PEMANFAATAN ENERGI BIOMASSA SEBAGAI BIOFUEL

Pemanfaatan Energi Biomassa Sebagai Biofuel 

Menipisnya cadangan bahan bakar fosil serta meningkatnya populasi manusia sangat kontradiktif menggunakan kebutuhan energi bagi kelangsungan hayati insan bersama kegiatan ekonomi dan sosialnya. Sejak 5 tahun terakhir Indonesia mengalami penurunan produksi minyak nasional akibat menurunnya secara alamiah cadangan minyak pada sumur-sumur produksi. Padahal menggunakan pertambahan jumlah penduduk semakin tinggi jua kebutuhan akan wahana transportasi serta aktivitas industri yg berakibat pada peningkatan kebutuhan dan konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM). Untuk memenuhi kebutuhan BBM tadi, pemerintah mengimpor sebagian BBM. 

Melihat kondisi tadi, pemerintah sudah mengeluarkan Peraturan Presiden Republik Indonesia Nomor lima Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional buat membuatkan sumber tenaga cara lain sebagai pengganti BBM. Walaupun kebijakan tersebut menekankan penggunaan batu bara dan gas sebagai pengganti BBM, tetapi juga menetapkan sumber daya yg dapat diperbaharui seperti bahan bakar botani menjadi cara lain pengganti BBM. Selain itu pemerintah juga sudah memberikan perhatian serius buat pengembangan bahan bakar nabati (biofuel) ini dengan menerbitkan Instruksi Presiden No 1 Tahun 2006 lepas 25 Januari 2006 tentang Penyediaan serta Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai bahan bakar lain. Oleh karenanya eksplorasi serta eksploitasi terhadap asal-sumber cara lain saat ini menjadi sebuah kebutuhan. Saat ini melalui kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, pemerintah sedang gencar memasyaratkan penggunaan biofuel buat penghematan energi dan penyelamatan lingkungan. 

Biomassa adalah bagian yg bisa didegradasi secara biologis berdasarkan produk, limbah serta residu pertanian, kehutanan, industri dan limbah tempat tinggal tangga. Apabila kita berbicara biomassa, maka akan mencakup juga hewan, residu-sisa binatang serta bagian tanaman yg bisa dimakan (edible). Oleh karena itu, jika akan memanfaatkan biomassa sebagai sumber energi kadang-kadang wajib berhadapan dengan asal bahan pangan jua. Sebagai contoh, poly tumbuhan yang dibutuhkan dapat sebagai bahan standar pembuatan biofuel ternyata diperlukan buat bahan pangan, misalnya jagung, ketela pohon, kelapa sawit, dll. Dalam hal seperti ini lalu ada kekhawatiran akan kekurangan bahan pangan jika biofuel akan dikembangkan. Apa yg wajib dilakukan ?

Energi Biomassa

Berbicara mengenai asal tenaga, biomassa adalah salah satu alternatif. Biomassa mengandung energi tersimpan dalam jumlah relatif banyak Kenyataannya, dalam saat kita makan, tubuh kita sanggup membarui energi yang tersimpan di dalam kuliner menjadi energi atau energi buat tumbuh serta berkembang. Pada waktu kita beranjak, bahkan waktu kita berpikir pun, tenaga pada makanan akan terbakar. Dari latar belakang itulah kini mulai digali poly kemungkinan pemanfaatan biomassa menjadi asal bahan bakar nabati (biofuel). Dari bahan bakar botani dapat dikembangkan biokerosene (minyak tanah), biodiesel, bioetanol bahkan biopower (untuk listrik). 

Indonesia mempunyai potensi yg sangat besar buat menghasilkan biofuel mengingat begitu besarnya sumber daya biologi yang ada baik di darat juga pada perairan. Menurut output riset Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), Indonesia memiliki poly jenis flora yg berpotensi menjadi energi bahan bakar alternatif, diantaranya :

• Kelapa sawit, kelapa, jeda pagar, sirsak, srikaya, kapuk : menjadi sumber bahan bakar alternatif pengganti solar (minyak diesel)
• Tebu, jagung, sagu, jambu mete, singkong, ubi jalar, dan ubi-ubian yg lain : menjadi sumber bahan bakar alternatif pengganti premium. 
• Nyamplung, algae, azolla : kemungkinan akbar dapat dijadikan menjadi asal pengganti kerosene, minyak bakar atau bensin penerbangan.

