BAB IPENDAHULUAN

1.1.Latar BelakangKrisis energi yang melanda dunia, khususnya energi non konvensional seperti bahan bakar fosil, menjadi topik hangat yang sedang diperbincangkan. Tak bisa dipungkiri lagi bahwa bahan bakar fosil merupakan bahan bakar yang tidak dapat diperbaharui dan semakin terbatas ketersediaannya. Selain itu, harganya yang semakin naik disebabkan kelangkaan membuat bahan bakar fosil dinilai sudah tidak ekonomis dan membutuhkan sumber energi alternatif. Biomassa adalah sumber energi terbarukan yang mengacu pada bahan biologis yang berasal dari organisme yang belum lama mati (dibandingkan dengan bahan bakar fosil). Sumber-sumber biomassa yang paling umum adalah bahan bakar kayu dan limbah. Biomassa merupakan sumber energi terbarukan karena tanaman dapat kembali tumbuh pada lahan yang sama dan belum dimaksimalkan pemanfaatannya.

1.2.Identifikasi Masalah- Proses mendapatkan energi dari limbah biomassa- Cara membuat biomassa menjadi pembangkit listrik

1.3.Tujuan Percobaan- Memahami proses konversi energi Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa- Mengetahui jenis-jenis Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian BiomassaSemua wilayah di Indonesia sesungguhnya menyimpan potensi besar bagi pembangkitan listrik atau energi terbarukan (renewable energy) dari kekayaan biomassanya. Material biomassa (dari tumbuhan hidup dan baru mati), material yang berasal dari hewan dan tumbuhan ada di semua wilayah, kendati berbeda jumlah dan kualitasnya. Bahkan, sebagai negara di khatulistiwa, Indonesia adalah negara terkaya pemilik biomassa di dunia.Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses 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). 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.

Gambar 3.1. Limbah Biomassa2.2. Biomassa Sebagai Sumber EnergiPotensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. Sumber energi biomassa mempunyai beberapa kelebihan antara lain merupakan sumber energi yang dapat diperbaharui (renewable) sehingga dapat menyediakan sumber energi secara berkesinambungan (suistainable). Umum yang digunakan sebagai bahan bakar adalah biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk primernya. 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: 1. Peningkatan efisiensi energi secara keseluruhan karena kandungan energi yang terdapat pada limbah cukup besar dan akan terbuang percuma jika tidak dimanfaatkan. 2. Penghematan biaya, karena seringkali membuang limbah bisa lebih mahal dari pada memanfaatkannya. 3. 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.

2.3. Pemanfaatan Energi BiomassaAgar biomassa bisa digunakan sebagai bahan bakar maka diperlukan teknologi untuk mengkonversinya. Terdapat beberapa teknologi untuk konversi biomassa. Teknologi konversi biomassa tentu saja membutuhkan perbedaan pada alat yang digunakan untuk mengkonversi biomassa dan menghasilkan perbedaan bahan bakar yang dihasilkan.

Gambar 3.2. Teknologi Konversi Biomassa

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. Pemanfaatan energi Biomassa dapat dibagi sebagai berikut:

a. BiobriketBriket 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. b. GasifikasiSecara 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: - unit pengkonversi bahan baku (umpan) menjadi gas, disebut reaktor gasifikasi atau gasifier, - unit pemurnian gas, - unit pemanfaatan gas. c.PirolisaPirolisa 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.d. LiquificationLiquification 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.e. BiokimiaPemanfaatan 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. 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%.

2.4. Sistem Pembangkit Listrik Tenaga BiomassaTerdapat beragam jenis Pembangkit dalam pemanfaatan Biomassa,a. Teknologi berbasis Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Sistem-sistem yang diperlukan:- Sistem Boiler- Sistem Turbin- Sistem Generator- Sistem Penanganan Bahan Bakar- Sistem Pengolahan Air Umpan- Sistem Daur Ulang Air Kondensar- Sistem Sirkulasi Air Pendingin- Sistem Distribusi Listrik- Sistem Pengendalian PembangkitSecara Filosofi dan Teknis, teknologi pembangkit ini berbeda dalam hal:- Bahan Bakar yang digunakan - Pola Kondensasi Steam keluaran Turbin- Pola Pengoperasiannya

Gambar 3.3. Siklus Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa berbasis teknologi PLTU

