Biomassa adalah bahan organik yang
dihasilkan melalui pross fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh
biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, ubi, limbah pertanian,
limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer
serat, bahan pangan, pakan ternak, miyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya,
biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Umum yang digunakan
sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan
limbah setelah diambil produk primernya.
Sumber energi biomassa mempunyai beberapa
kelebihan antara lain merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable)
sehingga dapat menyediakan sumber energi secara berkesinambungan (suistainable).
Di Indonesia, biomassa merupakan sumber daya alam yang sangat penting dengan
berbagai produk primer sebagai serat, kayu, minyak, bahan pangan dan lain-lain
yang selain digunakan untuk memenuhi kebutuhan domestik juga diekspor dan
menjadi tulang punggung penghasil devisa negara.
2. BIOMASSA
SEBAGAI SUMBER ENERGI
Potensi biomassa di Indonesia yang bisa
digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. Limbah yang berasal
dari hewan maupun tumbuhan semuanya potensial untuk dikembangkan. Tanaman pangan
dan perkebunan menghasilkan limbah yang cukup besar, yang dapat dipergunakan
untuk keperluan lain seperti bahan bakar nabati. Pemanfaatan limbah sebagai
bahan bakar nabati memberi tiga keuntungan langsung. Pertama, peningkatan
efisiensi energi secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada
limbah cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan. Kedua,
penghematan biaya, karena seringkali membuang limbah bisa lebih mahal dari pada
memanfaatkannya. Ketiga, mengurangi keperluan akan tempat penimbunan sampah
karena penyediaan tempat penimbunan akan menjadi lebih sulit dan mahal,
khususnya di daerah perkotaan.
Selain pemanfaatan
limbah, biomassa sebagai produk utama untuk sumber energi juga akhir-akhir ini
dikembangkan secara pesat. Kelapa sawit, jarak, kedelai merupakan beberapa
jenis tanaman yang produk utamanya sebagai bahan baku pembuatan biodiesel.
Sedangkan ubi kayu, jagung, sorghum, sago merupakan tanaman-tanaman yang
produknya sering ditujukan sebagai bahan pembuatan bioethanol.
3. PRINSIP
PEMBAKARAN BAHAN BAKAR
Prinsip pembakaran bahan bakar
sejatinya adalah reaksi kimia bahan bakar dengan oksigen (O). Kebanyakan bahan
bakar mengandung unsur Karbon (C), Hidrogen (H) dan Belerang (S). Akan
tetapi yang memiliki kontribusi yang penting terhadap energi yang dilepaskan
adalah C dan H. Masing-masing bahan bakar mempunyai kandungan unsur C dan
H yang berbeda-beda.
Proses pembakaran terdiri dari dua jenis yaitu pembakaran lengkap (complete
combustion) dan pembakaran tidak lengkap (incomplete combustion).
Pembakaran sempurna terjadi apabila seluruh unsur C yang bereaksi dengan oksigen
hanya akan menghasilkan CO2, seluruh unsur H menghasilkan H2O
dan seluruh S menghasilkan SO2. Sedangkan pembakaran tak sempurna
terjadi apabila seluruh unsur C yang dikandung dalam bahan bakar bereaksi dengan
oksigen dan gas yang dihasilkan tidak seluruhnya CO2.
Keberadaan CO pada hasil pembakaran menunjukkan bahwa pembakaran berlangsung
secara tidak lengkap.
Jumlah
energi yang dilepaskan pada proses pembakaran dinyatakan sebagai entalpi
pembakaran yang merupakan beda entalpi antara produk dan reaktan dari proses
pembakaran sempurna. Entalpi pembakaran ini dapat dinyatakan sebagai
Higher Heating Value (HHV) atau Lower Heating Value (LHV).
HHV diperoleh ketika seluruh air hasil pembakaran dalam wujud cair sedangkan LHV
diperoleh ketika seluruh air hasil pembakaran dalam bentuk uap.
Pada
umumnya pembakaran tidak menggunakan oksigen murni melainkan memanfaatkan
oksigen yang ada di udara. Jumlah udara minimum yang diperlukan untuk
menghasilkan pembakaran lengkap disebut sebagai jumlah udara teoritis (atau
stoikiometrik). Akan tetapi pada kenyataannya untuk pembakaran lengkap
udara yang dibutuhkan melebihi jumlah udara teoritis. Kelebihan
udara dari jumlah udara teoritis disebut sebagai excess air yang umumnya
dinyatakan dalam persen. Parameter yang sering digunakan untuk
mengkuantifikasi jumlah udara dan bahan bakar pada proses pembakaran tertentu
adalah rasio udara-bahan bakar. Apabila pembakaran lengkap terjadi
ketika jumlah udara sama dengan jumlah udara teoritis maka pembakaran disebut
sebagai pembakaran sempurna.
4. PEMANFAATAN
ENERGI BIOMASSA
Agar
biomassa bisa digunakan
sebagai bahan bakar maka diperlukan teknologi untuk mengkonversinya. Terdapat
beberapa teknologi untuk konversi biomassa, dijelaskan pada Gambar 2. Teknologi
konversi biomassa tentu saja membutuhkan perbedaan pada alat yang
digunakan untuk mengkonversi biomassa dan menghasilkan perbedaan bahan bakar
yang dihasilkan.
