Pemanfaatan Biomasa Yang Paling Umum Adalah Untuk Memproduksi Panas

8/13/2019 Pemanfaatan Biomasa Yang Paling Umum Adalah Untuk Memproduksi Panas

1/17

1

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOMASSA (PLTBM)

1.1 Penjelasan Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa Secara Umum

Indonesia adalah negara kepulauan, dan antara pulau-pulau terpisah oleh

lautan sehingga hampir tidak mungkin mentransmisikan listrik ke seluruh pulau yang

ada di Indonesia dari suatu sumber listrik utama. Interkoneksi yang paling terkenal

saat ini adalah Jawa-Madura-Bali, yang menyuplai hampir semua kebutuhan

masyarakat dan industri di tiga pulau tersebut.sementara itu, sejumlah besar pulau

lain harus mampu menghasilkan dan memenuhi kebutuhan listriknya sendiri dengan

berbagai cara sesuai dengan potensi daerah masing-masing. Dengan demikian

diperlukan pemikiran tentang pembangunan pembangkit listrik biomassa sebagai

bahan bakar ramah lingkungan yang sangat potensial untuk dikembangkan sebagai

salah satu alternative dalam memenuhi kebutuhan masyarakat akan listrik.

Biomassa adalah salah satu sumber energi yang dapat diperbarui, pengganti

energi fosil dengan sumber energi dari bahan baku hayati. Biomassa dapat berasal

dari sampah organik, kotoran hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Pembangkitan listrik

biomassa memanfaatkan sumber daya lokal sehingga akan meningkatkan pendapatan

penduduk setempat.


2/17

2

Gambar 1.1Siklus energi biomassa

Siklus energi biomassa sebagaimana diperlihatkan pada gambar 1, sebenarnya

dimulai dari tanaman yang menyerap energi matahari. Tanaman menyerap air dan

unsur hara dari dalam tanah dan CO2 dari atmosfer melalui proses fotosintesis, akan

dihasilkan bahan organik untuk memperkuat jaringan dan membentuk daun, bunga,

atau buah.

Hewan memanfaatkan energi yang telah berubah bentuk menjadi daun

(rumput) untuk kelangsungan hidupnya, hewan karnivora memanfaatkan energi yang

telah berubah bentuk menjadi daging pada hewan lain, bahan-bahan inilah yang

menjadi bahan dasar energi biomassa.


3/17

3

Saat biomassa diubah menjadi energi, CO2 akan dilepaskan ke atmosfer,

siklus CO2akan lebih pendek daripada yang dihasilkan dari pembakaran minyakbumi

atau gasbumi. CO2yang dihasikan tidak memiliki efek terhadap kesetimbangan CO2

di atmosfer. Kelebihan CO2dapat dimanfaatkan unduk mendukung terciptanya energi

yang berkelanjutan. Ada dua jenis bahan penyusun biomassa, yaitu biomassa kering

(limbah kayu, jerami, atau sekam) dan biomassa basah (kotoran ternak dan sampah

rumah tangga).

Perhitungan sumber daya yang tersedia perlu dilakukan sebelum perancangan

system, hal ini berkaitan dengan jenis pembangkit listrik yang akan digunakan.

Apabila potensi yang tersedia adalah ternak, maka dapat dipilih listrik biogas.

Perhitungan volume tangki biogas dan instalasi lainnya dilakukan setelah jumlah

ternak dan kotoran yang tersedia diketahui, demikian juga untuk sumber daya yang

lain maka system yang akan digunakan juga berbeda. Gambar 1.1 adalah contoh

sistem pembangkit listrik berbahan bakar biomassa yang memanfaatkan gas dan uap

yang dihasilkan untuk memutar turbin sehingga menghasilkan listrik.


4/17

4

Gambar 1.2Pembangkit tenaga listrik dengan siklus kombinasi turbin gas uap

Dua energi yang paling dikenal sampai saat ini yaitu biogas dan biodiesel.

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi bahan-

bahan organik, termasuk kotoran manusia dan hewan, limbah domestik atau rumah

tangga, sampah biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama biogas

adalah metana dan karbon dioksida, biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar

kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik.

Biodiesel terdiri atas metil ester asam lemak nabati, sedangkan petroleum

diesel adalah hidrokarbon. Biodiesel mempunyai sifat kimia dan fisika yang serupa

denganpetroleum diesel sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau

dicampur denganpetroleum diesel. Pencampuran 20% biodiesel ke dalam petroleum

diesel menghasilkan produk bahan bakar tanpa mengubah sifat fisik secara nyata.