Beberapa diantara tumbuhan produsen tenaga menggunakan potensi produksi minyak pada liter per hektar serta ekivalen energi yg dihasilkan adalah sebagai berikut :

Tabel Jenis Tumbuhan Penghasil Energi

Jenis Tumbuhan

Produksi Minyak  (Liter per Ha)

Ekivalen Energi         (kWh per Ha)

Elaeis guineensis (kelapa sawit)

3.600-4.000

33.900-37.700

Jatropha curcas (jarak pagar)

2.100-2.800

19.800-26.400

Aleurites fordii (biji kemiri)

1.800-2.700

17.000-25.500

Saccharum officinarum (tebu)

2.450

16.000

Ricinus communis (jeda kepyar)

1.200-2.000

11.300-18.900

Manihot esculenta (ubi kayu)

1.020

6.600

Sumber : Business Week edisi 15 Maret 2006

Biomassa adalah satu-satunya sumber energi terbarukan yang bisa diubah sebagai bahan bakar cair - biofuel untuk keperluan transportasi (mobil, truk, bus, pesawat terbang dan kereta api). Di antara jenis biofuel yang banyak dikenal adalah biogas, biodiesel dan bioethanol. 

a. Biodiesel 

Biodiesel merupakan bahan bakar berdasarkan minyak nabati yg mempunyai sifat menyerupai minyak diesel atau solar. Bahan bakar ini ramah lingkungan karena menghasilkan emisi gas buang yg jauh lebih baik dibandingkan dengan diesel/solar, yaitu bebas sulfur, bilangan asap (smoke number) yang rendah; memiliki cetane number yg lebih tinggi sehingga pembakaran lebih sempurna (clear burning); mempunyai sifat pelumasan terhadap piston mesin; dan dapat terurai (biodegradabe) sehingga nir membentuk racun (non toxic). Menurut output penelitian BBPT, biodiesel sanggup langsung dipakai 100% menjadi bahan bakar dalam mesin diesel tanpa memodifikasi mesin dieselnya atau dalam bentuk campuran dengan solar pada banyak sekali konsentrasi mulai dari lima%. Keuanggulan biodiesel diantaranya : 

• Angka Cetane tinggi (>50), yakni nomor yg menandakan berukuran baik tidaknya kualitas Solar menurut sifaf kecepatan bakar dalm ruang bakar mesin. Semakin tinggi bilangan Cetane, semakin cepat pembakaran semakin baik efisiensi termodinamisnya. 
• Titik kilat (flash point) tinggi, yakni temperatur terendah yg bisa mengakibatkan uap Biodiesel menyala, sebagai akibatnya Biodiesel lebih kondusif menurut bahaya kebakaran dalam waktu disimpan maupun dalam saat didistribusikan menurut pada solar. 
• Tidak mengandung sulfur serta benzene yg memiliki sifat karsinogen, dan bisa diuraikan secara alami 
• Menambah pelumasan mesin yg lebih baik daripada solar sebagai akibatnya akan memperpanjang umur pemakaian mesin 
• Dapat menggunakan mudah dicampur dengan solar biasa pada aneka macam komposisi serta tidak memerlukan modifikasi mesin apapun 
• Mengurangi asap hitam menurut gas asap buang mesin diesel secara signifikan walaupun penambahan hanya 5% - 10% volume biodiesel kedalam solar 

biodiesel membutuhkan bahan standar minyak nabati yg dapat didapatkan dari flora yg mengandung asam lemak misalnya kelapa sawit (Crude Palm Oil/CPO), jarak pagar (Crude Jatropha Oil/CJO), kelapa (Crude Coconut Oil/CCO), sirsak, srikaya, kapuk, dll. Indonesia sangat kaya akan asal daya alam yang bisa dimanfaatkan menjadi bahan baku biodiesel. Kelapa sawit adalah keliru satu sumber bahan standar minyak nabati yg prospektif dikembangkan menjadi bahan standar biodiesel pada Indonesia, mengingat produksi CPO Indonesia relatif besar serta meningkat tiap tahunnya. Tanaman jarak pagar pula prospektif sebagai bahan baku biodiesel mengingat flora ini dapat tumbuh di lahan kritis serta karakteristik minyaknya yang sinkron untuk biodiesel. 

