sawit
(Berdasarkan Basis Berat Kering) [16]
Komponen / Sifat
Analisis Elemental
Karbon
Hidrogen
Nitrogen
Sulfur
Oksigen
Kalium
Analisis Proximate
Kadar air
Volatil
Kadar abu
Fixed carbon
Low Heatimg Value (MJ/kg)
High Heating Value (MJ/kg)
Nilai
49,07
6,48
0,7
700
Produk
Arang
Bio-oil, Gas, Bio-char
Bio-oil
Bio-oil
Bahan kimia, Gas
Bahan kimia, gas
Bio-oil
Bio-oil
Bahan kimia
PRODUK PIROLISIS
2.6.1 Bio-char
Bio-char adalah produk padatan dari pirolisis biomassa, yang merupakan
salah satu teknologi yang tersedia untuk produksi bioenergi. Islam (2005)
menyatakan bahwa bio-char dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam bentuk
briket dan secara alternatif dapat menjadi karbon aktif serta digunakan dalam
proses pemurnian [20]. Penambahan bio-char ke tanah telah menunjukkan
berbagai manfaat dan sangat dipengaruhi oleh sifat dari bahan baku dan kondisi
pirolisis yang digunakan untuk produksi bio-char [23].
Berdasarkan struktur molekulnya, bio-char secara kimiawi dan biologis
lebih stabil daripada bentuk asli karbon, yang merupakan asal dari bio-char . Hal
ini menunjukkan bahwa bio-char sulit untuk diubah kembali menjadi CO2 yang
berarti baik untuk penyerapan karbon [6]. Menurut Sharma (2004), bio-char
berperan pada pembentukan hidrokarbon polisiklik aromatik (PAH) selama
pirolisis berlangsung terutama pada suhu rendah [20].
Sifat dari bio-char tidak hanya terpengaruh oleh sifat bahan baku, tetapi
juga oleh kondisi operasi yang digunakan, terutama laju pemanasan, suhu
maksimum dan waktu tinggal pada suhu tersebut. Hal ini disebabkan bahwa
variabel-variabel ini, bersama-sama dengan sifat biomassa, mempengaruhi jumlah
dan sifat volatil yang dihasilkan selama pirolisis [24].
14
Universitas Sumatera Utara
Potensi dari produksi bio-char antara lain, pengurangan limbah, produksi
energi, peningkatan struktur dan kesuburan tanah, dan mitigasi untuk perubahan
iklim. Tidak semua keuntungan tersebut terhitung dalam sistem ekonomi. Namun
dalam hal pembatasan emisi karbon di ekonomi masa depan, maka manfaat
mitigasi dapat menjadi sebagai suatu keuntungan ekonomi. Proses produksi biochar didukung oleh melimpahnya sumber bahan baku, biaya rendah, dan
merupakan
teknologi
bersih,
sehingga
memiliki
potensi
untuk
terus
dikembangkan [25].
Beberapa penelitian mengenai mengenai tanah, telah ditunjukkan bahwa
bio-char dapat menstimulasi aktivitas mikroorganisme tanah yang penting dan
mendorong efek yang baik untuk sifat mikrobiologi tanah. Pori-pori pada bio-char
menyediakan habitat yang cocok bagi banyak mikroorganisme dengan melindungi
dari predasi dan pengeringan sambil memberikan banyak karbon, energi, dan
nutrisi mineral yang dibutuhkan, sehingga berdampak baik untuk kesuburan
tanah. Bio-char dapat menurunkan keasaman tanah, namun secara umum belum
bisa menambah nutrisi dalam jumlah yang cukup. Bio-char dapat menarik dan
mempertahankan berbagai nutrisi tanah, sehingga berpotensi mengurangi
kebutuhan pupuk [25].
Dari produk pirolisis, bio-char merupakan salah energi yang diproduksi
dari banyaknya bioenergi yang berharga. Gas volatile dan sebagian besar oksigen
dalam biomassa telah dipisahkan dari bahan, sehingga menghasilkan bio-char
yang kaya akan karbon. Produk ini dapat dikomersialisasi untuk dijual dimana
dapat digunakan sebagai penggunaan energi alternatif masa depan dan sebagai
bagian dari proses untuk produksi energi [26].
Spesifikasi standar ekspor produk char yang dijelaskan pada Tabel 2.14
berikut.
Tabel 2.13 Spesifikasi Standar Ekspor Produk Char [27]
Sifat
Moisture (%)
Abu (%)
Karbon (%)
Volatil (%)
Nilai kalor (J/gr)
Bio-char