BIOMASSA: BAHAN BAKU DAN TEKNOLOGI KONVERSI UNTUK ENERGI TERBARUKAN

BIOMASSA

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

BAHAN BAKU & TEKNOLOGI KONVERSI UNTUK ENERGI TERBARUKAN (Kajian Pustaka dan Gagasan Aplikasi di Indonesia)

Syukri M Nur dan Jusri Jusuf Sangatta dan Bogor, September 2014

1

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Terimakasih kepada: • PT. BERJAYA GEMILANG ENERGI atas sponsor dan fasilitas perjalanan ke Eropa pada tanggal 1-19 Juni 2014 untuk mempelajari dan menjalin kerjasama dengan pengusaha industri Jerman, Swiss, Austria, dan Belanda di bidang energi terbarukan. • PT. COCOMAS INDONESIA atas kesediannya menggunakan konsep survei biomassa ini di enam wilayah di Provinsi Riau pada bulan September hingga Desember 2014.

Artikel ini disajikan kepada publik yang berbahasa Indonesia secara gratis untuk memperluas cakrawala dan minat pada pendayagunaan biomassa sebagai bahan baku energi terbarukan.

Kepada para pembaca yang berminat memberikan donasi untuk artikel ini, dipersilakan disampaikan kepada: PT. Insan Fajar Mandiri Nusantara melalui rekening perusahaan di Bank Mandiri Cabang Pajajaran Bogor: 133-0012474011.

Hasil donasi ini akan disampaikan kepada PAUD Insan Mandiri pendidikan anak usia dini dari kalangan masyarakat sederhana di kelurahan Tegal Lega, Bogor yang membayar biaya sekolah anaknya Rp1.000,-/hari.

Foto bersama siswa di PAUD Insan Mandiri Bogor

2

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Daftar Isi

03

Kata Pengantar

04

Daftar Gambar

-

Daftar Tabel

Daftar Lampiran

1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1.2 Tujuan

1.3 Kerangka Pikir

1.4 Ruang Lingkup Pembahasan

2 METODOLOGI PENULISAN

2.1 Pengumpulan Pustaka dari Jurnal dan Buku Acuan

2.2 Penyusunan Kerangka Tulisan

2.3 Penulisan, Revisi dan Publikasi

3 PENGERTIAN BIOMASSA

3.1 Terminologi Biomassa

3.2 Biomassa Tradisional dan Modern

3.3 Alasan Mempelajari Biomassa

3.4 Karakteristik Biomassa

3.5 Sumber-Sumber Biomassa

3.6 Mata Rantai Perencanaan Suplai Biomassa

3.7 Teknik Survei Potensi Biomassa

4 PROSES DAN TEKNOLOGI KONVERSI BIOMASSA

4.1 Proses Konversi Biomassa

4.2 Perkembangan Teknologi Konversi Biomassa

4.3 Strategi Pemilihan Teknologi Konversi Biomassa

5 EFISIENSI KONVERSI

6 BIOMASSA: PANGAN VERSUS ENERGI DAN KEBERLANJUTAN SUPLAI

6.1 Biomassa: Pangan versus Energi

6.2 Keberlanjutan Suplai Biomassa

7 LAMAN PENYEDIA INFORMASI BIOMASSA

- - 05 05 06 06 07 08 08 10 10 10 10 13 15 17 20 21 23 36 36 39 40 45 46 46 47 48 51

8 DAFTAR PUSTAKA

3

BIOENERGI NUSANTARA

P

www.bioenerginusantara.com

Pengantar

emahaman yang baik dan menyeluruh tentang biomassa akan mengantarkan anda pada sebuah kemampuan dan kearifan untuk mengelola energi terbarukan bagi kesejahteraan masyarakat. Kemampuan adalah penguasaan pilihan teknologi yang mampu mengkonversi biomassa menjadi beragam bentuk energi dengan tingkat efisiensi yang tinggi, sedangkan kearifan akan bertumpu pada strategi pengelolaan sumberdaya alam yang tidak dieksploitasi secara berlebihan hanya dengan argumentasi pemenuhan kebutuhan energi.

Pengalaman umat manusia terhadap penggunaan energi fosil (minyak bumi, gas, dan batubara) telah memberikan catatan tersendiri terhadap kerusakan lingkungan sebagai kompensasi terhadap kebutuhan energinya untuk pemanasan rumah, kenyamanan, dan transportasi serta industri. Pengalaman itu mengantarkan pada upaya mencari pilihan energi yang akrab lingkungan, dapat diperbaharui, dan terjangkau secara ekonomi. Pilihan itupun telah mengarah pada penggunaan energi yang bersumber pada energi surya, panas bumi, hidro, energi laut (gelombang laut, pasang surut, dan suhu laut), dan biomassa.

Biomassa merupakan sumber energi yang langsung terkait dengan peradaban umat manusia. Peradaban manusia itu ditandai dengan penggunaan teknologi dan ilmu pengetahuan yang semakin maju berkat penelitian dan pengembangan yang dilaksanakan oleh para peneliti.

Pemahaman tentang biomassa dapat diawali dengan pengertian, kemudian melangkah ke identifikasi tipe, sumber, karakteristik, target pengunaan, teknologi konversi, mata rantai penyediaan bahan baku mulai dari sumber hingga ke pabrik pengolahnya, strategi dan langkah taktis untuk mendayagunakan biomassa sebagai bahan baku bioenergi.

Rangkaian dan rangkuman pendapat para ahli pertanian, lingkungan dan energi terbarukan tentang keberlanjutan suplai energi juga disajikan sebagai pemikiran penting bagi pembaca dan pengambilan keputusan.

Pemikiran ini mengacu pada perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang terpublikasi melalui jurnal ilmiah, buku ajar, majalah ilmiah, dan laman dari institusi yang terkait. Aplikasi pengetahuan dan teknologi ini sudah mencapai skala industri dan komersial sehingga menjadi bahan pertimbangan penting bagi pengusaha atau mitra investasi di Indonesia untuk menanamkan modalnya di sektor energi terbarukan.

Untuk itu, melalui artikel ini akan disajikan kerangka pikir penulis dalam mempelajari biomassa sebagai sumber bahan baku energi terbarukan dan teknologi konversinya.

Diakhir tulisan ini, penulis juga menyampaikan sekilas gagasan untuk Pemerintah Daerah di Indonesia supaya mampu mendayagunakan potensi biomassanya untuk penyediaan energi seiring dengan pemenuhan pangan.

Bogor, Agustus 2014.

SMN & JJ 

4

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kebutuhan energi bagi penduduk dunia terus meningkat seiring dengan peningkatan jumlah penduduk, perkembangan industri, peningkatan sarana transportasi, serta beragam peningkatan kebutuhan terhadap kenyamanan dan gaya hidup manusia yang membutuhkan energi.

Pemenuhan terhadap energi itu sebagian besar berasal dari energi fosil, seperti minyak dan gas bumi serta batubara. Akibatnya, terjadi kelangkaan sumber energi tersebut, bahkan jika pun ada sumbernya harus dibayar mahal dengan mengorbankan kepentingan fungsi dan pelayanan lingkungan dengan investasi peralatan dan biaya operasional yang sangat mahal. Fungsi lingkungan yang harus dikorbankan jika mengeksplorasi sumber minyak dan gas adalah kehilangan fungsi hutan, pencemaran sungai dan laut, terganggunya mata rantai kehidupan dan sebagainya. Pada sisi lain tapi kasus yang sama, peningkatan investasi dan biaya operasional akan berdampak pada harga dan gas yang semakin tinggi.

Beban dan kerugian yang semakin berat dalam penyediaan energi fosil ini, telah menyadarkan manusia untuk mengalihkan sumber energinya ke energi yang ramah terhadap lingkungan dan dapat diperbaharui yaitu energi terbarukan. Ragam energi tersebut berasal dari energi matahari, angin, hidro, gelombang dan arus laut, panas bumi, serta biomassa.

Berdasarkan kajian Badan Energi Internasional (Intenational Energy Agency-IEA), pada tahun 2010, kontribusi energi terbarukan pada penyediaan energi dunia mencapai 16.7%. Kontribusi energi terbesar pada energi terbarukan berasal dari biomassa (12,4%) dengan ragam produknya adalah biomassa untuk panas, etanol, biodiesel, dan biomassa untuk listrik seperti yang disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Kontribusi penyediaan energi terbarukan untuk konsumsi energi dunia, dan peranan biomassa untuk panas, etanol, biodiesel, dan listrik

5

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Peranan biomassa ini terus bertambah sering dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi konversi dan pemanfaatan yang membawa pada peningkatan kuantitas dan kualitas produk bioenergi yang setara dengan standar bahan bakar konvensional.

1.2 Tujuan Tujuh tujuan yang hendak dicapai dari penulisan makalah ini yaitu: 1. Mempelajari fungsi dan manfaat, serta karakteristik biomassa untuk sebagai bahan baku energi terbarukan.

2. Mempelajari perbedaan manfaat atau penggunaan biomassa secara tradisional dengan modern, dan upaya mempromosikan pemikiran biomassa modern.

3. Mempelajari dan mengindentifikasi jenis tumbuhan tanaman Indonesia yang berpotensi digunakan sebagai bahan baku biomassa dan sistem mata rantai penyediaanya.

4. Mendayagunakan konsep keberlanjutan (sustainability) untuk mendukung suplai dan penggunaan biomassa sebagai bahan baku bioenergi.

5. Mempelajari ragam proses konversi biomassa menjadi produk bioenergi seperti biosolid, bio-oil, dan biogas.

6. Mempelajari ragam teknologi konversi biomassa menjadi energi terbarukan dan strategi pemilihannya.

7. Menyampaikan sumber-sumber informasi dari lembaga penelitian dan lembaga swadaya masyarakat tentang energi terbarukan berbasis biomassa.

1.3 Kerangka Pikir Kerangka pikir yang digunakan dalam penulisan makalah ini mengacu pada konsep yang digagas oleh IEA-Bioenergy (2014) seperti yang disajikan pada Gambar 2 dimana pendayagunaan biomassa sebagai energi terbarukan didukung oleh empat subsistem yang saling terkait yaitu: sumber biomassa (biomass resources), sistem suplai (supply systems), konversi (conversion), dan produk akhir (end products). Setiap subsistem penyusun mata rantai itu harus didukung secara terpadu oleh kegiatan penelitian dan kajian tentang aspek ekonomi, lingkungan, studi sistem, standar bahan bakar, neraca gas rumah kaca, batasbatas pengembangan, dan sistem pendukung manajemen keputusan.

6

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Gambar 2 . Konsep sistem aliran sumberdaya biomassa menjadi produk akhir untuk energi (diterjemahkan dari ieabioenergy.com, 2014).

1.4 Ruang Lingkup Pembahasan Ruang lingkup pembahasan akan mengacu pada kerangka pikir dengan konsentrasi pada empat subsistem yaitu:

1.4.1 Subsistem Biomassa

Sumber biomassa juga dapat diperoleh dari limbah kota atau pemukiman. Namun demikian, penggunaan limbah kota sangat memerlukan dukungan regulasi dan sarana angkut dari pemerintah daerah dan kedisiplinan warga kota untuk membuang sampah sesuai dengan aturan, waktu, dan kontribusi biayanya.