Secara umum teknologi konversi
biomassa menjadi bahan bakar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu pembakaran
langsung, konversi termokimiawi dan konversi biokimiawi. Pembakaran
langsung merupakan teknologi yang paling sederhana karena pada umumnya biomassa
telah dapat langsung dibakar. Beberapa biomassa perlu dikeringkan terlebih
dahulu dan didensifikasi untuk kepraktisan dalam penggunaan. Konversi
termokimiawi merupakan teknologi yang memerlukan perlakuan termal untuk memicu
terjadinya reaksi kimia dalam menghasilkan bahan bakar. Sedangkan konversi
biokimiawi merupakan teknologi konversi yang menggunakan bantuan mikroba dalam
menghasilkan bahan bakar.
5.
PEMANFAATAN ENERGI BIOMASSA
5.1.
Biobriket
Briket adalah salah satu
cara yang digunakan untuk mengkonversi
sumber energi biomassa ke bentuk biomassa lain dengan cara dimampatkan sehingga
bentuknya menjadi lebih teratur. Briket yang terkenal adalah briket batubara
namun tidak hanya batubara saja yang bisa di bikin briket. Biomassa lain seperti
sekam, arang sekam, serbuk gergaji, serbuk kayu, dan limbah-limbah biomassa yang
lainnya. Pembuatan briket tidak terlalu sulit, alat yang digunakan juga tidak
terlalu rumit. Di IPB terdapat banyak jenis-jenis mesin pengempa briket
mulai
dari yang manual, semi mekanis, dan yang memakai mesin. Adapun cara untuk
membuat biobriket secara semi mekanis disajikan dalam bentuk video.
5.2. Gasifikasi
Secara sederhana, gasifikasi biomassa dapat
didefinisikan sebagai proses konversi bahan selulosa dalam suatu reaktor
gasifikasi (gasifier) menjadi bahan bakar. Gas tersebut dipergunakan
sebagai bahan bakar motor untuk menggerakan generator
pembangkit listrik.
Gasifikasi merupakan salah satu alternatif dalam rangka program penghematan dan
diversifikasi energi. Selain itu gasifikasi akan membantu mengatasi masalah
penanganan dan pemanfaatan limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan.
Ada tiga bagian utama perangkat gasifikasi, yaitu : (a) unit pengkonversi bahan
baku (umpan) menjadi gas, disebut reaktor gasifikasi atau gasifier, (b)
unit pemurnian gas, (c) unit pemanfaatan gas.
pembangkit listrik.
Gasifikasi merupakan salah satu alternatif dalam rangka program penghematan dan
diversifikasi energi. Selain itu gasifikasi akan membantu mengatasi masalah
penanganan dan pemanfaatan limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan.
Ada tiga bagian utama perangkat gasifikasi, yaitu : (a) unit pengkonversi bahan
baku (umpan) menjadi gas, disebut reaktor gasifikasi atau gasifier, (b)
unit pemurnian gas, (c) unit pemanfaatan gas.
Pirolisa adalah penguraian biomassa (lysis) karena panas (pyro)
pada suhu yang lebih dari 150oC. Pada proses pirolisa terdapat
beberapa tingkatan proses, yaitu pirolisa primer dan pirolisa sekunder. 
Pirolisa
primer adalah pirolisa yang terjadi pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisa
sekunder adalah pirolisa yang terjadi atas partikel dan gas/uap hasil pirolisa
primer. Penting diingat bahwa pirolisa adalah penguraian karena panas,
sehingga keberadaan O2 dihindari pada proses tersebut karena akan
memicu reaksi pembakaran.
Pirolisa
primer adalah pirolisa yang terjadi pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisa
sekunder adalah pirolisa yang terjadi atas partikel dan gas/uap hasil pirolisa
primer. Penting diingat bahwa pirolisa adalah penguraian karena panas,
sehingga keberadaan O2 dihindari pada proses tersebut karena akan
memicu reaksi pembakaran.
5.4. Liquification
Liquification
merupakan proses perubahan wujud dari gas ke cairan dengan proses kondensasi,
biasanya melalui pendinginan, atau perubahan dari padat ke cairan dengan
peleburan, bisa juga dengan pemanasan atau penggilingan dan pencampuran dengan
cairan lain untuk memutuskan ikatan. Pada bidang energi liquification tejadi pada
batubara dan gas menjadi bentuk cairan untuk menghemat transportasi dan
memudahkan dalam pemanfaatan.
5.5. Biokimia
Pemanfaatan energi biomassa
yang lain adalah dengan cara proses biokimia.
Contoh proses yang termasuk ke dalam proses biokimia adalah hidrolisis,
fermentasi dan an-aerobic digestion. An-aerobic digestion adalah penguraian
bahan organik atau selulosa menjadi CH4 dan gas lain melalui proses
biokimia. Adapun tahapan proses anaerobik digestion adalah diperlihatkan pada
Gambar .
yang lain adalah dengan cara proses biokimia.
Contoh proses yang termasuk ke dalam proses biokimia adalah hidrolisis,
fermentasi dan an-aerobic digestion. An-aerobic digestion adalah penguraian
bahan organik atau selulosa menjadi CH4 dan gas lain melalui proses
biokimia. Adapun tahapan proses anaerobik digestion adalah diperlihatkan pada
Gambar .
Selain anaerobic digestion, proses
pembuatan etanol dari biomassa tergolong dalam konversi biokimiawi.
Biomassa yang kaya dengan karbohidrat atau glukosa dapat difermentasi sehingga
terurai menjadi etanol dan CO2. Akan tetapi, karbohidrat harus
mengalami penguraian (hidrolisa) terlebih dahulu menjadi glukosa. Etanol
hasil fermentasi pada umumnya mempunyai kadar air yang tinggi dan tidak sesuai
untuk pemanfaatannya sebagai bahan bakar pengganti bensin. Etanol ini
harus didistilasi sedemikian rupa mencapai kadar etanol di atas 99.5%.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
just write!