Menurut Badan Penelitian serta Pengembangan Departemen Pertanian, total kebutuhan biodiesel saat ini mencapai 4,12 juta kiloliter per tahun. Sementara kemampuan produksi biodiesel pada tahun 2006 baru 110 ribu kiloliter per tahun. Pada tahun 2007 kemampuan produksi diperkirakan mencapai 200 ribu kiloliter per tahun. Pembuat-produsen lain merencanakan jua akan beroperasi dalam 2008 sehingga kapasitas produksi akan mencapai sekitar 400 ribu kiloliter per tahun. Cetak biru (blueprint) Pengelolaan Energi Nasional mentargetkan produksi biodiesel sebesar 0,72 juta kiloliter dalam tahun 2010 buat menggantikan dua% konsumsi solar yang membutuhkan 200 ribu hektar kebun sawit dan 25 unit pengolahan berkapasitas 30 ribu ton per tahun dengan nilai investasi sebanyak Rp. 1,32 triliun; hingga menjadi sebanyak 4,7 juta kiloliter pada tahun 2025 buat membarui lima% konsumsi solar yang membutuhkan 1,34 juta hektar kebun sawit dan 45 unit pengolahan berkapasitas 100 ribu ton per tahun dengan investasi mencapai Rp. 9 triliun. 

b. Bioetanol 

Bioetanol (C2H5OH) merupakan cairan biokimia berdasarkan proses fermentasi gula dari sumber karbohidrat menggunakan bantuan mikroorganisme. Bioetanol merupakan bahan bakar dari minyak nabati yg mempunyai sifat menyerupai minyak premium. Untuk pengganti premium, masih ada alternatif gasohol yg merupakan adonan antara bensin dan bioetanol. Adapun manfaat pemakaian gasohol pada Indonesia yaitu : memperbesar basis sumber daya bahan bakar cair, mengurangi impor BBM, menguatkan security of supply bahan bakar, mempertinggi kesempatan kerja, berpotensi mengurangi ketimpangan pendapatan antar individu dan antar daerah, menaikkan kemampuan nasional dalam teknologi pertanian serta industri, mengurangi kesamaan pemanasan dunia serta pencemaran udara (bahan bakar ramah lingkungan) dan berpotensi mendorong ekspor komoditi baru. Untuk pengembangan bioetanol diperlukan bahan baku antara lain : 

• Nira bergula (sukrosa): nira tebu, nira nipah, nira sorgum manis, nira kelapa, nira aren, nira siwalan, sari-buah mete 
• Bahan berpati : tepung-tepung sorgum biji, jagung, cantel, sagu, singkong/ gaplek, ubi jalar, ganyong, garut, suweg, umbi dahlia. 
• Bahan berselulosa (lignoselulosa):kayu, jerami, btg pisang, bagas, dll. 

Adapun konversi biomasa sebagian tanaman tadi sebagai bioethanol adalah misalnya pada tabel dibawah ini.

Tabel Konversi biomasa menjadi bioethanol

Biomasa (kg)

Kandungan gula (Kg)

Jumlah hasil bioethanol (Liter)

Biomasa :        Bioethanol

Ubi kayu 1.000

250-300

166,6

6,5 : 1

Ubi jalar 1.000

150-200

125

8 : 1

Jagung 1.000

600-700

400

2,5 : 1

Sagu 1.000

120-160

90

12 : 1

Tetes 1.000

500

250

4 : 1

Sumber data : Balai Besar Teknologi Pati-BPPT,2006

Pemanfaatan Bioetanol :

Sebagai bahan bakar substitusi BBM pada motor berbahan bakar bensin; dipakai pada bentuk neat 100% (B100) atau diblending dengan premium (EXX) Gasohol s/d E10 mampu digunakan eksklusif pada mobil bensin biasa (tanpa mengharuskan mesin dimodifikasi). 

Pengujian pada kendaraan roda empat pada laboratorium BPPT menunjukkan bahwa taraf emisi karbon dan hidrokarbon Gasohol E-10 yg merupakan adonan bensin dan etanol 10% lebih rendah dibandingkan menggunakan premium serta pertamax. Pengujian ciri unjuk kerja yaitu daya dan torsi menerangkan bahwa etanol 10% identik atau cenderung lebih baik daripada pertamax. Etanol mengandung 35% oksigen sebagai akibatnya meningkatkan efisiensi pembakaran. 

c. Biogas

Biogas didapatkan berdasarkan proses fermentasi bahan-bahan organik menggunakan bantuan bakteri anaerob dalam lingkungan tanpa oksigen bebas. Energi gas bio didominasi gas metan (60% - 70%), karbondioksida (40% - 30%) dan beberapa gas lain dalam jumlah lebih mini . Gas metan termasuk gas rumah kaca (greenhouse gas), beserta menggunakan gas co2 (CO2) menaruh dampak tempat tinggal kaca yg menyebabkan terjadinya kenyataan pemanasan dunia. Pengurangan gas metan secara lokal ini dapat berperan positif dalam upaya penyelesaian perseteruan dunia. 