Bagian ini menyajikan informasi tentang jenis, kuantitas, dan sebaran biomassa, karakteristik biomassa dan sumber-sumber perolehan biomassa. Prioritas kajian biomassa berada di Indonesia karena telah tersedia secara alami ataupun diupayakan melalui pembangunan perkebunan, hutan tanaman industri, pertanian tanaman pangan.

7

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Pilihan untuk mendayagunakan biomassa ini adalah untuk memperkuat argumentasi bahwa Indonesia memiliki potensi besar sebagai penyedia bahkan pengekspor bahan baku bioenergi. Namun demikian, terlebih dahulu mampu mendukung pemenuhan energi nasional sebelum melakukan ekspor energi untuk tidak mengulangi pengalaman pada energi tidak terbarukan (energi fosil).

1.4.2 Subsistem Mata Rantai Penyediaan Biomassa Pada bagian ini, penulis menyajikan komponen-komponen yang menjalin mata rantai penyediaan biomassa (biomass supply chain), mulai dari kondisi biomassa berada di lapangan, diangkut dengan berbagai moda transportasi, kemudian disimpan di gudang, mengalami pra perlakukan sebelum proses atau dikonversi di pabrik, sampai dengan pengemasan biomassa tersebut sebagai produk bioenergi.

1.4.3 Subsistem Teknologi Konversi Biomassa Penjelasan prinsip-prinsip dasar konversi biomassa, kemudian pemilihan teknologi konversi yang tepat sehingga biomassa dapat digunakan sebagai bahan baku energi dan beragam produk bioenergi.

1.4.4 Subsistem Teknik Survei Potensi Biomassa Bagian ini menyajikan ringkasan teknik survei potensi biomassa di suatu wilayah. Tujuannya adalah memberikan panduan teknis yang tepat sehingga mampu mendukung realisasi industri energi berbasis pada sumberdaya yang dapat diperbarui. Panduan itu terutama pada kriteria lembaga dan personil yang terlibat dalam survei tersebut, serta penguatan metodologi survei sehingga mampu mengidentifikasi masalah dan solusi setiap mata rantai penyediaan bahan baku dan pengolahan biomassa.

2. METODOLOGI PENULISAN Metodologi Penulisan makalah ini menggunakan tiga tahap yaitu (1) pengumpulan pustaka dan informasi dari berbagai jurnal ilmiah, buku ajar, dan laman digital; (2) Penyusunan Kerangka Tulisan; (3) Penulisan dan Revisi, serta publikasi.

2.1 Pengumpulan Pustaka dari Jurnal dan Buku Acuan Lima bentuk pustaka yang dikumpulkan dan jadikan bahan dalam penulisan makalah ini yaitu: (1) buku acuan (handbook); (2) artikel ilmiah dari jurnal terakreditasi internasional; (3) Laporan penelitian; dan (4) majalah ilmiah atau majalah yang terkait; serta (5) informasi yang disampaikan oleh lembaga internasional bidang energi terbarukan melalui laman (website).

8

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Gambar 3, kerangka pikir dan tahapan penulisan.

9

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Pada pengumpulan bahan pustaka ini, penulis terbantu oleh piranti pengelola buku digital CALIBRE yang dapat diperoleh di http://.calibre.com, dan perolehan buku dan jurnal ilmiah dari laman http://gen. lib.rus.ec/, serta perolehan khusus jurnal ilmiah di http://www.sciencedirect.com/.

2.2 Penyusunan Kerangka Tulisan Kerangka tulisan makalah ini disajikan dalam bentuk skema seperti pada Gambar 3, sedangkan penyajian isi tulisan menggunakan kerangka pikir seperti pada Gambar 2.

2.3 Penulisan, Revisi dan Publikasi Penulisan dan revisi dilakukan secara bertahap dengan mengikuti kerangka penulisan. Dalam tahapan revisi, penulis berkesempatan mengikuti perkembangan teknologi konversi biomassa di Eropa sebagai kawasan negara yang lebih moderen menggunakan biomassa sebagai sumber energi.

Kunjungan itu membuka cakrawala pemikiran yang lebih luas pada alternatif teknologi konversi biomassa, ragam produk dan kebutuhan bioenergi, serta fasilitas pembiayaan pembangkit listrik dari lembaga keuanganEropa.

Publikasi makalah ini dapat diakses melalui laman www.bioenerginusantara.com, atau www.academia. edu, atau www.issuu.com dan blog pribadi sebagai sarana penyebarluasan informasi kepada publik melalui bahasa Indonesia. Publikasi makalah ini mengikuti kaidah penulisan ilmiah namun belum dikaji ulang oleh reviewer.

3. PENGERTIAN BIOMASSA 3.1 Terminologi Biomassa Istilah-istilah yang kerapkali terbaca di media cetak dan pustaka yang terkait dengan energi terbarukan seperti bioenergi, biomassa, biofuel, biodiesel, biosolid, dan biogas akan membuat anda sedikit mengalami kebingungan. Penyebabnya, keempat istilah tersebut seringkali dianggap memiliki pengertian yang sama padahal berbeda wujud dan kegunaannya. Oleh karena itu, sejak dari awal penulisan buku ini akan menjelaskan pengertian terminologi tersebut dengan mengutip beberapa publikasi ilmiah dan pemahaman yang digunakan oleh lembaga internasional.

10

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Bioenergi adalah energi terbarukan yang didapatkan dari sumber biologis, baik yang berasal dari tanaman/tumbuhan maupun dari tanaman.

Dalam definisi yang lebih sempit, bioenergi adalah sinonim dari biofuel, yang merupakan bahan bakar turunan dari sumber biologis. Dalam cakupan yang lebih luas, bioenergi mencakup juga biomassa.

Bioenergi adalah energi yang dihasilkan dari biomassa, tetapi bioenergi bukanlah biomassa itu sendiri. (http://id.wikipedia.org/wiki/Biomassa).

Bioenergi mencakup biomassa mencakup pengertian biomassa dan biofuel. Pengertian biofuel merupakan istilah yang disusun berdasarkan tiga wujud energi terbarukan berbasis biomassa dalam bentuk cair yang disebut biodiesel, berwujud padat disebut biosolid, dan dalam wujud gas disebut biogas.

Biomassa, istilah ini dalam industri penghasil energiakan merujuk pada sumber bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar atau untuk produksi industri.

Umumnya biomassa merujuk pada materi tumbuhan yang dipelihara untuk digunakan sebagai biofuel, tapi dapat juga mencakup materi tumbuhan atau hewan yang digunakan untuk produksi serat, bahan kimia, atau panas. Biomassa dapat pula meliputi limbah terbiodegradasi yang dapat dibakar sebagai bahan bakar seperti jerami, sekam, batok kelapa, tandan kosong dan cangkang sawit, dan limbah kayu.

Biomassa tidak mencakup materi organik yang telah tertransformasi oleh proses geologis menjadi zat baru seperti batubara atau minyak bumi. Biomassa biasanya diukur berdasarkan prosentase berat kering.

Berdasarkan pengertian IEA (International Energy Association, www.iea.org), BIOMASSA adalah setiap bahan asal biologis, termasuk bahan bakar fosil atau gambut, yang mengandung energi bahan kimia (awalnya diterima dari matahari) dan tersedia untuk konversi ke berbagai pembawa energi lainnya.

Biomassa Ini dapat mengambil banyak bentuk, termasuk biofuel atau minyak pirolisa untuk cair, biogas dan biometana untuk gas, atau pelet dan arang (charcoal) sebagai bentuk biomassa padat.

Dari sudut pandang kehutanan, Lembaga kehutanan Dunia, FAO memiliki definisi bahwa biomassa merupakan total bahan organik di atas permukaan tanah pada pohon yang dinyatakan berat kering per satuan luas.

BIOMASS is defined as the total amount of aboveground living organic matter in trees expressed as oven-dry tons per unit area (FAO FORESTRY PAPER134, 1997).

11

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Kendati ada sedikit perbedaan sudut pandang dalam menyatakan definisi biomassa namun dalam makalah ini semuanya diasumsikan sama karena dipakai sebagai sumber bahan baku energi.

Biofuel Terjemahan lugas biofuel adalah bahan bakar cair. Namun demikian, berdasarkan penjelasan Wikipedia (http://id.wikipedia.org/wiki/Biofuel), Bahan bakar hayatiataubiofueladalah setiap bahan bakar baikpa datan,cairanataupungasyangdihasilkan dari bahan organik. Biofuel dapat dihasilkan secara langsung dari tanaman atau secara tidak langsung dari limbah industri, komersial, domestik atau pertanian.

Ada tiga cara untuk pembuatan biofuel: pembakaran limbah organik kering (seperti buangan rumah tangga, limbah industri dan pertanian); fermentasi limbah basah (seperti kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas (mengandung hingga 60 persen metana), atau fermentasi tebu atau jagung untuk menghasilkan alkohol danester; dan energi dari hutan (menghasilkan kayu dari tanaman yang cepat tumbuh sebagai bahan bakar).

Biodiesel Biodieselmerupakan bahan bakar yang terdiri dari campuran mono—alkylesterdari rantai panjangasam lemak, yang dipakai sebagai alternatif bagi bahan bakar dari mesindieseldan terbuat dari sumberterbarukan sepertiminyak sayurataulemak hewan.

Biosolid Biosolid merupakan bagian dari bahan bakar energi yang berasal dari biomassa dan bernetuk padat.

Wujud padat ini dillakukan melalui proses pemadatan atau densification supaya terjadi peningkatan atau pertambahan kuantitas energi per satuan volume. Biosolid umumnya dapat diperoleh dalam bentuk pelet, biochar atau biocoal.

Biogas Biogas merupakan gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk di antaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida.

12

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

3.2 Biomassa Tradisional dan Modern Dalam pengunaan biomassa, dibedakan menjadi dua kelompok yaitu biomassa tradisional dan biomassa modern. Prespektif biomassa tradisional mengacu pada belum adanya jaminan penyediaan kembali biomassa melalui upaya penanaman kembali tanaman bahan baku atau pemanfaatan limbah pertanian. Sementara itu, biomassa modern mengacu pada telah ada upaya penanaman atau pemanfaatan bahan yang berasal dari sistem budidaya komoditi pertanian, kehutanan atau limbah kota. Jadi pembeda dari dua kelompok tersebut adalah kriteria kelestarian.

Definisi berikut ini akan membedakan pengertian biomassa tradisional dan biomassa modern, kemudian dirangkum dalam Tabel 1. dengan menggunakan delapan indikator yaitu terminologi/ istilah, tujuan penggunaan, efisiensi konversi energi, teknologi konversi, perlakuan, produk tambahan, pengguna dan implikasinya.

3.2.1 Biomassa Tradisional BIOMASSA TRADISIONAL. Biomassa padat, termasuk kayu bakar yang dikumpulkan, arang, residu pertanian dan hutan, dan kotoran hewan, yang biasanya diproduksi tapi tidak berkelanjutan dan biasanya digunakan di daerah pedesaan di negara-negara berkembang dengan pembakaran yang menimbulkan polusi dan tidak efisien tungku, tungku, atau pembakaran terbuka sebagai penyedia panas untuk memasak, kenyamanan, dan skala kecil pertanian dan industri pengolahan (sebagai lawan dari energi biomassa modern).