Teknologi berbasis PLTU ini menggunakan bahan bakar berupa tandan kosong kelapa sawit

b. Sebagai Bahan Bakar BiometanaCara kerjanya adalah fermentasi aneka bahan biomassa yang telah memenuhi syarat (ukuran halus, C/N ratio ~ 30, PH 6,5- 7,5, memiliki perbandingan tertentu kadar kering terhadap air) dalam digesteratas segala jenis biomassa (limbah pertanian, perkebunan, peternakan, perikanan, gulma air eceng gondok dan ganggang maupun sampah organik) akan menghasilkan biogas. Pada dasarnya, tiap 1 ton biomassa akan hasilkan 40 m3 biometan, dengan kapasitas membangkitkan besaran daya listrik setara dengan 40 KWH. Ketersediaan bahan baku (biomassa, sampah, kotoran ternak) menentukan besaran ukuran digester dan generator. Setelah dilewatkanpemurnian, biogas akan menjadibiometan(biogas murni dari kandungan pengotor H2S, Amoniak, sedikit H2O).Biometan RNG, berkualitas hampir setara denganCompressed Natural Gas (CNG), memiliki sifat dapatdikompresike dalam tabung bertekanan denganpompa kompresor pengisian(filling pumps), dapat dialirkan ke jarak jauh oleh dorongan kompresor khususserta memiliki kalori tinggi. Biometan juga sangat efektif dan bersaing ketika digunakan sebagai bahan bakar pengganti BBM padagenerator listrik (genset biogas). Biometan RNG memiliki keluasan dalamaplikasi. Disamping memilki lumpur sisa fermentasi sebagai pupuk organik, biometan RNG juga sangat bersaing ketika diaplikasikan sebagai sumber energi panas (kompor, burner,pengganti asetilin brander las), bahan bakarpenggerak (engine)serta bahan bakargenerator listrik.Ketersediaan bahan baku pembangkitan biometan RNG juga dapat diusahakan tanpa tergantung secara mutlak kepada faktor alam (angin, hujan, mendung, debit air sungai) sebagaimana halnya pada pembangkit berbasis surya, angin, dan air.Dengan fermentasi, semua jenis limbah organik (pertanian, perkebunan, peternakan dan kotoran ternak hingga sampah organik), gulma kebun (alang-alang, rumput gajah, serasah dan perdu) dan gulma perairan (eceng gondok, alga, ganggang laut) maupun limbah industri pengolahan hasil pertanian atau, kemudian disebut biomassa, di dalam alat kedap udara yang disebutdigester,secara alami akan dihasilkanbiogas dan pupuk organik. Gas, yang kemudian dialirkan kedalamalat pemurnian (purifikasi atau methan purifier)dari kandungan impurites ( H2S, Amoniak, CO2), akan menjadi murni (CH4> 70 %) yang kemudian dikatagorikan sebagai biometan RNG.Pemurnian biogas (biogas purifier)ditujukan bagi upaya menaikkan efisiensi kalor agar berkualitas dalam penggunaannya menjadi bahan bakar gas terbarukan ( renewable natural gas RNG). Biometan RNG adalah bahan bakarpembangkitan listrik ( generator set), menjadi sumber energi menjalankan perangkat elektrik (modifikasi) sepertilampu petromax, penanak nasi elektrik (rice cooker),engine statis,generator setmaupunkompor/burner.Alat pemurnian terbuat dari tabung dengan pilihan bahan PVC maupun logam stainless, berisi kantong pellet penyerap (absorbers) CO2, H2S, amoniak dan H2O untuk memurnikan biogas menjadi murni biometan (CH4). Prinsip kerja alat pemurnian biogas ini adalah peran pellet penyerap (absorbers) yang terbuat dari campuran aneka mineral tambang yang teraktivasi dan termodifikasi larutan kimia, antara lain dengan basa kuat NaOH. Pellet penyerap pada tabung dapat diganti ( refill ) per setiap 2 (dua) bulan pemakaian. Alatpemurni metan (stainless steel)berkemampuan menahan tekanan gas hingga 10,5 bar, sementara itu dariPVCcukup bagi tekanan maksimal 1,5 bar.Pemurnian biogas (methane purifier) berkemampuan menaikan efisiensi kalori serta menaikan atau menambah besaran komposisi metan antara 4 % hingga 20 % dibanding sebelumnya, dan bersaman dengan itu menurunkan kandungan CO2, H2O dan H2S. Pellet penyerap (absorbers) dapat diganti ulang (refill) atau, lebih murah lagi, diregenerasi (pakai ulang) dengan cara direndam dalam air ( aquades) untuk maksimal 2 x atau setara dengan penggunaan 1 (satu) tahun. Pellet penyerap (absorbers) isi ulang (refill)dengan dosis 2,5 kg bagi pemurnian 4 m3/ hari selama 60 hari.Memperoleh biogas murni atau biometan RNG dimulai sejak pemilihan bahan baku ( melakukan kalkulasi C/N ratio dan memastikan subtract berukuran halus melalui penggunaan pencacah dan pompa cerna/ grinder pumps), penggunaan aktivator bakteri metagenesispembangkit metan, pemilihanbak cerna atau reaktor (digester) yang menjamin terpeliharanya suhu, PH, komposisi air terhadap material padat dan populasi bakter. Untuk mencapainya, digester dilengkapi alat monitoring suhu dan PH berikut processor (controlled) guna mengatur kerja pompa lumpur ( submersible pumps) dalam reaktor melakukan sirkulasi. Dengan pemahaman akan manfaat biometan RNG ( kandungan CH4 mendekati 100 %) serta perananalat pemurnian biogas, serta merta akan menempatkan sampah dan biomassa sebagai bahan bakupembangkitan energi.yang bernilai ekonomi. Selanjutnya, sampah dan biomassa akan mengikuti mekanisme ekonomi, yang selama ini sering dianggap masalah, akan menjadi sumberdaya ekonomi baru masa depan.