Pada prinsipnya, pembuatan gas bio sangat sederhana, hanya dengan memasukkan substrat (kotoran ternak) ke pada digester yg anaerob. Dalam waktu tertentu gas bio akan terbentuk yg selanjutnya dapat digunakan sebagai sumber tenaga, misalnya buat kompor gas atau listrik. Penggunaan biodigester bisa membantu pengembangan sistem pertanian dengan mendaur ulang kotoran ternak buat memproduksi gas bio dan diperoleh hasil samping (by-product) berupa pupuk organik. Selain itu, menggunakan pemanfaatan biodigester bisa mengurangi emisi gas metan (CH4) yg dihasilkan dalam dekomposisi bahan organik yang diproduksi berdasarkan sektor pertanian dan peternakan, karena kotoran sapi nir dibiarkan terdekomposisi secara terbuka melainkan difermentasi sebagai tenaga gas bio.

Potensi kotoran sapi buat dimanfaatkan menjadi bahan pembuatan gas bio sebenarnya cukup akbar, namun belum poly dimanfaatkan. Bahkan selama ini telah menimbulkan masalah pencemaran dan kesehatan lingkungan. Umumnya para peternak membuang kotoran sapi tadi ke sungai atau pribadi menjualnya ke pengepul menggunakan harga sangat murah. Padahal menurut kotoran sapi saja dapat diperoleh produk-produk sampingan (by-product) yg cukup banyak. Sebagai model pupuk organik cair yg diperoleh berdasarkan urine mengandung auksin relatif tinggi sehingga baik buat pupuk asal zat tumbuh. Serum darah sapi berdasarkan loka-loka pemotongan fauna dapat dimanfaatkan sebagai asal nutrisi bagi tanaman , selain itu berdasarkan limbah jeroan sapi dapat pula didapatkan aktivator menjadi cara lain asal dekomposer. 

(impak rumah kaca), sehingga upaya ini bisa diusulkan sebagai bagian menurut program 

Tantangan ke Depan : Biofuel vs Ketahanan Pangan

Untuk pengembangan biofuel, banyak hal wajib dipertimbangkan diantaranya :

1. Dibandingkan menggunakan minyak bumi dan gas yang ketersediaannya terbatas dan pengelolaannya dikuasai sang pihak-pihak yg sangat terbatas, biomassa sebenarnya nisbi melimpah di Indonesia dan rakyat bisa memanfaatkannya secara langsung. Pertarunga yg dihadapi merupakan keterbatasan teknologi, keterbatasan huma dan keterbatasan pasar atau penggunanya. Selain itu, belum adanya aturan hukum yg jelas pada industri ini dan baku penggunaan bahan-bahan buat biodiesel serta bioetanol menyulitkan rakyat dan penghasil biodiesel dan bioetanol buat memperoleh pembiayaan serta menjalankan bisnisnya. Kurangnya jaringan distribusi dan infrastruktur menyulitkan pemasaran biodiesel serta bioetanol di pasar domestik. Sebagai konsekuensi, sebagian akbar biodiesel serta bioetanol yang diproduksi di Indonesia kini dipakai buat pasar ekspor.

2. Dibutuhkan motor penggerak dan modal yg akbar untuk membiayai budi daya bahan standar baik dari segi pengadaan huma, bibit, pupuk juga obat-obatan. Perusahaan-perusahaan akbar yang beranjak dibidang pertanian serta perkebunan dibutuhkan dapat menjadi motor penggerak bagi bisnis budi daya ini lantaran besarnya biaya budidaya dan pengembangan. 

3. Adanya kendala sosial pada pengembangan beberapa komoditas tumbuhan asal energi, misalnya flora jarak, harus segera ditangani buat membentuk rasa saling percaya antara petani jarak menggunakan pengusaha sebagai pengolah biji jeda. Meskipun flora jeda sangat potensial dikembangkan sebagai tenaga terbarukan menggunakan harga murah, bisa ditanam di huma kritis, dan dapat mempertinggi pendapatan petani, akan tetapi belum seluruh pihak menyadari potensi tadi.