Biomassa tradisional disebut tidak berkelanjutan karena pengambilan bahan baku dari lapangan atau lokasi sumber tidak diimbangi dengan penanaman kembali.

3.2.2 Biomassa Modern BIOMASSA MODERN. Energi yang berasal dari pembakaran bahan bakar biomassa padat, cair, dan gas yang efisien digunakan dalam rumah tangga hingga pabrik konversi skala industri untuk aplikasi modern dari penghangat ruangan, pembangkit listrik, kombinasi panas dan daya. dan transportasi (sebagai lawan dari energi biomassa tradisional).

13

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Tabel 1. Delapan Indikator Pembeda biomassa Tradisional dan biomassa Modern No Indikator

1.

Terminologi/Istilah

Biomassa Tradisional

Tidak ada penggantian tanaman secara nyata di lapangan melalui budidaya.

Biomassa Modern

Ada pergantian biomassa secara tindakan nyata melalui budidaya Menghasilkan listrik, biofuel untuk

2.

Tujuan Penggunaan Memasak dan menghangatkan ruangan

kendaraan dan mesin, penghangat ruangan

3.

Efisiensi Konversi Energi Rendah

Tinggi

4.

Teknologi Konversi

Pembakaran langsung

Gasifikasi, pyrolysis, thermolysis,

5.

Perlakuan

Hanya untuk pengeringan pra penggunaan biomassa.

Pengeringan, pembuatan pelet, disangrai (torrified), dan lain-lain

6.

hanya abu

Gas, biosolid, biofuel

Rumah tangga, negara-negara miskin dan sedang berkembang

Industri, pabrik pembangkit listrik, dan pemukiman, negara-negara maju

Produk Tambahan

7.

Pengguna

8.

Implikasi Berpengaruh pada penambahan gas

penyebab efek rumah kaca melalui

penambahan CO2

Dianggap nol karena ada penggantian melalui budidaya yang akan menyerap CO2 kembali ke dalam sistem tumbuhan.

Sumber: Goldenber and Coelho (2004) dan Gurung and Eun Oh (2013).

Penggunaan biomassa secara modern sudah menjadi ciri khas negara-negara maju atau negara yang menyadari pendayagunaan teknologi konversi biomassa menjadi energi lain. Caranya, mereka menyiapkan bahan pengganti biomassa tersebut melalui pemanfaatan sistem pertaniannya, atau dengan memanfaatkan limbah pertanian, kehutanan, dan kota.

Manfaatnya adalah hasil konversi biomassa itu, oleh masyarakat modern, didayagunakan sebagai pengganti bahan bakar dalam menjalankan peralatan kerja dan sarana transportasi, atau diubah langsung menjadi energi listrik untuk rumah tangga-pemukiman, dan industri.

Dimana posisi Indonesia dalam pemanfaatan biomassa tersebut? Jawaban ini diberikan oleh data Badan Energi Internasional dalam laporan World Energy Outlook (2013), dimana penduduk Indonesia masih sangat mengandalkan biomassa untuk memasak. Sekitar 63% dari penduduknya atau 103 Juta jiwa untuk kejadian pada tahun 2011. Posisi tersebut membawa Indonesia bersama India, Pakistan dan Cina masih tergolong negara pengguna biomassa secara tradisional.

14

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Tabel 2. Posisi Indonesia dalam Pemanfaatan biomassa (WEO, 2013).

Sumber: SOURCE: IEA, World Energy Outlook 2013. diakses dari http://www. worldenergyoutlook.org/resources/energydevelopment/energyaccessdatabase/.

3.3 Alasan Mempelajari Biomassa Kenapa harus mempelajari biomassa? Jawaban dari pertanyaan ini adalah karena: a. Biomassa memiliki energi potensial yang harus dimanfaatkan. b. Biomassa dapat diperoleh lagi dan tidak akan habis selama manusia melaksanakan proses budidaya tanaman untuk pangan, papan, dan energi. Kondisi ini mengakibatkan biomassa dikelompokkan sebagai bahan baku atau sumber energi terbarukan. c. Telah tersedia teknologi konversi biomassa menjadi bioenergi dalam bentuk gas, padatan, dan cair dengan efisiensi yang semakin tinggi. d. Juga telah tersedia dan dikenal secara umum teknologi pembangkit listrik dengan menggunakan bahan baku biomassa. Teknologi itu umumnya menggunakan sistem pembakaran langsung (direct combusting). Teknologi yang lebih maju adalah sistem pembakaran tidak langsung melalui proses gasifikasi, pirolisa, dan termolisis. e. Untuk menggantikan bahan bakar fosil yang telah mengalami krisis penyediaan dan harga yang semakin mahal.

15

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

f. Karena sistem dan teknologi ini mampu mengolah sumber biomassa dari limbah pertanian, limbah pemukiman atau kota, limbah industri pengolahan produk pertanian, maka kondisi tersebut memungkinkan untuk menjaga kelestarian lingkungan melalui tindakan mengurangi dampak pencemaran dan penyebab peningkatan gas-gas penyebab efek rumah kaca. g. Untuk membangun prespektif barupada sistem pertanian (agribisnis dan agroindustri) di Indonesia.

Prespektif baru itu adalah pembangunan dan pengembangan energi terbarukan berbasis pada produk dan limbah agroindustri, tanpa mengabaikan kepentingan nasional pada pangan dan papan.

Demirbas (2008) merangkum pendapat para ahli energi dengan memberikan tiga alasan pentingnya biomassa sebagai bahan baku bioenergi. Pertama, biomassa adalah sumber daya terbarukan yang bisa dikembangkan secara berkelanjutan di masa depan. Kedua, biomassa memiliki sifat lingkungansangat positif sehingga tidak ada pelepasan karbon dioksida ke atmosfer dan memiliki kandungan sulfur yang sangat rendah. Artinya, biomassa bukan kontributor penyebab perubahan global. Ketiga, biomassa memiliki potensi ekonomi yang nyata seiring dengan peningkatan harga bahan bakar fosil di masa mendatang.

Penggunaan biomassa telah diramalkan oleh Hall (1980) akan menjadi alternatif penting dalam penyediaan energi dimasa mendatang. Ramalan ini tertuang pada Tabel 3 yang menjelaskan beberapa manfaat dan masalah dalam pemanfatan biomassa tersebut, dan sekarang persoalan tersebut sudah dirasakan oleh penggunanya.

Tabel 3. Beberapa Keuntungan dan Masalah Diramalkan dalam Biomassa untuk Skema Energi (Hall, 1980) NO.

MANFAAT

No.

MASALAH

1 Gudang energi 1 Terjadi kompetisi penggunaan lahan 2 Energi terbarukan 2 Membutuhkan lahan 3 Konversi dan produk serbaguna; beberapa

produk dengan kandungan energi tinggi 3 Pada fase awal, suplai tidak menentu 4 Tergantung pada teknologi yang sudah tersedia

dengan masukan modal minimum; tersedia untuk

semua tingkat pendapatan 4 Biaya sering tidak menentu 5 Dapat dikembangkan dengan sumberdaya materi

dan tenaga kerja saat ini.

5 Memerlukan pupuk, air dan tanah 6 Berpotensi besar dalam pengembangan rekayasa biologi.

6 Terlibat aspek pertanian, kehutanan dan

praktek-praktek sosial 7 Menciptakan lapangan kerja dan mengembangkan 7 Bahan baku berukuran besar – banyak,

keterampilan transportasi dan penyimpanan dapat

menjadi masalah 8 Cukup murah dalam banyak hal 8 Pelaku (subyek dari perubahan iklim 9 Secara ekologi tidak mengganggu dan aman 10 Tidak mengakibatkan peningkatan CO2 ke atmosfer

16

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Hall (1982) juga telah berpendapat bahwa faktor utama yang akan menentukan apakah skema biomassa dapat diimplementasikan di negara tertentu adalah a) sumberdaya biomassa, b) teknologi yang tersedia dan infrastruktur untuk konversi, distribusi dan pemasaran, dan c) kemauan politik yang dikombinasikan dengan penerimaan sosial dan ekonomi viabilitas (Hall, 1982).

3.4 Karakteristik Biomassa Ketika biomassa dijumpai di lapangan, secara umum dapat diidentifikasi karakteristiknya seperti jenis dan ukuran yang tidak seragam karena berasal dari berbagai sumber, kadar air yang tinggi, kandungan energi yang rendah. Kondisi alami ini akan mengakibatkan biaya transportasi biomassa akan lebih tinggi jika dibandingkan dengan batubara, minyak, dan gas.

Kendati identifikasi karakteristik biomassa secara kasat mata tersebut dapat dilaksanakan dengan mudah dan murah namun tidak mampu memberikan informasi kuantitatif yang sangat diperlukan dalam strategi dan program kerja teknis dalam pengelolaan biomassa sebagai bahan baku bioenergi.

Pengelolaan terpenting adalah melakukan pengubahan energi yang rendah menjadi materi berenergi tinggi melalui proses fisik, biologi, dan kimia atau kombinasinya serta pemilihan teknologi konversinya.

Ada tiga cara pendekatan analisis untuk menentukan karakteristik biomassa yaitu (1) analisis proksimat, (2) analisis ultimate; dan (3) analisis elemen biomassa.

3.4.1 Analisis Proksimat Analisis proksimate merupakan analisis di laboratorium untuk menentukan kadar air (moisture content), zat terbang (volatile matter), karbon tetap (fixed carbon), dan kadar abu (ash) dari biomassa.

Kadar air (Moisture Content) Kadar air muncul selalu hadir sebagai penciri dalam setiap organisme hidup. Kadar air adalah penciri penting untuk bahan bakar biomassa. Ada berbagai kadar air untuk bahan bakar biomassa, sesuai dengan jenis biomassa, bentuk biomassa, kondisi penyimpanan dan iklim. Peningkatan kadar air akan mengurangi suhu pembakaran maksimum adiabatik dan meningkatkan waktu yang diperlukan untuk pembakaran yang sempurna dalam tungku. Kadar air biomassa memiliki kepentingan besar dalam hal daya tahan penyimpanan, nilai kalor bersih, pengapian diri, perancangan pabrik, perhitungan jumlah untuk konsumsi boiler.

Zat Terbang (Volatile Matter) Kadar karbon tetap adalah karbon ditemukan dalam bahan yang tersisa setelah bahan yang mudah menguap didorong off. Hal Zat terbang mengacu pada komponen, kecuali untuk kelembaban, yang dibebaskan pada suhu tinggi tanpa adanya udara. Jumlah zat terbang dalam bahan bakar biomassa

17

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

lebih penting daripada batubara. Bagian utama dari bahan bakar ini kemudian diuapkan sebelum fase gas homogen pembakaran sementara char sisanya dibakar heterogen. Jumlah pengaruh zat terbang sangat dekomposisi dan pembakaran perilaku termal. Ini berbeda dengan kandungan karbon utama biomassa karena beberapa karbon hilang dalam hidrokarbon dengan volatil.

Karbon Tetap (Fixed Carbon) Kadar karbon tetap adalah karbon ditemukan dalam bahan yang tersisa setelah bahan yang mudah menguap. Hal ini berbeda dengan kandungan karbon utama biomassa karena beberapa karbon hilang dalam hidrokarbon dengan volatil.