2.5. Keuntungan Energi BiomassaSistem bioenergi menawarkan kemungkinan yang nyata untuk mengurangi emisi gas rumah kaca karena potensi besar untuk menggantikan bahan bakar fosil dalam produksi energi. Biomassa mengurangi emisi dan meningkatkan penyerapan karbon sejak dilakukan budidaya pada tanaman rotasi pendek atau pada hutan lahan pertanian yang menumpuk karbon dalam tanah.Bioenergi biasanya memberikan sebuah efek pencegahan yang tak dapat dihindari (irreversible mitigation effect) dengan mengurangi karbon dioksida pada sumbernya, tapi mungkin memancarkan lebih banyak karbon per unit energi daripada bahan bakar fosil atau juga terkecuali pada bahan bakar biomassa yang dihasilkan tidak berkelanjutan. Biomassa dapat memainkan peran utama dalam mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil dengan memanfaatkan teknologi konversi termo kimia. Selain itu, peningkatan pemanfaatan bahan bakar berbasis biomassa akan berperan dalam menjaga lingkungan, membuka kesempatan kerja baru, pembangunan berkelanjutan dan peningkatan kesehatan di daerah pedesaan.Perkembangan teknologi pendayagunaan biomassa yang efisien, perbaikan sistem pertanian- kehutanan dan pembentukan pembangkit listrik berbasis biomassa skala kecil dan dapat memainkan peran utama dalam pembangunan pedesaan. Energi biomassa juga bisa membantu dalam modernisasi ekonomi pertanian.Jika dibandingkan dengan energi angin dan matahari, pembangkit biomassa mampu memberikan hal-hal penting dan bahan baku yang dapat diandalkan. Tanaman biomassa memberikan keragaman bahan bakar, yang melindungi masyarakat dari bahan bakar fosil. Karena energi biomassa menggunakan bahan bakar diproduksi di dalam negeri, listrik biomassa sangat mengurangi ketergantungan kita pada sumber energi asing dan meningkatkan keamanan energi nasional.Sejumlah besar energi yang dikeluarkan dalam budidaya dan pengolahan tanaman seperti tebu, kelapa, dan beras yang dapat dipenuhi dengan memanfaatkan residu kaya energi untuk produksi listrik. Integrasi gasifiers biomassa berbahan bakar di pembangkit listrik tenaga batu bara akan menguntungkan dalam hal peningkatan fleksibilitas dalam menanggapi fluktuasi ketersediaan biomassa dan biaya investasi yang lebih rendah. Pertumbuhan industri bioenergi juga dapat dicapai dengan meletakkan lebih menekankan pada kekuatan pemasaran hijau.

DAFTAR PUSTAKA

Energi Listrik dan Pertanian. -. Bab III. Energi Biomassa. http://web.ipb.ac.id/~tepfteta/elearning/media/Energi%20dan%20Listrik%20Pertanian/MATERI%20WEB%20ELP/Bab%20III%20BIOMASSA/indexBIOMASSA.htm (diakses 21 Mei 2014 pukul 06.35)

IndoEnergi. 2012. Pengertian Biomassa. http://www.indoenergi.com/2012/04/pengertian-biomassa.html

kencanaonline.com. -. Pembangkit Listrik Biomassa (PLTBM). http://kencanaonline.com/index.php?route=product/category&path=18 (diakses 21 Mei 2014 pukul 06.45)

kencanaonline.com. -. Biogas Murni dan Bioelektrik. http://kencanaonline.com/index.php?route=product/category&path=70 (diakses 21 Mei 2014 pukul 06.20)