4. Terkait dengan info ketahanan pangan (food security), yg harus dilakukan adalah : 

Meningkatkan produktivitas lahan melalui acara intensifikasi yang meliputi pemilihan bibit, peningkatan kualitas kultur teknis sampai pengelolaan pasca panen. Melalui kegiatan diperlukan produktivitas flora semakin tinggi signifikan, sehingga tidak ada lagi kekhawatiran akan kekurangan bahan pangan. 

Meningkatkan produksi melalui ekstensifikasi atau ekspansi lahan menggunakan memanfaatkan lahan-huma kritis / marjinal. Beberapa tanaman asal energi, contohnya jarak, cantel, jagung serta jambu mete, adalah tanaman yg relatif tahan kering dan bisa beradaptasi dalam lingkungan yg kurang menguntungkan. Oleh karenanya buat penanaman diusahakan agar jangan sampai menggeser peruntukan tumbuhan pangan. Berbagai lahan marjinal yg dapat dimanfaatkan diantaranya : huma pantai, tanah karst, bantaran sungai, atau huma berkemiringan curam. 

Perlu segera dilakukan diversifikasi buat menemukan jenis-jenis tumbuhan baru pembuat energi. Beberapa tumbuhan yang sedang diteliti serta dikembangkan di Indonesia antara lain : jambu mete, widuri, kerandang, kacang-kacangan, nyamplung, algae dan masih poly lagi. 

Road Map Penelitian dan Pengembangan Energi pada UMY

Penelitian serta pengembangan bidang tenaga pada UMY telah dimulai tahun 2000 di Fakultas Teknik, Fakultas Pertanian, PUSPER (Pusat Studi Pengelolaan Energi Regional). Melalui kerjasama dengan berbagai pihak, penelitian dan pengembangan yg telah, sedang dan akan dilakukan antara lain :

Bidang

Penelitian & Pengembangan

Hasil

(s/d ketika ini)

Pengembangan lanjutan

Audit energi

-Audit energi buat berbagai stakeholders

-Pelatihan audit energi bagi staf serta mahasiswa Fakultas Teknik

-Hasil audit energi industri, perkantoran serta perorangan

-Sertifikasi auditor tenaga

Micro Hydro Power

-Survei potensi serta lokasi buat MHPP (Micro Hidro Power Plant)

-  Peta potensi buat pengembangan energi (termasuk MHPP) : CAREPI

- Pengembangan stasiun MHPP

Hydro Power

-Belum signifikan

-Belum signifikan

-Pemanfaatan generator berbasis air serta air bahari buat produksi bio-kerosene serta bio-premium

Wind energy

-Pengembangan windmill pada huma pantai Bugel KP serta pantai Samas Bantul

-Berhasil menghidupkan generator

-Peralatan rusak karena korosi dan sedimentasi garam

-Pengujian bahan baku

-Pengujian pelapis logam anti karat

-Pengujian generator buat menaikkan air pengairan

Solar energi

Belum signifikan

-  Belum signifikan

-    Pengujian solar cell buat generator pembangkit listrik

Bioethanol

-Sakarifikasi ketela pohon, ubi jalar, ubi-ubian yang lain, sayuran, buah-buahan

-Fermentasi bahan baku menggunakan yeast

-Nira

-Syrup

-Pemurnian etanol

-Pengujian kualitas

-Scaling up produksi

-Produksi dan pengujian mesin pemroses

Biodiesel

Pengujian bahan baku

Belum signifikan

Pengujian bahan baku (kelapa, algae,kerandang, air, dll)

Bio-avtur (bensin penerbangan)

Pengujian bio-avtur berbasis bio-kerosene

Kualitas bio-avtur yang dihasilkan

Pengujian bio-avtur berbasis bio-kerosene dan bioetanol

Biogas

-Teknologi proses produksi biogas berdasarkan aneka macam limbah (waste)

-Pengujian reaktor biogas

-Biogas skala tempat tinggal tangga

-Reaktor biogas portable

-Pengujian limbah lain buat produksi biogas

By-product

-Isolasi, karakterisasi dan multiplikasi dekomposer dari berbagai sumber

- Pemanfaatan dekomposer untuk digesti limbah pada proses produksi bioetanol serta pupuk

-Pemanfaatan limbah buat produksi bahan pangan (Nata de Cassava, Nata de Pina, selai, sirup, dll)

-Isolat bakteri serta fungi dekomposer

-Pupuk organik padat

-Pupuk organik cair

-Identifikasi,determinasi dan scaling up produksi isolat dekomposer

-Pemanfaatan limbah (tapioka, sisa sayuran serta buah-buahan) buat produksi aktivator serta ZPT