Kadar Abu (Ash) Kadar abu biomassa adalah residu dari sisa pembakaran yang bersifat tidak mudah terbakar. Ini merupakan mineral massal setelah karbon, oksigen, sulfur dan udara yang telah terjadi selama proses pembakaran. Beberapa elemen yang hadir dalam bentuk biomassa abu setelah pembakaran dikenal sebagai unsur pembentuk abu. Mereka ada dalam bentuk garam, tersimpan dalam struktur karbon (abu melekat) atau setelah diperkenalkan ke bahan bakar saat panen dan transportasi dalam bentuk debu atau tanah liat (ash entrained).

Semua jenis biomassa memiliki kandungan abu yang rendah dibandingkan dengan batubara. Namun, komposisi abu biomassa lebih rentan untuk penyumbatan dalam tungku biomassa.

3.4.2 Analisis Ultimate Analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia pada biomassa seperti karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan, dan juga unsur mikro.

Elemen karbon, hidrogen dan oksigen merupakan komponen utama dari bahan bakar biomassa. Nilai prosentase karbon dan hidrogen nilai kalori yang lebih tinggi (yang merupakan kasus batubara) karena konsentrasi dari unsur-unsur dalam bahan bakar secara langsung terkait dengan nilai kalor (lihat rumus). Karbon sebagian hadir dalam bentuk teroksidasi yang menjelaskan nilai yang lebih rendah pada gross calorific value (GCV) untuk biomassa daripada batu bara.

Jika kandungan karbon lebih tinggi dalam biomassa hutan maka akan mengarah ke GCV sedikit lebih tinggi dari bahan bakar biomassa herba. Karbon dan hidrogen teroksidasi selama reaksi pembakaran untuk membentuk CO2 dan H2O. Sejauh oksigen yang bersangkutan, organik terikat O dilepaskan selama pembakaran dan memberikan bagian dari oksigen keseluruhan diperlukan untuk mempertahankan pembakaran yang sempurna.

18

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

3.4.3 Analisis Elemen Biomassa Analisis elemen biomassa merupakan analisa unsur konstituen organik utama yang diperlukan untuk perancangan bahan biomassa. Dalam analisis ini, ditemukan elemen karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Unsur-unsur tersebut membentuk senyawa makromolekul alami seperti selulosa (C6H12O6), hemiselulosa (C5H8O4), lignin, pati dan protein dari jaringan tumbuhan.

Beberapa penelitian lebih lanjut dari unsur-unsur utama termasuk klorin (Cl), alkali dan abu membentuk unsur-unsur seperti aluminium (Al), silikon (Si), kalsium (Ca), besi (Fe), kalium (K), magnesium (Mg), natrium (Na) dan fosfor (P). Kekhawatiran lain studi unsur elemen dalam biomassa seperti logam berat: arsen (As), barium (Ba), kadmium (Cd), cobalt (Co), kromium (Cr), tembaga (Cu), mangan (Mn), molibdenum (Mo), nikel (Ni), timbal (Pb), titanium (Ti), vanadium (V), seng (Zn). Relevansi penelitian logam berat terletak pada prediksi emisi, pemanfaatan abu dan aerosol formation.Both ini penelitian lebih lanjut yang mahal dan tidak penting untuk membuat suatu gambar kasar dari perilaku bahan bakar biomassa selama pembakaran.

3.4.4 Nilai Kalori Nilai Kalor Nilai kalor mencerminkan kandungan energi dari biomassa dan juga disebut nilai kalor. Dua nilai kalor dapat dibedakan, satu dengan mempertimbangkan kadar air bahan bakar dan satu jika bahan bakar benar-benar kering. Yang terakhir, nilai kalor bruto (GCV), adalah panas yang dilepaskan selama pembakaran per unit massa dari bahan bakar saat air yang terbentuk dalam fase cair. Jaring Nilai kalor (NCV) adalah panas yang dilepaskan selama pembakaran per unit massa dari bahan bakar saat air yang terbentuk dalam fase gas. Perbedaan antara GCV dan NCV memperhitungkan entalpi antara air gas dan cairan pada 25 ° C dan kandungan hidrogen dari bahan bakar. Nilai kalor merupakan faktor yang sangat penting untuk desain boiler dan untuk perhitungan konsumsi bahan bakar pembangkit listrik yang menjadi bagian utama dari biaya operasional.

Jika anda mengakses datadi laman milik Pusat Penelitian Energi Belanda (Energy research Centre of the Netherlands-ECN) di https://www.ecn.nl/phyllis2 maka anda akan mendapat kemudahan dalam pemahaman karakteristik biomassa. Pada laman tersebut akan disajikan informasi dalam bahasa Inggris dengan rincian sebagai berikut: • classification codes (kode klasifikasi) • ultimate analysis: carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulphur, chlorine, fluorine and bromine • proximate analysis: ash content, water content, volatile matter content, fixed carbon content • biochemical composition • calorific value • (alkali)-metal content • composition of the ash • remarks (specific information)

19

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Contoh kasus: Contoh kasus yang disajikan pada artikel ini terbagi dalam beberapa kelompok yaitu tanaman pangan seperti padi, jagung, singkong; tanaman perkebunan seperti kelapa sawit, kelapa, karet dan kakao, tebu; tanaman hutan seperti bambu, gmelina, acacia; limbah hutan seperti plywood, papan kayu keras (hardwood), kayu lunak (softwood), bahan yang mengandung partikel kayu. Data disajikan pada Lampiran 1.

3.5 Sumber-Sumber Biomassa Berdasarkan kerangka pikir Demirbas (2001)sumber biomassa dibagi menjadi empat kelompok utama yaitu (1) limbah; (2) produk kehutanan; (3) tanaman energi; dan (4) tanaman akuatik.

3.5.1 Limbah Pada kelompok ini, limbah yang menjadi salah satu sumber biomassa dapat diperoleh dari limbah pertanian, limbah perkebunan, limbah industri kehutanan, serta limbah organik dari pemukiman/ perkotaan.

Beragam produk limbah pertanian yang dapat diperoleh dan dimanfaatkan sebagai sumber biomassa, terutama limbah yang terjadi pada proses pasca panen dan proses pengolahan hasil panen di pabrik pengolahan. Contoh sederhana, jerami yang menjadi limbah panen padi akan dijumpai di lapangan, sedangkan sekam akan diperoleh saat pengolahan gabah di pabrik beras.

Pada perkebunan, limbah juga akan terjadi di saat panen namun akan lebih besar jumlahnya pada saat pengolahan panen di dipabrik. Limbah juga terjadi pada perkebunan yang harus melakukan penanaman kembali untuk mencapai produksi optimumnya. Pada perkebunan kelapa sawit, misalnya, limbah dari lapangan hanya berupa guguran daun dan pelepah tua atau penggantian penggantian pohon sawit tua. Namun jumlah dan ragam limbah akan bertambah pada saat pengolahan tandan buah segar di pabrik kelapa sawit (PKS). Limbah yang dihasilkan dari PKS adalah tandan kosong (2224%), serabut (12-14.%), cangkang sawit (5-8%), serta limbah cair atau Palm Oil Mill Effluent (POME) sebesar 50% untuk setiap ton tandan buah segar (TBS) yang diolah PKS. Limbah organik pemukiman/kota yang bersumber dari sisa kegiatan masyarakat di tingkat rumah tangga, restauran, pasar, dan super market merupakan bahan baku biomassa. Kendati sebuah kota mampu menyediakan limbah dalam jumlah besar, seperti kota Tangerang dengan 4.000 ton sampah/hari, namun untuk mendapatkan kualitas dari aspek keseragaman bahan baku, dan teknologi pengolahannya masih harus memperhatikan aspek regulasi dan kebijakan pemerintah, serta peningkatan kesadaran bagi masyarakat untuk mengumpulkan dan mengantarkan sampahnya ke sistem yang sudah diatur oleh pemerintah.

20

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

3.5.2 Biomassa Kehutanan Biomassa kehutanan dapat dibagi menjadi tiga sumber penting yaitu: (1) serasah hutan, (2) limbah penebangan, dan (3) limbah industri kayu hutan.

1. Serasah hutan terjadi dari komponen pohon seperti daun, ranting, dan dahan, bahkan pohon yang telah tua dan tidak berfungsi atau mati dan jatuh ke lantai hutan.

2. Limbah penebangan merupakan sisa batang, ranting, dan dahan yang terjadi setelah penebang pohon. Sisa biomassa ini umumnya masih segar karena kadar airnya tinggi sehingga perlu waktu atau sedikit upaya supaya lebih kering.

3. Limbah industri kayu umumnya ditemukan di sentra pengolahan kayu hutan dalam bentuk serbuk gergaji, potongan kulit kayu, atau potongan kayu yang tidak lagi bernilai ekonomi.

3.5.3 Tanaman Energi Tanaman yang khusus dibudidayakan dan didedikasikan khusus untuk bahan baku energi sebagai prioritas pertama, kemudian untuk penyediaan pangan sebagai prioritas kedua. Tanaman ini antara lain singkong tahunan, jagung atau tebu yang ditanam khusus untuk pembuatan etanol. Tanaman yang digunakan untuk biooil seperti jarak.

3.5.4 Tanaman Akuatik Tanaman yang tumbuh pada habitat berair seperti air tawar atau di laut dan khusus diambil manfaatnya sebagai bahan baku biomassa. Contoh komoditi ini adalah algae dan eceng gondok.

3.6 Mata Rantai Perencanaan Suplai Biomassa Upaya pendayagunaan biomassa sebagai sumber bahan baku energi dapat diilustrasikan dari pendekatan konsep FAO (2004) pada Gambar 3, yang menunjukkan aliran fisik biomassa menjadi biofuel dan diubah menjadi bioenergi. Perubahan biomassa menjadi biofuel dilakukan melalui proses termokimia dan biokimia, sedangkan dari biofuel menjadi bioenergi umumnya terjadi pada mesin atau pabrik pembangkit listrik/energi.

BIOMASSA

sumber

BIOFUEL

BENTUK DAGANG

BIOENERGY

PANAS DAN DAYA

Gambar 4. Pendekatan konsep dalam bioenergi sistem (FAO, 2004)

21

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Dalam rangka pemanfaatan biomassa itu, harus memperhatikan terlebih dahulu kelengkapan dan keterkaitan setiap mata rantai penyediaannya. Jika ada satu mata rantai yang hilang atau tidak terkait dan tidak berfungsi maka sudah dapat dipastikan bahwa sistem produksi bioenergi atau pemanfaatan biomassa tersebut akan terganggu.

Berdasarkan kajian pustaka terkait dengan perencanaan dan penggunaan biomassa, maka ada sembilan komponen yang menyusun mata rantai penyediaan, penggunaan, dan produk biomassa disajikan pada Gambar 5, yang terbagi menjadi sembilan tahap yang dimulai dari identifikasi biomassa, perhitungan biomassa, kemudian pada pengemasan biomassa. Kesembilan tahap ini merupakan bagian dari perencanaan biomassa (biomass planning). Ringkasan disajikan pada Tabel 4.