5/17

5

Produk ini di Amerika dikenal sebagai Diesel B-20 yang banyak digunakan untuk

bahan bakar bus.

Perkembangan energi biodiesel di Indonesia cukup menggembirakan.

Beberapa pembangkit listrik tenaga biodiesel sudah mulai dioperasikan dan

direncanakan untuk dioperasikan. Sebagai contoh, PT Perkebunan Nusantara 13

meresmikan pengoperasian pembangkin listrik tenaga biodiesel pertama di

Kalimantan Selatan, meskipun kapasitas listrik yang dihasilkan masih kecil yakni

hanya 60 KVA, pembangkit listrik biodiesel ini diharapkan akan menjadi pelopor di

daerah ini. Bahan baku pembuatan biodiesel berasal dari tongkol jagung.

Listrik berbasis biomassa dari PT Perkebunan Nusantara 13 yang

menghasilkan listrik dari limbah cair kelapa sawit telah dibeli oleh PLN, selain dijual

pada PLN listrik juga digunakan untuk pabrik sendiri dan keperluan karyawan.

Keuntungan pemakaian biodiesel adalah sebagai berikut :

1. Dihasilkan dari sumber daya energi terbarukan dan ketersediaan bahan bakunya

terjamin.

2. Cetane number (bilangan yang menunjukkan ukuran baik tidaknya kualitas

solar berdasar sifat kecepatan bakar di dalam ruang bakar mesin) tinggi.

3. Viskositas tinggi sehingga mempunyai sifat pelumasan yang lebih baik

daripada solar sehingga memperpanjang umur pakai mesin.

4. Dapat diproduksi secara lokal.

5. Mempunya kandungan sulfur yang rendah.

6. Menurunkan tingkat opasiti asap.

7. Menurunkan emisi gas buang.

8. Pencampuran biodiesel dengan petroleum diesel dapat meningkatkan

biodegradability petroleum diesel sampai 500%.


6/17

6

1.2 Pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa di Indonesia

Pemanfaatan biomassa yang paling umum adalah untuk memproduksi panas.

Panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan berlignoselulosa digunakan memasak,

pemanas dan untuk memproduksi uap panas dalam industri. Setiap tahunnya

diperkirakaan sebanyak 5200 juta ton biomassa kering diseluruh dunia dibakar

langsung selayaknya minyak, menghasilkan sekitar 88 quad (23.466,67 x 1012

kkal)

energy. Masyarakat miskin di Negara berkembang memperoleh 90% dari kebutuhan

energy mereka dengan membakar biomassa. Di Negara berkembang, sekitar 2 milyar

ton minyak yang berasal dari kayu, 1,3 milyar ton produk samping hasil panen,

ditambah sekitar 1 milyar ton kotoran hewan dibakar setiap tahunnya.

Gambar 2.1Residu logging


7/17

7

Pemanfaatan biomassa di Indonesia belum optimal, walaupun penelitian

mengenai pemanfaatan biomassa, terutama TKS telah banyak dilakukan. Dalam tahap

penelitian atau skala laboratorium, TKS dimanfaatkan sebagai bahan baku pulp dan

kertas, papan partikel, papan serat, sumber lignin, selulosa asetat dan fermentasi yang

menghasilkan fraksi aseton-etanol-butanol. Dalam skala industry, TKS telah

dimanfaatkan dengan mengkonversinya menjadi pupuk organic.

Di amerika serikat, pendataan dan pemanfaatan biomassa dilakukan secara

optimal. Biomassa memainkan peranan yang penting dalam kontribusi energy di

amerika serikat. Pada tahun 2003, biomassa menyediakan energi di amerika serikat.

Pada tahun 2003, biomassa menyediakan energy sekitar 2,9. 1015

Btu di amerika

serikat. Saat ini biomassa menyumbang lebih dari 3% dari total konsumsi energy di

amerika serikat, sebagian besar melalui panas yang dihasilkan dari industri produksi

uap panas oleh industri pulp dan kertas dan dari pembangkit listrik yang berbahan

baku residu industri kehutanan dan limbah padat kota. Selain itu, biomassa juga

merupakan sumber yang dapat diperbaharui untuk diolah menjadi energy bagi

transportasi di amerika serikat, sehingga dapat mengurangi impor minyak. Biomassa

juga mempunyai potensi yang besar untuk dikonversi menjadi sumber energi bagi

industri dan sebagai penyedia bahan baku untuk membuat berbagai produk kimia dan

bioproduk. Beberapa visi yang dikembangkan oleh biomas Research and

Development Technical Advisory Committee (USA) adalah sebagai berikut:

