Energi menjadi kebutuhan pokok setiap makhluk
di muka bumi ini tak terkecuali manusia. Manusia tak lepas dari kegiatan yang
memakan energi seperti listrik dan berkendara. Namun, sayangnya kebutuhan
energi saat ini yang didominasi oleh energi fossil tidak sebanding dengan
pertumbuhan manusia. Setiap negara sedang berlomba mengeksplorasi kekayaan
energinya untuk dimanfaatkan sebagai energi pengganti fossil, salah satunya
adalah energi biomassa. Energi biomassa salah merupakan salah satu energi
terbarukan yang dapat membantu negara mewujudkan tujuan pembangunan
berkelanjutan yang telah dirancang oleh PBB yakni melalui penyediaan energi
yang bersih, aman, dan terjangkau.
Gambar 1. Siklus Energi Biomassa
(Sumber
: www.viaspacegreenenergy.com)
Biomassa dapat diartikan sebagai semua jenis
bahan organik hasil fotosintesis berupa vegetasi pepohonan baik darat atau laut
serta limbah padat perkotaan, limbah padat,
limbah hewan, residu pertanian, dan kehutanan. Biomassa menyimpan energi
yang berasal dari matahari, energi ini kemudian dikonversi menjadi energi
listrik, panas, dan bahan bakar. Biomassa merupakan satu-satunya energi
terbarukan yang melepas karbondioksida ke atmosfer walaupun pada nantinya
karbondioksida ini akan dipakai kembali dalam siklus untuk berfotosintesis.
Jika energi biomassa dikembangkan berkelanjutan maka tidak akan timbul selisih
antara karbondioksida yang dipakai dan dikeluarkan.
Biomassa perlu diubah menjadi bentuk lain
sebelum dapat digunakan seperti menjadi energi panas (termal), gas, cairan,
atau produk kimia lainnya. Untuk itu perlu proses ekstraksi dari biomassa itu
sendiri. Ada lima jenis cara ekstraksi biomassa (Sriram, Illinois) yaitu pembakaran langsung, gasifikasi
1. 1. Pembakaran Langsung (Direct Combustion)
Pembakaran
langsung relatif cara yang paling sederhana daripada teknik yang lainnya untuk
mengkonversi menjadi energi listrik. Jenis biomassa yang biasa dibakar adalah
kayu, serbuk kayu, residu pertanian atau kehutanan. Pembakaran langsung
biomassa menghasilkan dua jenis energi yaitu panas dan uap. Untuk menghasilkan
listrik dengan uap yang dihasilkan akan menggerakkan turbin. Tubin ini yang
akan menggerakkan generator untuk menghasilkan energi listrik. Sedangkan energi
panas akan
diubah menjadi listrik dengan bantuan heat
exchanger.
Gambar 2. Skema Pembakaran Langsung Biomassa
(Sumber : puraura.net)
Tingkat
efisiensi dari pembakaran langsung bergantung pada nilai Low Heating Value (LHV) dari bahan bakar biomassa. Nilai
efisiensi bervariasi mulai dari 65% pada pembakaran yang sederhana sampai
dengan 99% sistem pembakaran yang canggih (Susta, 2003)
2. Gasifikasi
Gasifikasi bekerja dengan konsep bahan bakar biomassa padat seperti kayu, limbah pertanian, dan limbah padat perkotaan dengan mengekspos ke suhu tinggi dan oksigen yang terbatas untuk menghasilkan gas. Sistem ini biasanya berlangsung pada suhu 850oC dengan tekanan di bawah atmosfer atau bertekanan tinggi. Gas ini yang nantinya akan digunakan untuk memutar turbin gas gabungan dengan efisiensi tinggi. Proses gasifikasi lebih banyak memiliki keuntungan ketimbang pembakaran secara langsung diantaranya adalah gas yang dihasilkan mengandung sedikit kotoran sehingga lebih ramah terhadap lingkungan. Selain itu, proses ini menghasilkan gas sintesis campuran antara karbondioksida dengan hidrogen yang dapat dimanfaatkan sebagai penghasil gas hidrokarbon seperti metana dan metanol.