Tabel. 4. Tahapan Umum dalam Perencanaan Pembangunan Mata Rantai Sistem

Penyediaan Biomassa Sebagai Bahan Baku Bioenergi NO

KELOMPOK KEGIATAN

RINCIAN KEGIATAN

1 Identifikasi Biomassa • Penentuan lokasi atau wilayah penghasil biomassa

(Biomass Identification) • Identifikasi jenis tanaman penghasil bahan baku biomassa, terutama yang termasuk dalam katagori limbah

• Hindari penggunaan biomassa untuk pangan

• Bagian tanaman yang digunakan sebagai biomassa

• Penentuan kriteria biomassa yang digunakan, (kualitas: umur buah kelapa, kadar air sabut dsb).

2 Taksasi Biomassa • Penentuan teknik perhitungan potensi biomassa pada suatu

(Biomass Assessment) wilayah.

• Penentuan luas wilayah yang akan disurvei, berdasarkan radius antara lokasi pabrik (pengguna) dengan lokasi sumber atau total luas area.

• Penentuan zona inti, zona penyangga, dan zona pendukung suplai biomassa 3 Sistem Penyediaan Biomassa • Pengaturan mekanisme kerjasama dengan pemilik lahan atau

(Biomass Supply System) pemilik biomassa

• Mekanisme waktu dan jumlah rutin pengiriman 4 Sistem Transportasi • Identifikasi moda transportasi biomassa yang ada di daerah: (Biomass Transportation) darat, laut, dan sungai

• Penentuan pilihan moda tranportasi: darat atau laut

• Dukungan transportasi untuk petani 5 Penyimpanan Biomassa • Sistem penyimpanan biomassa, bahan mentah utuh, setengah (Biomass Logistics) terolah, terolah

6 Pra Perlakuan Biomassa • Penentuan pra perlakuan biomassa secara fisik: (Misalkan

(Biomass Pretreatment) kelapa: dikupas, pemisahan sabut, batok, daging kelapa) dan perubahan kadar air biomassa (tambah atau dikurangi).

7 Pengolahan Biomassa • Pilihan pengolahan biomassa secara biokimia atau termokimia (Biomass Processing) yang disesuaikan dengan target produksi dan permintaan pasar.

8 Produk Biomassa (Biomass Product) • Pilihan target produk: gas, biocoal, bio-oil

• Penentuan teknik pemanfaatan produk ikutan seperti panas

• Penentuan teknik kendali mutu produk yang harus sesuai standar mutu pasar internasional.

9 Pengemasan Produk Biomassa • Penentuan cara pengemasan untuk produk biocoal dan bio-oil.

(Biomass Packaging)

22

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Rincian penjelasan kesembilan komponen perencanaan biomassa adalah sebagai berikut:

3.6.1 Identifikasi Biomassa (Biomass Identification) Langkah awal dalam perencanaan biomassa ini dilaksanakan ketika sebuah sistem membutuhkan bahan baku untuk energi atau untuk menghasilkan produk bioenergi. Identifikasi biomassa akan memandu pengguna untuk menentukan pilihan jenis biomassa yang tersedia dan memenuhi persyaratan sebagai baku energi terbarukan.

Penentuan pilihan tersebut untuk menghindari pertentangan kebutuhan biomassa untuk pangan dan papan atau kebutuhan lain. Pilihan dilakukan pada suatu bentang vegetasi atau lahan dimana banyak dijumpai jenis biomassa, baik yang dibudidayakan oleh masyarakat seperti komoditi kelapa sawit, jagung, padi, karet, kakao, atau hutan tanaman industri maupun yang tersedia secara alami di hutan.

3.6.2 Taksasi Biomassa (Biomass Assessment) Dalam penyediaan biomassa, harus dipahami bahwa ada empat kelompok ketersediaan biomassa yang harus dipahami. Keempat ketersediaan itu adalah Ketersediaan potensial yang meliputi ketersediaan keberlanjutan, ketersediaan teknis, dan ketersediaan sosial ekonomis yang saling berinteraksi dan sinergis untuk mendapatkan ketersediaan biomassa untuk dikonversi (Gambar 6).

Gambar 7.

Prosedur kerja yang mengintegrasikan hasil analisis data citra dengan pengukuran di lapangan untuk survei potensi biomassa.

23

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Gambar 5. Sembilan komponen penyusun mata rantai perencanaan biomassa.

24

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Ada tiga tahapan yang harus dilalui dalam pada bagian taksasi biomassa ini yaitu penentuan (1) potensi agroekologi suatu wilayah dalam produksi biomassa; (2) kapasitas produksi yang saat ini sedang dikerjakan oleh masyarakat atau petani; (3) kemampuan petani untuk menyediakan biomassa pada mata rantai berikutnya.

Penggunaan data citra satelit yang dikombinasikan dengan sistem informasi geografi (SIG) sangat menguntungkan dan mendukung taksasi biomassa pada suatu wilayah. Teknik ini perlu juga didukung oleh pengukuran beberapa lokasi contoh untuk mendapatkan persamaan matematika sebagai faktor konversi antara kondisi di citra dengan kondisi di lapangan.

Tucker (1980) mengatakan bahwa metode pendugaan potensi biomassa tanpa ada kerusakan/ merusak, harus memenuhi kriteria yaitu harus akurat, cepat, minimum kalibrasi, liputan vegetasi atau citra tidak dipengaruhi oleh kabut, angin, awan, bahkan kondisi topografi lokal. Kemudian, peralatan yang digunakan juga harus ringan, kokoh, mudah dibawa dan tidak mahal.

Teknik penggunaan citra dan SIG juga memberikan batasan wilayah kajian secara jelas, posisi dan infrastruktur pendukung, serta dapat dikombinasikan dengan informasi sosial ekonomi wilayah kajian yang diperlukan dalam analisis sistem suplai biomassa sebagai bahan baku energi terbarukan.

Algoritma penggunaan teknologi data penginderaan jauh dengan pengukuran/data lapangan untuk perencanaan sistem suplai biomassa disajikan pada Gambar 7.

3.6.3 Sistem Penyediaan Biomassa (Biomass Supply System) Pengambilan biomassa pada suatu bentang lahan akan terkait dengan interaksi sumberdaya manusia, pada tingkat petani-pengumpul yang bekerja secara individu maupun dalam organisasi. Kerjasama dengan pihak-pihak tersebut akan menentukan sistem penyediaan biomassa dengan indikator jumlah, kualitas, dan waktu serta jaminan pengantaran – pembayaran dari lokasi sumber ke lokasi akhir pengguna biomassa.

Sistem penyediaan biomassa pada lahan yang dimiliki oleh perusahaan pengguna, sudah tentu akan lebih sederhana karena dikendalikan oleh satu sistem manajemen saja.

3.6.4 Sistem Transportasi (Biomass Transportation) Sistem transportasi merupakan bagian terpenting karena terkait dengan waktu dan biaya yang akan menentukan harga biomassa untuk satu ukuran (misalkan Rupiah/ton atau US$/Ton). Sistem transportasi dengan ragam moda transportasinya harus mampu dipelajari dan dikelola dengan cermat karena terpengaruh dengan peubah lainnya seperti biaya bahan bakar, biaya perawatan alat transportasi, kondisi cuaca, kondisi infrastuktur transportasi seperti kondisi jalan atau pelabuhan.

Semuanya ini akan membutuhkan waktu, tenaga-pikiran, biaya.

25

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Dukungan Sosial dan Ekonomi Wilayah

n Identifikasi

tata guna lahan n Identifikasi dan delinasi vegetasi n Delinasi batas wilayah

Perhitungan Potensi Biomassa sebagai bahan baku industri dan pabrik bioenergy

Analisa Perencanaan Suplai Biomassa

Analisa Citra Satelit

Sisten Suplai Biomassa untuk Industri Bioenergi & Pembangkit Listrik

Pengukuran dan Pengumpulan Data Lokasi

Data Citra Satelit

Gambar 7 . Prosedur kerja yang mengintegrasikan hasil analisis data citra dengan pengukuran di lapangan untuk survei potensi biomassa.

26

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Pola pengelolaan sistem transportasi juga perlu diperhatikan pilihannya, pengelolaan sendiri atau melakukan kontrak kerjasama pengangkutan biomassa dengan perusahaan lain.

Pilihan penggunaan moda transportasi (kapal, truk, atau kereta) juga akan menentukan kuantitas dan kualitas biomassa, serta waktu penerimaan biomassa tersebut ke tahapan berikutnya.

3.6.5 Penyimpanan Biomassa (Biomass Logistics) Penyimpanan biomassa diartikan dengan istilah stockfile, yang dapat berwujud areal terbuka (lapangan penumpukan bahan baku) ataupun areal tertutup (gudang bahan baku). Pada tahap ini sudah dapat dipastikan kuantitas dan kualitas biomassa yang tersedia dan siap digunakan pada proses pengolahan.

Biomassa yang disimpan di lokasi penyimpanan diharapkan tidak berkurang jumlah dan kualitasnya, serta dijaga dari bahaya kebakaran dan kebanjiran ataupun proses penguraian (dekompoisisi) oleh bakteri atau mikroba lainnya.

3.6.6 Pra Perlakuan Biomassa (Biomass Pretreatment) Perlakuan awal pada biomassa (pratreatment biomass) merupakan langkah permulaan pendayagunaan biomassa menjadi energi atau produk energi. Tahap ini ditentukan oleh spesifikasi teknis dari mesinmesin pengolah biomassa.

Ragam pra perlakuan yang harus dilakukan antara lain: • Seleksi dan Pemisahan bahan metal dari biomassa • Seleksi dan pemisahan bahan organik lain dari biomassa • Pemisahan komponen-komponen biomassa menjadi bahan baku spesifik. Misalkan pemisahan batok kelapa, sabut, daging kelapa, ranting, serta batang kelapa.

• Penyesuaian ukuran biomassa sesuai dengan kebutuhan mesin pengolah dan target produksi.

Langkah ini umumnya dilakukan dengan mencacah bagian biomassa menjadi serpihan berukuran 2-5 cm sebelum dimasukkan ke mesin pengolah.

• Penyesuaian kandungan air pada biomassa, dengan cara menambah air pada biomassa yang terlalu kering atau melakukan pengeringan secara alami atau buatan dalam sistem produksi (pengolahan biomassa) jika biomassa terlalu basah (kandungan air tinggi).

• Pembuatan pelet pada bahan baku biomassa yang diperoleh dalam bentuk serbuk, seperti serbuk bekas di industri sawmill atau serbuk kelapa pada proses pengelupasan kulit kelapa dengan batoknya.

27

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Kendati pra perlakuan biomassa dapat dilakukan pada tingkat petani atau pengumpul namun akan mengurangi ragam (jenis dan jumlah) masukan biomassa sehingga terjadi sistem produksi bioenergi yang sama dengan industri lainnya, karena hanya terkonsentrasi pada satu produk tertentu dan akan menyisakan limbah di lokasi sumber.

3.6.7 Pengolahan Biomassa (Biomass Processing) Proses pengolahan biomassa menjadi produk energi (biosolid, biofuel, biogas) sangat tergantung pada target bisnis pihak perusahaan. Pengolahan biomassa akan dilkukan ini akan lebih rinci dibahas pada bagian lain di makalah ini.

3.6.8 Produk Biomassa (Biomass Product) Produk biomassa yang telah diolah melalui proses konversi akan menghasilkan tiga kelompok produk yaitu biosolid, biogas, dan biofuel.

