5/8/2013

1

Kehidupan

Energi

Manusia

Sumber-sumber

Energi

Tidak dapat didaur ulang

(Non-Renewable)

Fosil

Nuklir

Dapat didaur ulang

(Renewable)

Biomassa

Surya

Laut

Mikrohidr

o

Angin

5/8/2013

2

Minyak

Bumi

Batubara Gas Alam

Polusi

Tidak dapat didaur ulang

Sumber terbatas

Energi Surya Energi Angin

Energi Laut Energi Air (Hydro)

Energi Alternatif 1: Energi surya

Memungkinkan terjadinya siklus Hidrologi

5/8/2013

3

Fotosintesis

Aktivitas Manusia

Aktivitas Manusia

Aktivitas Manusia

5/8/2013

4

Teknologi Energi

Teknologi Energi

Teknologi Energi

5/8/2013

5

5/8/2013

6

Teknologi

Energi Surya

Thermal

Photovoltaic

Efek fotolistrik adalah pengeluaran elektron dari suatu permukaan (biasanya logam) ketika dikenai, dan menyerap, radiasi elektromagnetik (seperti cahaya tampak dan radiasi ultraungu) yang berada di atas frekuensi ambang tergantung pada jenis permukaan.

5/8/2013

7

5/8/2013

8

5/8/2013

9

Energi Alternatif 2: Energi Mikrohidro

Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan teknologi yang memanfaatkan aliran air sebagai tenaga untuk memutar turbin dan dinamo atau generator sehingga menghasilkan energi listrik kurang dari 100 kW

5/8/2013

10

Energi Potensial

Ep = m.g.h

Ep : energi potensial (J)

m : massa (kg)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

h : head/ketinggian (m)

ght

m

t

E P Q g h

P : daya (Watt)

ρ : massa jenis (kg/m3)

Q : debit (m3/s)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

h : head/ketinggian (m)

5/8/2013

11

Adalah bangunan untuk mengambil air dari sungai yang akan digunakan untuk pembangkit listrik mikrohidro

5/8/2013

12

5/8/2013

13

5/8/2013

14

5/8/2013

15

5/8/2013

16

5/8/2013

17

Energi Alternatif 3: Energi angin

5/8/2013

18

5/8/2013

19

5/8/2013

20

Energi Alternatif 4: Bioenergi

• Bioenergi adalah energi yang diekstrak dari biomasa, biomasa adalah bahan bakar dan bioenergi adalah energi yang terkandung dalam biomasa

• Di seluruh dunia, biomassa merupakan sumber energi terbesar keempat setelah batubara, minyak, dan gas alam - diperkirakan sekitar 14% dari energi primer global (dan jauh lebih tinggi di banyak negara berkembang).

Minyak merupakan sumber daya yang langka

Negara menjadi lebih dan lebih tergantung pada impor minyak yaitu minyak dari negara lain semakin meningkat

Efek rumah kaca pengurangan emisi CO2

Biomassa dapat menyediakan sebagian besar pasokan energi

Keberlanjutan: sumber energi bersih dan terbarukan

Ketersediaan: pengembangan bioenergi dapat meningkatkan akses terhadap energi di daerah pedesaan

Fleksibilitas: bioenergi dapat memberikan daya, panas dan transportasi

Bioenergi dapat berkontribusi untuk diversifikasi energi bauran, ada berbagai bahan baku untuk bioenergi dan semua negara dapat bergantung pada beberapa sumber dalam negeri

5/8/2013

21

Mitigasi perubahan iklim - bioenergi dapat secara signifikan mengurangi gas rumah kaca (GRK) dibandingkan dengan bahan bakar fosil

Diversifikasi mata pencaharian pedesaan - di sektor energi, dan penggunaan jasa energi baru yang tersedia - memfasilitasi pengembangan pedesaan

Pengurangan degradasi lahan khususnya melalui penanaman bahan baku bioenergi abadi

0.000

500.000

1,000.000

1,500.000

2,000.000

2,500.000

3,000.000

3,500.000

4,000.000

4,500.000

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

Pertumbuhan Penduduk dan Konsumsi Energi

Populasi

kWh/person

Pemerintah sedang gencar melaksanakan program PLTU 1000 MW dengan bahan bakar batu bara

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

2005 2010 2015 2020 2025

22.6 25

42

62

82

Kebutuhan Batubara (juta ton)

Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN

5/8/2013

22

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2005 2010 2015 2020 2025

Emisi CO2, SO2, NO2, dan PM

CO2 (juta ton)

SO2 (ribu ton)

NO2 (ribu ton)

PM (ribu ton)

Solid Waste (ribu ton)

Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

2005 2010 2015 2020 2025

Emisi Logam (ton)

As

Co

Cr

Cu

Hg

Ni

Pb

Th

U

Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN

Biodiesel

Bioethanol

5/8/2013

23

Ethanol yang berasal dari bahan-bahan pertanian

Berbentuk cair, jernih, bau kuat, larut dalam bensin, nilai oktan tinggi

Bioethanol dapat diproduksi dengan 3 cara

Gula

Gula

Pati Selulosa /

Hemiseslulosa

Gula

ETHANOL

Pada umumnya menggunakan molasses (limbah permurnian gula) produksi ethanol tidak dalam skala besar Reaksi utama adalah Fermentasi

C6H12O6

Gula (e.g.:-glucose)

yeast 2 C2H5OH

ethanol

+ 2 CO2

carbon dioxide

5/8/2013

24

Bahan Baku Kandungan gula dalam

bahan Baku

Jumlah Hasil

Konversi

Pebandingan bahan baku dan

Bioethanol Jenis Konsumsi

(Kg) (Kg) (liter)

Ubi Kayu 1000 250 – 300 166.6 6.5 : 1

Ubi Jalar 1000 150 – 200 125 8 : 1

Jagung 1000 600 – 700 200 5 : 1

Sagu 1000 120 – 160 90 12 : 1

Tetes 1000 500 250 4 : 1

Sumber: Nurdyastuti I., 2006

Fungsi: Menghancurkan singkong

Hopper Silinder pemarut

Outlet Diesel

Suhu proses: 95 – 130 oC

Kelengkapan: pemanas, kontrol suhu otomatis, pengaduk.