Biopower konsumsi di sector industri akan meningkat sekitar 2% pertahun hingga

tahun 2030. Meningkat dari 2,7. 1015

Btu ditahun 2001 menjadi 3,2.1015

Btu di tahun

2010, 3,9.1015

Btu di tahun 2020 dan 4,8.1015

Btu di tahun 2030. Ditambah lagi

kebutuhan biomassa untuk berbagai kegunaan yang berhubungan dengan listrik

meningkat dua kali lipat setiap 10 tahun hingga tahun 2030. Biopower akan mencapai

4% dari keseluruhan industri dan kebutuhan pembangkit listrik di tahun 2010 menjadi

5% di tahun 2020.


8/17

8

Minyak untuk kebutuhan transportasi berbasis nabati: minyak untuk kebutuhan

transportasi yang berasal dari biomassa akan meningkat secara significant dan 0,5%

dari konsumsi minyak untuk transportasi ditahun 2001 ( 0,0147.1015

Btu) menjadi 4%

dari konsumsi minyak untuk transportasi di tahun 2010 (1,3.1015

Btu),10% ditahun

2020 (4.1015

) dan 20% di tahun 2030.

Produk-produk berbasis nabati: produk-produk untuk bahan kimia dan bioproduk

akan meningkat dari sekitar 12,5 juta pound atau 5% dari produksi saatini yang

ditargetkan oleh komoditi bahan kimia Amerika Serikat di tahun 2001 menjadi 12%

di tahun 2010, 18% di tahun 2020 dan 25% ditahun 2030.


9/17

9

1.3. Perhitungan Output Dayanya.

Tabel 3.1.Ultimate analysis data dan heating values for selected solid and biomass

fuels (from LePori and Soltes, 1985, with permission

Nilai kalor dan analisa terakhir dari biomassa

Pada umumnya nilai kalor dari biomassa diukur dengan menggunakan bomb

kalorimeter. Pada tabel 1 menunjukkan analisis terakhir dan nilai kalor dari beberapa

bahan bakar fosil dan biomassa pada umunya. Metode pengukuran nilai kalor dari

biomassa, meliputi 2 cara yang umum dipakai dalam perhitungannya yaitu:

Perhitungan Dulong (Gupta and Manhas, 2008)HV (kJ/kg) = 33,823*C + 144,250*(H-O/8) + 9,419*S


10/17

10

Dimana: C, H, O, dan S adalah elemet dari fraksi biomassa dalam materi.

Contohnya: Dari data analisis terakhir menunjukkan pada tabel 1, perkiraan

nilai kalor dalam MJ/kg dari douglas fir.

Solusi:

1. Substitusikan fraksi massa dari element kedalam perhitungan,HV (kJ/kg) = 33,823*(0.523) + 144,250 (0.063-((0.405)/8)) +

9,419*(0)

2. Perhitungan nilai kalor:HV (kJ/kg) = 17,689 + 1,785 + 0 = 19,474 kJ/kg (19.5 MJ/kg).

Nilai kalor dari tabel 1 diberi nilai sebesar 21.3 MJ/kg, 8.45%

difference. Perhitungan Dulong is valid ketika kandungan oksigen

dari biomassa kurang dari 10%. Pada contoh ini kandungan oksigen

douglas fir adalah 40.5% dan diatas 10%, Oleh karena itu lebarnya

berbeda. Sedangkan perhitungan Boie dibahas pada perhitungan 2,

HV (kJ/kg) = 35,160*C + 116,225*H11,090*O + 6,280*N +

10,465*S

Dimana C,H, O, N, dan S adalah element fraksi massa dalam materi.

Perhitungan Boie (Annamalai, et al., 1987)Perkiraan analisis biomassa

Perkiraan analisis merupakan indikator kualitas biomassa yang baik untuk konversi

selanjutnya dan prosesnya. Perkiraan analisis ini sangat penting untuk proses

konversi thermal ketika dibutuhkan biomassa yang relatif kering (kelembaban normal

kurang dari 10%).


11/17

11

Tabel 3.2.Proximate analysis data for selected biomass

1.4. Hambatan/Kendala Dalam Pengembangannya

Pengembangan energi biomassa khususnya biogas telah dikembangkan di daerah

Yogya Utara dan didaerah Pantai Selatan Yogyakarta yaitu di Baron, Gunung Kidul.

Upaya pengembangan energi biomassa ini dengan penanaman pohon jarak di daerah

Pantai Parang Racuk, Baron, Gunung Kidul. Namun dalam kurun waktu terkahir ini

biogas sudah tidak beroperasi lagi.