3.6.9 Pengemasan Produk Biomassa (Biomass Packaging) Ada dua macampengemasan yang diperlukan dari produk bioenergi (hasil pengolahan biomassa) berdasarkan pertimbangan pengguna yaitu: (1) kemasan untuk pengguna sektor rumah tangga dan publik seperti konsumen rumah tangga atau mesin/peralatan yang langsung mengubah produk bioenergi di mesin menjadi energi gerak atau listrik; (2) kemasan untuk pengguna di sektor industri seperti pembangkit listrik, pengolah bahan baku menjadi produk akhir industri. Contoh bahan baku menjadi produk industri adalah charcoal dari batok kelapa yang diubah oleh industri menjadi material karbon aktif.

3.7 Panduan Teknik Survei Lapangan Potensi Biomassa Pada bagian ini disajikan tentang poin-poin pemikiran teknik survei lapangan untuk mengetahui potensi biomassa suatu wilayah atau daerah. Bagian ini akan dibahas secara rinci lagi pada makalah lain supaya menjadi buku pegangan bagi surveyor biomassa Indonesia.

28

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

3.7.1 Penetapan Acuan Survei • Pihak pemilik proyek pembangun pembangkit listrik dan pabrik bioenergi harus menetapkan lokasi, jangka waktu survei, kriteria lembaga pelaksana, kriteria personil pelaksana survei, pelaporan, dan anggarannya.

• Pihak pemilik proyek berhak untuk melakukan kompetisi secara terbuka terhadap target survei tersebut.

• Pihak pemilik proyek membentuk tim kerja untuk melakukan pemilihan, pengarahan, kendali dan menerima laporan serta menilai hasil kerja Tim Survei.

3.7.2 Penetapan Acuan Survei • Pihak pemilik proyek pembangun pembangkit listrik dan pabrik bioenergi harus menetapkan lokasi, jangka waktu survei, kriteria lembaga pelaksana, kriteria personil pelaksana survei, pelaporan, dan anggarannya.

• Pihak pemilik proyek berhak untuk melakukan kompetisi secara terbuka terhadap target survei tersebut.

• Pihak pemilik proyek membentuk tim kerja untuk melakukan pemilihan, pengarahan, kendali dan menerima laporan serta menilai hasil kerja Tim Survei.

3.7.3 Kriteria Lembaga Pelaksana Survei • Lembaga pelaksana survei biomassa harus memenuhi standar dasar legalitas perusahaan dengan membuktikannya melalui kelengkapan dokumen seperti:profil perusahaan, akte hukum, siup, situ, dan perizinan lainnya • Dalam profil perusahaan tercantum pengalaman yang terkait dengan target survei biomassa.

3.7.4 Kriteria Lembaga Pelaksana Survei • Lembaga pelaksana survei biomassa harus memenuhi standar dasar legalitas perusahaan dengan membuktikannya melalui kelengkapan dokumen seperti:profil perusahaan, akte hukum, siup, situ, dan perizinan lainnya • Dalam profil perusahaan tercantum pengalaman yang terkait dengan target survei biomassa.

29

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

3.7.5 Penetapan Acuan Survei • Pihak pemilik proyek pembangun pembangkit listrik dan pabrik bioenergi harus menetapkan lokasi, jangka waktu survei, kriteria lembaga pelaksana, kriteria personil pelaksana survei, pelaporan, dan anggarannya.

• Pihak pemilik proyek berhak untuk melakukan kompetisi secara terbuka terhadap target survei tersebut.

• Pihak pemilik proyek membentuk tim kerja untuk melakukan pemilihan, pengarahan, kendali dan menerima laporan serta menilai hasil kerja Tim Survei.

3.7.6 Kriteria Lembaga Pelaksana Survei • Lembaga pelaksana survei biomassa harus memenuhi standar dasar legalitas perusahaan dengan membuktikannya melalui kelengkapan dokumen seperti:profil perusahaan, akte hukum, siup, situ, dan perizinan lainnya • Dalam profil perusahaan tercantum pengalaman yang terkait dengan target survei biomassa.

3.7.7 Kriteria Personil Pelaksana Survei • Anggota tim survei paling minum memiliki pengalaman dibidang survei pada aspek ekologi, sosial dan ekonomi, sistem informasi geografi dan penginderaan jauh (Geographical Information System and Remote Sensing- GIS & RS).

• Tim survei sebaiknya terbagi atas empat kelompok kajian yaitu: (1) Tim Ekologi; (2) Tim Sosial dan Ekonomi; (3) Tim Teknologi GIS dan RS. (4) Tim Integrasi • Tugas Ekologi adalah melakukan identifikasi jenis vegetasi dan tumbuhan yang dikatagorikan biomassa. Luasan, distribusi, kondisi terakhir vegetasi apakah masih baru ditanam, sedang masa produksi/panen atau sudah harus ditanam kembali (replanting) merupakan data yang wajib dikumpulkan oleh tim ini.

• Tugas utama Tim Sosial dan Ekonomi adalah mengidentifikasi aspek sosial dan ekonomi di suatu wilayah yang dipilih untuk menyediakan bahan baku biomassa. Pada bagian ini harus terungkap informasi demografi seperti umur, jenis pekerjaan, jenis kelamin, stratifikasi pendapatan, dan lembaga yang terkait dengan penyediaan dan penggunaan bahan baku biomassa.

• Tugas Tim Teknologi GIS dan RS adalah mengidentifikasi semua informasi ekologi, sosial dan ekonomi pada peta sehingga informasi mengenai biomassa ini dapatdisajikan secara spasial.

• Tim Integrasi bertugas memaduserasikan rencana survei, proses survei, data dan hasil interpretasi tim kerja ekologi, sosial dan ekonomi serta Teknologi GIS & RS kedalam satu laporan yang lengkap dan akurat.

30

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

3.7.8 Penguatan Metodologi Survei Tim Survei harus memiliki metode survei yang jelas, sistematis, logis, dan mampu dilaksanakan di lapangan berdasarkan ketersediaan anggaran dan tenaga yang terlatih.

Penguatan metodologi survei ditekankan pada penambahan informasi dari lapangan yang akan memperkuat analisis survei ini.

3.7.9 Tahapan Pelaksanaan dan Kendali Kualitas Tahap pelaksanaan survei, harus terungkap dengan jelas faktor-faktor penentu: (1) deskripsi biomassa (jenis biomassa, kondisi basah atau kering, asal tanaman, hasil panen atau biomassa replanting), (2) waktu, (3) biaya, (4) pelaku-penyuplai dan pengguna lokal dan pengguna pesaing, (5) sarana, (6) moda transportasi, (7) daerah asal sumber, (8) jarak tempuh, serta (9) mekanisme kerjasama dalam setiap mata rantai suplai biomassa. Tahapan tersebut harus juga terdokumentasikan dalam bentuk dokumen data dan foto.

Kendali kualitas harus dilakukan pada setiap mata rantai penyediaan biomassa tersebut dengan berpatokan bahwa perpindahan setiap bahan baku biomassa dari tempat asalnya ke pabrik akan ditentukan.

3.7.10 Dokumentasi Data dan Proses Analisis Data primer dan sekunder yang terkumpul harus terdokumentasi dengan baik sehingga dapat diakses dan digunakan sesuai kebutuhan dalam waktu relatif singkat.

Proses analisis data akan mengikuti langkah-langkah berikut ini: 1. Identifikasi Pilihan Biomassa Identifikasi pilihan biomassa merupakan langkah penting untuk memudahkan tim survei di suatu daerah.

Pada suatu contoh survei yang pernah dilakukan oleh tim kerjar kami di Provinsi Riau adalah dipilih tanaman kelapa sawit, kelapa, sagu, nipah, pinang, dan limbah kayu pada enam kabupaten terpilih seperti di Gambar 8.

31

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Gambar 8. Contoh pilihan biomassa di Provinsi Riau.

2. Penentuan Lokasi Pabrik Pengolahan Penentuan lokasi pabrik pengolahan akan memudahkan implementasi perhitungan biaya, waktu dan tenaga yang dialokasikan untuk penyediaan biomassa. Berdasarkan data lokasi akan ditentukan zona inti, zona penyangga, dan zona pendukung dari sistem penyediaan biomassa. Zona inti merupakan wilayah yang langsung dimiliki, dikelola dan diakses sendiri oleh perusahaan pabrik pengolahan

32

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

biomassa. Zona penyangga merupakan wilayah penyedia biomassa yang dikoordinasikan dengan pihak kedua melalui kontrak kerjasama. Zona pendukung merupakan wilayah penyedia biomassa dimana pelaku bisnis lain terlibat sebagai pesaing, dan ketersediaan biomassanya tidak dilakukan kontrak kerja kerjasama. Pemilahan ini juga sangat memperhitungkan aspek ekonomi, terutama biaya angkut dan harga dasar pembelian biomassa dari daerah sumber. Gambar 9. memilah ketiga zona.

Zona Pendukung

Zona Penyangga

Zona Inti

Gambar 9. Pemilahan zona dari sentra penyedia biomassa berdasarkan perhitungan jarak, waktu dan biaya ke lokasi pabrik pengolah.

3. Pelaksanaan Survei pada Daerah Terpilih Pada saat pelaksanaan survei, anda perlu melakukan pemilahan wilayah dalam bentuk kuadran.

Pemilahan suatu wilayah penyedia biomassa menjadi empat kuadran seperti pada Gambar 10, akan memudahkan pengaturan strategi dan langkah teknis mengenai alokasi jumlah dan kualitas biomassa yang diperlukan untuk pabrik bioenergi dan pembangkit listrik. Hasil perhitungan disajikan dalam bentuk tabel seperti pada Gambar 11a dan 11b.

33

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Gambar 10. Pembagian wilayah penyedia biomassa menjadi empat kuadran

4. Perhitungan luas wilayah biomassa, potensi penyediaan, pemilik biomassa, sarana transportasi, estimasi harga biomassa, dan biaya angkut.

Hasil perhitungan akan berakhr pada kemampuan analis menyampaikan dalam bentuk tabel dari kemampuan penyediaan biomassa dalam satu bulan atau tahun, serta estimasi harga, dan kebutuhan modal untuk pengadaannya.

34

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Gambar 11. Perhitungan hasil survei lapangan dalam bentuk tabel, untuk empat quadran (atas) dan total kuadran (bawah).

35

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

3.7.11 Pelaporan dan Publikasi Pelaporan dan publikasi dilakukan sesuai dengan kebutuhan. Pelaporan merupakan kewajiban akhir dari suatu survei. Tetapi untuk publikasi harus dilandasi kesepakatan dengan penyandang dana survei atau pemilik proyek.

4. PROSES DAN TEKNOLOGI KONVERSI BIOMASSA 4.1 Proses Konversi Biomassa Proses konversi biomassa menjadi energi melalui dua lintasan yaitu (1) dekomposisi kimia, dan (2) penghancuran/penguraian secara biologi. Sedangkan teknologi untuk pendayagunaan biomassa dibagi menjadi empat kelompok dasar yaitu (1) proses pembakaran langsung, (2) proses termokimia, (3) proses biokimia, dan (4) proses agrokimia (Demirbas, 2001 and 2004). a. Proses Pembakaran Langsung (Direct Combustion)

Proses pembakaran langsung ini terjadidengan melibatkan pembakaran biomassa dengan udara berlebih untuk menghasilkan gas buang yang panas. Gaspanas ini digunakan untuk menghasilkan uap dalam boiler. Sebagian besar (97%) pembangkit biopower di dunia menggunakan sistem pembakaran langsung (Demirbas, 2004). Mereka membakar bahan baku bioenergi secara langsung untuk menghasilkan uap dan menjalankan turbin kemudian menghasilkan listrik dengan generator. Uap dari pembangkit listrik juga digunakan untuk proses di pabrik atau untuk pemanas ruangan.