Gambar 3. Skema Proses
Gasifikasi Biomassa
(Sumber
: puraura.net)
1. 3. Pirolisis
Pirolisis berasal dari dua
kata yaitu pyro yang berarti panas dan lysis berarti penguraian atau degradasi,
sehingga pirolisis berarti penguraian biomassa karena panas pada suhu lebih
dari 150oC (Kamaruddin dkk, 1999). Pirolisis dapat diartikan sebagai
proses pemanasan biomassa untuk menghilangkan zat yang mudah menguap menjadi
gas yang terdapat pada biomassa dan akan meninggalkan arang. Arang terbakar
pada suhu yang lebih tinggi daripada biomassa asalnya karena itu arang sangat bermanfaaat
untuk proses manufaktur. Dalam sistem yang berkembang saat ini pirolisis dapat
mengumpulkan gas yang terbuang seperti hidrogen dan karbon monoksida untuk
disintesis menjadi gas bentuk lain seperti metana, metanol, dan bentuk
hidrokarbon lainnya.
Gambar 4. Skema Proses
Pirolisis Biomassa
(Sumber : puraura.net)
1. 4. Digesti
Digesti merupakan proses yang
melibatkan bakteri anaerobik sebagai alat pekerja. Digesti adalah proses
biologis yang menghasilkan gas seperti metana (CH4) dan karbon dioksida
(CO2) yang biasa disebut sebagai biogas (Susta, 2003). Alessandro
Volta merupakan orang yang pertama kali menemukan biogas pada tahun 1776 dan
Humphery Davy adalah orang pertama yang mengumumkan adanya gas metana yang
mudah terbakar di Farmyard Manure pada awal 1800. Biogas dapat disintesis dari
bahan organik yang biasa ditemui seperti sampah organik perkotaan, limbah
organik pertanian dan industri pertanian, kotoran padat atau cair dari hewan, dan
tempat pembuagan akhir (TPA). Prinsip kerja dari digesti cukup sederhana.
Bakteri anaerbok akan muncul dalam kondisi kedap udara atau tidak ada oksigen
dan adanya bahan organik. Limbah organik ditempatkan pada tempat tertutup
disebut digester yang dihubungkan dengan pipa saluran ke tempat tertutup
lainnya untuk menampung gas metana yang dihasilkan dari bakteri tersebut.
Gambar 5. Skema Proses
Digesti Biomassa
(Sumber : puraura.net)
Digesti adalah cara yang
efektif untuk menghasilkan energi berupa bahan bakar biogas. Produksi biogas secara
normal akan menghasilkan 0,3-0,45 m3 biogas dari setiap kg bahan
organik dengan waktu proses 20-30 hari. Nilai panas paling rendah berkisar 22
MJ/m3.
1. 5. Fermentasi
Fermentasi adalah proses
biokimia yang mengubah zat gula menjadi etanol (alkohol). Fermentasi merupakan
teknik yang sudah lama digunakan untuk menghasilkan produk fermentasi dari
biomassa seperti serat batang tumbuhan. Di Australia, etanol hasil fermentasi
dicampur dengan solar untuk bahan bakar bus.
Etanol dimanfaatkan sebagai
sumber hidrogen untuk sel bahan bakar. Di negara-negara industri, alasan utama penggunaan
energi bioetanol adalah meningkatkan kepedulian terhadap lingkungan, dan juga
kemungkinan untuk memecahkan beberapa masalah sosial ekonomi yang lebih luas,
seperti penggunaan lahan pertanian dan surplus makanan. Karena nilai bioetanol
semakin banyak dikenali, semakin banyak kebijakan untuk mendukung pengembangan
dan penerapan etanol sebagai bahan bakar.
Gambar 6. Skema Proses
Fermentasi Biomassa
(Sumber : puraura.net)
Climate change yang menjadi bahan
perbincangan dunia saat ini membuat setiap negara memperketat regulasi terkait
produksi energi. Energi dari biomassa dapat menjadi solusi untuk mengurangi
dampak dari emisi produksi bahan bakar. Teknologi pemanfaatan biomassa modern,
terutama gasifikasi dan pencernaan anaerobik, memberi keuntungan untuk
memisahkan zat berbahaya dan menyediakan gas bersih untuk pembakaran.
Info seputar energi dan sumber daya mineral dapat mengunjungi website Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia di www.esdm.go.id
#15HariCeritaEnergi
#HariKelima
#KESDMRI
#15HariCeritaEnergi
#HariKelima
#KESDMRI
Referensi
Sriram, Nisrah. Renewable Biomass Energy.Illinois.
Halaman 1-3
Susta, Miro.2003. Biomass
Energy Utilization & Environment Protection - Commercial Reality and
Outlook. Malaysia. Halaman 3-20
No comments:
Post a Comment