Dinding dibuat berlapis

Bahan kimia tambahan:

enzim alfa amilase

gluko amilase

5/8/2013

25

Fermentor merupakan wadah dimana proses perubahan gula menjadi alcohol dengan bantuan yeast.

Proses fermentasi harus berlangsung dalam kondisi steril dan suhu berkisar 32 oC.

Berfungsi untuk memisahkan ethanol dari air berdasarkan perbedaan titik didih

Untuk mendapatkan tingkat kemurnian ethanol yang tinggi (untuk memenuhi standar bahan akar) destilasi dilakukan secara bertingkat

5/8/2013

26

Biodiesel

5/8/2013

27

Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif untuk mesin diesel. Keuntungan:

• Dapat diperbaharui, • Tidak beracun dan biodegradable atau jauh lebih

mudah terurai oleh mikroorganisme dibandingkan minyak mineral.

• Dapat digunakan secara langsung untuk mesin diesel tanpa memerlukan modifikasi.

• Memiliki efek pelumas tinggi sehingga mesin awet

Reaksi Transesterifikasi

Minyak dengan kandungan FFA tinggi. FFA

tinggi memicu pembentukan sabun, sabun menyulitkan proses separasi.

Keberadaan FFA dg nilai asam < 1.5 dapat diabaikan

Solusi : ◦ Saponifikasi : RCOOH+KOH→RCOOK+H2O

◦ Esterifikasi:

Kadar air minyak harus < 1 %. Keberadaan air akan menimbulkan sabun dan meningkatkan FFA harus dievaporasi dulu

5/8/2013

28

Proses secara konvensional

• 20 % methanol dicampur dengan katalis (KOH 3.5 gr / liter minyak) menghasilkan metoksida (zat berbahaya jangan kena kulit atau terhirup)

• Minyak yang telah di treatment di campur dengan metoksida pada suhu 580C – 65 oC selama 60 menit dalam kondisi kedap udara (sehingga methanol tidak menguap)

Hasil transesterifikasi diendapkan selama 8jam untuk memisahkan ester dan gliserin

Reaksi transesterifikasi yang tidak sempurna mengakibatkan masih adanya zat antara yaitu digliserida dan monogliserida (Zat ini menyebabkan kualitas biodiesel rendah dan emulsifikasi selama pencucian)

Ester yang dihasilkan masih mengandung kontaminan (sisa katalis, sabun, dll) sehingga harus dicuci

PRINSIP DASAR:

Mengkontakkan biodiesel dengan air sebaik

mungkin secara hati-hati

1. Pencucian Gelembung

2. Pencucian Kabut

3. Pencucian Pengaduk

Pencucian yang terlalu bergolak, akan monogliserda dan digliserida membentuk emulsi

• Lama pencucian : 8 jam

• Lama pengendapan 1 jam

• Pengulangan min 3 kali

• Pencucian selesai jika pH

air 7

Udara ke atas membawa air

mengambil sabun dan

kontaminan lain

Ketika gelembung sampai atas

pecah air turun dan

membawa lebih banyak

kontaminan

5/8/2013

29

Kelemahan Pencucian Gelembung

• Untuk wadah yang terlalu kecil pengadukan terlalu kuat

emulsifikasi (oleh adanya sabun dan mg & dg akibat

reaksi yang tidak sempurna)

Catatan: mg & dg larut dalam biodiesel, tidak ikut tercuci

dan dapat mengakibatkan korosi dan penyumbatan

injektor

• Oksidasi polimerisasi (Oksidasi memecah ikatan ganda

minyak tak jenuh membentuk hydroperoksida

polimer)

• Oksidasi hydroperoksida menyerang elasteomers

seperti seal karet

Keunggulan pencucian gelembung : murah, bahan

mudah di dapat, proses tidak memerlukan perhatian (dapat

ditinggal) • Pengadukan lebih sedikit di

banding gelembung

emulsifikasi dapat dicegah

• Memerlukan peralatan yang

lebih rumit

• Pencucian ini dapat

digabung dengan pencucian

gelembung pada akhir

proses

Prosedur:

• Pengadukan selama 5 menit

• Pengendapan selama 1 jam

• Pemisahan air dari biodiesel

• Pengulangan pencucian

Pengeringan

Tujuan: menurunkan kadar air sampai 0.05 % Metode : - Pengering biasa - Pengering vakum - Pemanasan pada biodiesel yang dikabutkan

5/8/2013

30

Nurdyastuti I, 2006, Teknologi Proses Produksi Bioethanol, http://www.oocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biindy.pdf

Pemasinghe, 2004, Bioethanol production technologies: Where are we? Where should we be?, www.sajeewa.wikispaces.com/file/view/bioethanol.ppt

Singh P., 2009, Biotechnology for Agro-Industrial Residues Utilisation, www.springerlink.com/index/u622081h1g1t685r.pdf

Sumaryono W., 2007, Technology Development in Bioethanol Production in Indonesia, www.jst.go.jp/asts/asts_j/files/ppt/20_ppt.pdf

Dan Anderson, Derek Masterson, Bill McDonald and Larry Sullivan. 2003, Industrial Biodiesel Plant Design and Engineering: Practical Experience. http://www.crowniron.com/userImages/Biodiesel.pdf