Proses pembakaran biomassa secara langsung dapat melalui dua cara yaitu: Bahan baku biomassa langsung dimasukkan ke dalam tungku pembakaran atau tungku boiler, atau biomassa dicampur dengan batubara dan proses ini juga disebut Cofiring. Hasil akhir dari proses ini adalah panas dan abu.

b. Proses Konversi Termokimia

Proses konversi biomassa dengan termokimia dibagi menjadi lima bagian yaitu; pirolisis, gasifikasi, hidrogenasi, pencairan (pencairan dengan tekanan tinggi atau rendah, dan ekstrasi flui pada kondisi superkritis.

36

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

b.1 Pirolisa Biomassa (Biomass Pyrolysis)

Pirolisa biomassa merupakan pembakaran pada ruang tertutup dan tidak bersinggungan langsung dengan udara bebas. Temperatur pemanasan pada proses ini berkisar 500oC dan akan mengubah biomassa menjadi tiga bagian yaitu gas, biochar, dan crude oil (bio-oil). Ada tiga macam pirolisa, yaitu pirolisa konvensional ataupirolisa lambat (slow phyrolisis), pirolisa cepat (fast pyrolisis), serta Pirolisa kilat (flash phrylosis) yang sangat tergantung pada waktu dan temperatur yang bersentuhan langsung dengan ukuran biomassa pada proses konversi. Pada tabel berikut ini disajikan perbedaan indokator untuk tiga kelompok pirolisa pada biomassa.

Tabel 5. Perbedaan Indikator dari Tiga Tipe Pirolisa

INDIKATOR Pirolisa

Konvensional Temperatur Pirolisa (Pyrolysis temperature-K) 550 - 950 Laju Pemanasan (Heating rate-K/s) 0.1-1 Ukuran partikel (Particle size-mm) 5-50 Waktu tinggal (Solid residence time-s) 450-550

Pirolisa Cepat

Pirolisa Kilat

850 - 1250

1050 - 1300

10-200

>1000

<1

<0.2

0.5-10

<0.5

Sumber: Dermibas (2004).

b.2 Gasifikasi Biomassa (Biomass Gasification) Gasifikasi biomassa adalah proses pengubahan bentuk biomassa menjadi gas pada suhu dan tekanan udara tertentu. Proses gasifikasi juga merupakan bentuk dari pirolisa namun konsentrasi produknya adalah lebih banyak gas daripada biochar ataupun bio-oil atau tar. Pada proses gasifikasi ini, juga muncul panas yang dapat dikombinasikan dengan steam gas turbin yang memanfaatkan buangan panas untuk menjalankan turbin.

Kombinasi gas dan panas tersebut dimanfaatkan lagi menjalankan gas turbin dan steam turbin untuk menghasilkan listrik. Dengan demikian, efisiensi konversi energi pada kombinasi sistem ini mampu mencapai lebih dari 50%.

37

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

b.3 Hidrogenasi Biomassa (Biomass Hydrogenation) Hidrogenasi biomassa merupakan proses konversi biomassa untuk menghasilkan hidrogen.

b.4 Likuifaksi Biomassa dan Likuifaksi Katalitik (Biomass liquefaction (Low and High Pressure Liquefactions) and Catalytic Liquefaction) Proses pengubahan atau konversi biomassa menjadi bahan bakar cair dengan melibatkan katalis, kondisi ini dimungkinkan pada suhu rendah tapi dengan tekanan tinggi.

b.5 Ekstraksi Aliran Superkritis and Ekstraksi Aliran Superkritis Katalitik (Supercritical Fluid Extraction and Catalytic Supercritical Fluid Extraction) Proses ini hampir sama dengan likuifaksi biomassa namun fokus kinerja konversi energi biomassa tersebut sangat mengandalkan karakteristik katalisnya yaitu suhu kritis atau pada tekanan kritisnya.

c. Proses Konversi Biokimia Biomassa yang mengalami proses konversi biokimia, umumnya membutuhkan waktu yang relatif lama karena menunggu kemampuan bakteri pengurai berfungsi dengan baik untuk mengubah biomassa menjadi komponen gas dan limbah padat. Produk bioenergi dari proses ini adalah biogas.

d. Proses Konversi Agrokimia Proses ini terjadi dengan lebih mengandalkan pada produk yang dihasilkan dari kegiatan pertanian, terutama pada proses pengolahan hasil-hasil pertanian seperti ekstraksi tanaman jarak menjadi minyak jarak atau pengolahan tandan buah segar (TBS) menjadi CPO. Kedua produk tersebut langsung digunakan sebagai biodiesel dan tidak memerlukan proses kimia lanjutan.

38

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

4.2 Perkembangan Teknologi Konversi Biomassa Berdasarkan kajian Demirbas (2004), perkembangan teknologi konversi biomassa menjadi berbagai bentuk energi dapat dicatat sebagai berikut: 1. Pembangkit listrik berbasis biomassa dengan cara pembakaran langsung; 2. Pembakaran campuran biomassa dengan batubara (Co-firing with coal); 3. Konversi biologi biomassa dan limbah; 4. Pemadatan biomassa (Biomass densification (briquetting); 5. Pemenuhan kebutuhan domestik masak-kompor dan peralatan pemanas; 6. Konservasi energi di rumah tangga dan industri; 7. Energi surya fotovoltaik dan biomassa berbasis listrik perdesaan; 8. Konversi biomassa untuk minyak pirolitik atau bio-ahan bakar untuk kendaraan; 9. Konversi biomassa menjadi metanol dan etanol untuk mesin pembakaran internal; 10. Ekstraksi biomassa untuk mendapatkan bahan diekstrak; 11. Pengolahan air limbah menggunakan biomassa; 12. Biomassa hidrolisis dan fermentasi dari produk hidrolisis; 13. Ekstraksi bahan bakar agrokimia; 14. Bio-fotolisis; 15. Konversi minyak nabati untuk bio-diesel; 16. Digester anaerobik untuk limbah lumpur dan limbah hewan; 17. Pembakaran biomassa terkendali untuk boiler; 18. Teknologi termo-konversi biomassa.

Bagi penulis, empat peneliti internasional ini yaitu Ayhan Demirbas, A. V. Bridgwater, D.O. Hall, dan Peter Mc Kendry, banyak memberikan landasan pemahaman tentang pendayagunaan biomassa sebagai energi terbarukan melalui publikasi ilmiahnya.  Demirbas berasal dari Turkey dan bekerja di Sila Science and Energy, University Mah, Mekan Sok No. 24 Trabzon, Turkey.  A.V.Bridgwater dari Bio-Energy Research Group, Aston University, Birmingham B4 7ET, UK.  D.O Hall, dari Division Life Sciences. King’s College London, London W8 7AH. UK.  Peter Mc Kendry dariApplied Environmental Research Centre Ltd, Tey Grove, Elm Lane, Feering, Colchester CO5 9ES, UK

39

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

4.3 Strategi Pemilihan Teknologi Konversi Biomassa 12 Kriteria Penentu Berdasarkan pengalaman tim penulis dalam memilih teknologi yang tepat dan terjangkau untuk diterapkan di Indonesia. Ada 12 kriteria yang diterapkan dengan mengkaji sembilan jenis teknologi konversi biomassa menjadi energi terbarukan. Negara penghasil teknologi tersebut umumnya berasal dari Eropa seperti Kanada, Inggris, Perancis, Denmark, dan yang terbanyak adalah Jerman. Tabel berikut ini merupakan contoh dari penerapan kriteria tersebut dalam memilih teknologi konversi biomassa.

Tabel 6. Dua Belas (12) Kriteria untuk Mendukung Pilihan Teknologi Konversi NO KRITERIA

PENJELASAN

1 Negara Produsen

Umumnya adalah Jerman, Belanda, Perancis, Kanada, Polandia, Swiss, dan Inggris.

2 Tipe Produk Teknologi:

a. Steel Kiln

b. Kiln Industri

c. Rotating Reactor

d. Fast Pyrolysis Reactor

e. Nama Produk

Tipe tipe reaktor sepert contoh ini harus anda perhatikan dengan baik untuk mengidentifikasi dan mempertimbangkan pilihan.

Dari tipe reaktor sudah dapat ditentukan kapasitas dan kemampuan konversi biomassa menjadi bentuk energi lain.

3 Tipe Proses Termokimia

Pada proses termokimia ini, biomassa akan diubah menjadi bentuk energi lainnya. Indikator didalam proses ini: kisaran suhu (oC) dan tekanan (bar)

4 Kelayakan Bahan Baku:

a. Jenis Biomassa

b. Pra Perlakuan Biomassa

c. Kuantitas Input/hari (ton)

Identifikasi jenis biomassa yang dapat digunakan dan disesuaikan dengan ketersediaan di wilayah usaha anda.

Pra perlakuan ini sangat ditentukan dengan tipe mesin/ teknologi yang akan digunakan, serta target produk yang hendak dicapai.

Hitung jumlah input dan output dengan seksama untuk mendapatkan teknologi yan efisien dan menguntungkan usaha.

40

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

5 a. Produk Utama

b. Produk Tambahannya

(Volarisation Co-product)

Ada tiga produk utama yang harus diperhatikan yaitu bichar/biocoal, gas, dan biooil.

Jika salah satu produk terpilih maka dua produk lainnya disebut produk tambahan, panas yang timbul dari proses konversi juga merupakan produk tambahan.

6 Produk Produk:

a. Kuantitas Produk/hari (kg)

b. Kualitas Produk

Semakin banyak produk dengan ciri seragam, maka teknologi tersebut semakin baik.

Dalam bioenergi, kualitas produk dinnyatakan dalam satuan MJ/kg atau kcal/kg, dan semakin tingginya maka semakin baik kualitas produk dari teknologi pengolah tersebut.

7 Modus Pemanasan

Modus pemanasan yang terjadi umumnya berasal dari proses kimia atau pada saat pembakaran. Kondisi ini perlu diidentifikasi dengan baik supaya mamapu menempatkan alat tambahan sebagai penangkap panasnya jika ingin dimanfaatkan sebagai sumber energi lagi.

8 Produk Panas

(Heat Recovery System)

9 Modus Operasional

Produk panas harus diidentifikasi secara kuantitatif dan kualitatif untuk memastikan tambahan teknologi pemanfaatan panasnya. Teknologi Pengolah panas

10 Skala Operasional Produksi

Apakah masih skala model, pra komersial, atau sudah komersial dan berskala industri? Posisi ini penting jika ingin dilibatkan sebagai bagian investasi industri.

11 Kemudahan mendapatkan

listrik sesuai kebutuhan (MWe)

Kriteria ini penting untuk dipenuhi oleh sistem dan teknologi yang akan dipilih karena sudah menjadi kebutuhan Indonesia.