Kendala yang dihadapi dalam pengembangan energi terbarukan adalah :1. Keterbatasan anggaran untuk pengembangan energi terbarukan Hal ini dikarenakan

tidak adanya program kerja yang jelas dari pemerintah daerah terhadap

pengembangan energi terbarukan.

2. Kurangnya perhatian PLN terhadap pengembangan energi terbarukan. Saat ini

PLN lebih berorientasi dalam masalah profit (keuntungan) bukan pada sector

sosial. Jadi untuk daerah-daerah terpencil dengan tingkat kepadatan penduduk


12/17

12

yang kecil dengan medan yang cukup sulit, PLN tidak akan membuka saluran

baru jika dirasa pembangunan itu tidak menguntungkan.

Solusi Dalam Mengatasi Kendala Yang TimbulBerdasarkan kendala-kendala yang ada dalam masalah pengembangannenergi

terbarukan, maka kami mencoba untuk memberikan solusi-solusi yang mungkin

untuk penyelesaian permasalahan tersebut:

a. Mengingat tingginya kebutuhan kita akan energi, terbatasnya energi yang berasal

dari energi konvensional dan besarnya potensi energi terbarukan, maka akan lebih

bijak jika pengembangan energi terbarukan dimasukkan dalam program kerja

pemerintah daerah. Baik jangka panjang maupun jangka pendek.

b. Energi listrik yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan

listrik rumah tangga. Walaupun dapat juga dijual ke PLN. Akan tetapi melihat

kurangnya perhatian PLN terhadap pengembangan energi terbarukan, maka akan

lebih bijak jika energi listrik yang dihasilkan dimanfaatkan sendiri.

1.5. Kelebihan dan kelemahan dari PLTBM

Energi biomassa adalah jenis bahan bakar yang dibuat dengan

mengkonversi bahan biologis seperti tanaman. Bahan organik juga dapat diperoleh

dari hewan dan mikroorganisme. Seperti diketahui, tumbuhan memproduksi makanan

dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis. Energi ini lantas ditransfer

ke hewan dan manusia saat mereka mengkonsumsi tumbuhan. Biomassa, yangterutama terdiri dari tumbuhan, mampu memberikan sejumlah besar energi yang

digunakan untuk berbagai keperluan. Saat tidak dikonsumsi oleh hewan, tumbuhan

lantas dipecah atau dimetabolisme oleh mikroorganisme untuk kemudian melepaskan


13/17

13

karbon dioksida dan metana kembali ke atmosfer. Hal tersebut merupakan proses

berkesinambungan yang berkontribusi pada siklus karbon.

Kelebihan dan kekurangan energi biomasa

Dari berbagai sumber energi alternatif masa depan,biomassa merupakan

salah satu sumber yang patut diperhitungkan.

Biomassa adalah materi biologis yang diperoleh dari tumbuhan dan hewan dan terdiri

dari sejumlah besar karbon serta unsur lain dalam proporsi lebih kecil seperti

oksigen,nitrogen, hidrogen, alkali tanah, dan logam berat.

Salah satu keuntungan utama biomassa adalah bahwa sumber energi ini bersifat

terbarukan (dapat diganti dengan mudah).

Sumber utama biomassa diantaranya adalah kayu, bahan bakar alcohol, dan limbah

padat.

Hal ini akan mencakup materi seperti cabang dan daun yang telah rontok, tanaman

mati, limbah kayu dari kertas dan pulp, limbah domestik, limbah perkotaan, limbah

daur ulang, etanol, dan lain-lain.

Bahan bakar alkohol biasanya berasal dari tanaman tebu dan tanaman lainnya seperti

jagung, willow, kelapa sawit, kayu putih, poplar, dan rami.

Semua material tersebut menyediakan bahan baku untuk energi biomassa yang

kemudian digunakan untuk pembangkit panas, pembangkit listrik, serta keperluan

lain.

Seperti hal lainnya, terdapat berbagai kelebihan sekaligus kerugian energi biomassa.

Kelebihan Biomassa

1. Sumber energi terbarukanBiomassa berasal dari sumber-sumber seperti tanaman dan hewan, singkatnya,

merupakan sumber yang bisa diganti. Tanaman dapat tumbuh berulang-ulang


14/17

14

pada lahan yang sama tanpa harus mengeluarkan biaya signifikan. Bahan baku

yang selalu tersedia membuat biomassa merupakan sumber energi yang tidak

pernah habis.

2. Mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosilBahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara dan lain-lain terdapat dalam

jumlah terbatas. Dibutuhkan jutaan tahun bagi pembentukan bahan bakar fosil

sehingga tidak bisa digantikan dalam waktu singkat.

Bahan bakar biomassa hadir sebagaisumber energi alternatif untukmengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.

3. Mengurangi PolusiEnergi biomassa biasa mengurangi polusi dalam berbagai cara:

Pertama-tama biomassa menggunakan limbah untuk kemudian mengubahnya

menjadi sumber energi. Hal ini akan mengurangi jumlah sampah yang

menjadi sumber berbagai pencemaran dan masalah lainnya.

Pemanfaatan biomassa juga membantu mengurangi kadarmetana yang

dilepas karena dekomposisi bahan organik ke udara. Metana diketahui

merupakan gas yang menyebabkan efek rumah kaca dan dengan demikian

sangat berbahaya bagi lingkungan. Dengan menggunakan limbah organik

sebagai sumber biomassa maka masalah tersebut menjadi terpecahkan. Begitu

juga, menanam tanaman yang digunakan sebagai bahan baku biomassa akan

memperbanyak konsentrasi oksigen sekaligus mengurangi emisi karbon

dioksida.


15/17

15

Kekurangan Biomassa1. Mahal

Kelemahan listrik biomassa (misalnya) adalah bahwa energi tersebut sangat

mahal untuk diproduksi. Dibutuhkan banyak sumber daya untuk mengubah

bahan baku biomassa menjadi sumber energi yang bias digunakan. Biaya

produksi energi biomassa masih lebih tinggi dibandingkan biaya produksi

bahan bakar fosil. Berbagai riset harus terus dilakukan untuk menekan biaya

sehingga menjadi energi biomassa lebih ekonomis.

2. Sumber terbatasMeskipun merupakan sumber energi terbarukan, mendapatkan bahan

biomassa bias cukup sulit. Tanaman tertentu. Misalnya: tidaktumbuh setiap

tahun. Proses pemanenan (harvesting) serta pengelolahan juga membutuhkan

lebih banyak sumber daya dan energi.

3. Penyebab polusiBiomassa memang dikenal mampu mengurangi efek rumah kaca dengan

mengontrol produksi metana. Hanya saja, jika tanaman dibakar langsung,

maka aktivitas ini juga akan melepaskan gas rumah kaca sama seperti yang

diemisikan oleh bahan bakar fosil.


16/17

16

Kesimpulan

Energi berbasis biomassa berpotensi besar dalam mendukung pasokan energi

yang berkelanjutan di masa mendatang. Meskipun demikian, pengembangannya

harus dirancang sedemikian rupa sehingga berefek positif terhadap pembangunan

sosial ekonomi masyarakat dan di pihak lain juga tidak berdampak negatif terhadap

lingkungan.

Semua teknologi konversi biomassa menjadi energi bisa diterapkan di

Indonesia, dengan pengembangan disesuaikan dengan besaran supply biomassa,

teknologi yang telah dikuasai, ketersediaan anggaran dan jenis produk yang

dibutuhkan pasar di masing-masing daerah.

Alternatif teknologi konversi dalam mengantisipasi kelangkaan BBM

misalnya, akan lebih tepat bila teknologi gasifikasi dan proses anaerobik yang

diterapkan; selain lebih efisien, produknya pun berupa bahan bakar gas yang dapat

digunakan sebagai sumber panas, dan bahan bakar kendaraan.

Dalam konteks global, untuk mereduksi gas rumah kaca dalam jangka

panjang, pasokan biomassa yang stabil dan berkelanjutan merupakan tuntutan mutlak

bagi pengembangan energi biomassa. Dengan demikian struktur insentif dalam

pengelolaan hutan yang berkelanjutan diciptakann secara kompetitif


17/17

17

DAFTAR PUSTAKA

M. Th. Kristiati. 2011. Sumber Energi Penghasil Listrik. Listrik Tenaga

Biomassa. Yogyakarta

Karman, Joni. 2012. Teknologi dan Proses Pengolahan Biomossa. Bandung

Kadir, Abdul. 2005. Energi: sumber daya, inovasi, tenaga listrik. Penerbit UI-

Pres. Jakarta

Sofyan, Putra. 2011. Cara membuat bahan bakar nabati dari tanaman.

Jakarta

Pemanfaatan Biomasa Yang Paling Umum Adalah Untuk Memproduksi Panas

Documents

Transcript of Pemanfaatan Biomasa Yang Paling Umum Adalah Untuk Memproduksi Panas