12 Fleksibilitas:

a. Kemudahan Pindah

b. Praktis

c. Kontinu (Berlanjut)

Indikator ini sebagai penentu jika teknologi ini akan dipasang pada daerah pedalaman atau daerah yang minim infrastruktur transportasinya.

Hindari sistem pengolahan biomassa yang tidak berlanjut atau hanya per paket. Pilih yang pakai sistem kontinu (berlanjut) untuk memudahkan.

Mudah karena dioperasionalkan oleh tenaga kerja terampil atau sulit karena sudah otomatis sehingga perlu operator berkeahlian tertentu? Jawaban ini perlu dipertegas.

41

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

42

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

43

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

44

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

5. EFISIENSI KONVERSI Efisiensi Konversi adalah Rasio antara output energi yang berguna dari perangkat konversi energi terhadap input energi ke dalamnya. Misalnya, efisiensi konversi modul PV adalah rasio antara listrik yang dihasilkan dan total energi matahari yang diterima oleh modul PV. Jika 100 kWh radiasi matahari yang diterima dan 10 kWh listrik yang dihasilkan, efisiensi konversi adalah 10%.

No INDIKATOR

KONVERSI TERMOKIMIA

PEMBAKARAN

GASIFIKASI PIROLISA

LANGSUNG

1 Tipe Produk - Panas (800-1.000oC) - Gas

- Energi Mekanik - Panas

- Listrik melalui pembakaran - Metanol di boiler - Hidrogen

- Listrik

2 Kemampuan Produksi 100-3.000 MW 30-60 MW

Energi (MW) 3-10.000 MW

3 Efisiensi Konversi (%) 20-40% 40-50%

- Gas - Panas - Metanol - Hidrogen - Listrik Fleksibel dengan kombinasi biochar 80% Biochar (35%)

45

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

6. BIOMASSA: PANGAN VERSUS ENERGI DAN KEBERLANJUTAN 6.1 Biomassa: Pangan versus Energi Tidak terjadi pertentangan antara biomassa untuk pangan, energi, atau untuk papan (fiber) jika dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut: 1. Prioritas hasil pertanian komoditi pangan diutamakan untuk memenuhi kebutuhan pangan.

2. Biomassa untuk energi lebih mengutamakan bahan baku limbah 3. Pilihan untuk energi atau untuk papan (fiber) didasarkan pada pemenuhan lebih dulu kebutuhan, kemudian nilai ekonomi melalui produksi dan penjualan produk bioenergi.

Sarin (2012) memberikan beberapa alternatif solusi untuk menghindari konflik kepentingan antara pangan dan energi: a. Gunakan campuran bidiesel secara optimum. b. Kembangkan sumberdaya biofuel yang membutuhkan lahan-lahan kurang subur. c. Gunakan teknologi terakhir seperti bioteknologi yang mampu menghasilkan tanaman dengan karakteristik gen yang mampu menghasilkan lebih banyak biofuel. d. Dayagunakan lahan-lahan kosong e. Keluarkan kebijakan dan aturan yang tepat. f. Kembangkan kebijakan yang peduli lingkungan dan pembangunan yang pro pada pengentasan kemiskinan (pro-poor).

Pembaca dapat mengkaji lebih dalam perdebatan masalah ini berdasarkan daftar artikel yang penulis kumpulkan berikut ini.

JURNAL : PANGAN VS BAHAN BAKAR Calle, F. R and D. O. Hall. 1987. Brazilian Alcohol: Food versus Fuel?Biomass 12 (1987) 97-128.

Chakravorty, U., M. H. Hubert., and L. Nostbaken. 2009. Fuel versus Food. Annu. Rev. Resour.

Econ.1:645–63.

Clancy, J., S. L. R. Acha and W. Chen. 2014. Biofuels and Food Security: Biting off more than we can chew?Paper presented at WREC XIII, London 4 to 8 August 2014.

Lam, M. K. et al., 2009. Malaysian palm oil: Surviving the food versus fuel dispute for a sustainable future. Renewable and Sustainable Energy Reviews 13: 1456–1464.

Rowe, D. G. 2011. Agriculture Beyond food versus fuel .NATURE. 474. 23 JUNE 2011.

Sarin, A. 2012. The Food Versus Fuel Issue:Possible Solutions. In Biodiesel: Production and Properties.

Cambridge: RSC Pub. http://oclc-marc.ebrary.com/Doc?id=10655136.

Timilsina, G. R. 2012. Biofuels: the food versus fuel debate. CAB Reviews 2012 7, No. 036.

Zhang, Z. et al., 2010. Food versus fuel: What do prices tell us?Energy Policy 38 (2010) 445–451.

46

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

6.2 Keberlanjutan Suplai Biomassa Keberlanjutan suatu usaha yang terkait dengan pendayagunaan sumberdaya alam dapat terjamin jika manajemennya mampu memaduserasikan tiga prinsip dasar yaitu ekonomi, sosial dan lingkungan.

National Research Council, Amerika Serikat (2010), dalam buku yang berjudul â&#x20AC;&#x153;Toward Sustainable Agricultural Systems In The 21st Centuryâ&#x20AC;?. Mengungkapkan bahwa keberlanjutan harus dipilah dan diserasikan lagi dengan empat pilar penting yaitu kelayakan ekonomi, kemampuan memenuhi panganpapan-bahan bakar (food,fiber-fuel), lingkungan dan sumberdaya, serta terjadi peningkatan kualitas hidup bagi masyrakat. Prinsip dari empat pilar tersebut disajikan pada Gambar 12.

Penerapan konsep keberlanjutan ini pada tingkat pengambil keputusan, baik pada tingkat pejabat di pemerintahan maupun pada level direksi, sebaiknya lebih rinci lagi. Aspek neraca air (water balance), neraca energi (energy balance), emisi rumah kaca (greenhouse gas emmision), kemampuan menyerap karbon, pemurnian air, resiko bencana, dan penetapan kawasan konservasi merupakan contoh pertimbangan dari sisi lingkungan. Aspek ekonomi menekankan pada produksi pangan, papan, dan produk industri lainnya. Aspek sosial seperti penciptaan lapangan kerja, peningkatan semangat kerja, kenyamanan dengan sarana rekreasi adalah bagian dari pertimbangan tersebut.

Pertimbangan tiga pilar menjadi pertimbangan multi kriteria dan prioritas tetap mempertahankan kemampuan pelayanan ekosistem dalam setiap langkah pengambilan keputusan untuk pembangunan infrastruktur energi di suatu daerah. Skema pemikiran ini disajikan pada Gambar 13.

Gambar 12.

Empat pilar pendukung keberlanjutan dalam sistem pertanian. NationalResearch Council (2010).

47

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Gambar 13. Pemikiran multikriteria pengambilan keputusan dan prioritas pelayanan ekosistem dalam kebijakan.

7. LAMAN PENYEDIA INFORMASI TENTANG BIOMASSA Laman penyedia informasi tentang biomassa khusus disajikan dengan tujuan sebagai sumber pengetahuan dan pendidikan, membuka cakrawala teknologi, perbandingan riset dan produk, bahkan sebagai panduan awal dalam pembelian peralatan industri yang diperlukan oleh perusahaan anda.

Jika anda melakukan penelusuran di internet, maka anda akan menjumpai beragam informasi tentang energi terbarukan dari lembaga penelitian, universitas, pendidikan dan pelatihan, lembaga swadaya masyarakat, serta perusahaan. Pilihan minat pada pendayagunaan biomassa sebagai bahan baku bioenergi merupakan kriteria penting untuk menyaring informasi tersebut.

48

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Berdasarkan penelusuran informasi di internet, dua kelompok utama yang disajikan pada bagian ini yaitu (1) Lembaga internasional yang didirikan oleh lebih dari satu negara, baik pada tingkat regional atau kawasan seperti Uni Eropa maupun pada tingkat dunia yang dibangun oleh Perserikatan Bangsa-Bangsa atau kelompok negara-negara maju. (2). Lembaga penelitian atau perusahaan yang menyediakan informasi perkembangan kebijakan, informasi pasar, teknologi dan aspek lain yang terkait dengan energi terbarukan khususnya pendayagunaan biomassa.

No

Negara dan Nama Lembaga

Alamat Laman

1.

Lembaga Internasional – R & D IEA – The International Energy Agency (Badan Energi Internasional).

Sebuah lembaga internasional yang didirikan oleh negara-negara produsen – negara konsumen untuk mengkaji empat aspek penting dari energi, ketahanan energi, pembangunan ekonomi, kepedulian lingkungan, dan peran seluruh negara-negara dunia untuk peduli pada energi dan lingkungan.

REN21 adalah lembaga internasional nirlaba yang memiliki kegiatan kajian dan distribusi informasi energi terbarukan.

http://ren21.net/

Phyllis adalah informasi database yang berisi tentang komposisi biomassa

dan limbah. Dari Phyllis Anda dapat memperoleh analisis data biomassa

atau limbah bahan individu atau nilai rata-rata untuk kelompok bahan.

Lembaga ini dibangun dan biayai oleh Pusat Penelitian Energi Belanda

(Energy research Centre of the Netherlands).

2 Lembaga Internasional - Bisnis

Lembaga internasional ini berada di Swedia dan khusus menyediakan

informasi mengenai harga biomassa dalam kondisi alami sebagai

bahan baku energi terbarukan. Dalam lamannya disediakan dua bahasa

yaitu Inggris dan Swedia.

Laman ini menyediakan informasi terkini tentang energi terbarukan,

juga menyediakan info bisnis berupa perkembangan produk, harga,

Enerdata merupakan laman bisnis yang menyediakan informasi semua

aspek terkait dengan energi.

https://www.ecn.nl/ phyllis2/

IEA Bioenergy – The International Energy Agency (Badan Energi Internasional khusus Bioenergi) ETDE- Energy Technology Data Exchange merupakan laman (website) yang diterbitkan oleh IEA terkait dengan informasi dan publikasi berbagai hasil penelitian dasar, terapan, dan teknologi seantero dunia yang telah diterbitkan melalui jurnal, dipresentasikan melalui seminar dan workshop.

Sistem kerjanya akan terakses ke laman WorldWideEnergy.org.

http://www.iea.org/

http://www.ieabioenergy.com/

http://www.etde.org/ dan WorldWideEnergy.org.

http://www.palmshells.com

http://www. enewableenergyworld.com http://yearbook.enerdata.net/

49

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Inggris

Biomass Reseach Centre adalah lembaga riset bidang energi terbarukan

berbasis pada biomassa. Lembaga ini milik Pemerintah Inggris dan masih http://www.

dapat diakses oleh publik kendati sudah tidak dibiayai lagi. biomassenergycentre.org.uk

Amerika Serikat

Pusat Energi Terbarukan dan Pendayagunaan Biomassa

(The Centers for Renewable Energy and Biomass Utilization) merupakan http://www.undeerc.org/

lembaga penelitian yang berlokasi di Universitas Dakota Utara, USA renewables

(North Dakota University) dan dimiliki EERC â&#x20AC;&#x201C; Energy and Enviromental Reseach.

Biomass Magazine:

Majalan ini diterbitkan di Amerika Serikat dan khusus membahas

hampir semua aspek pendayagunaan biomassa sebagai bahan http://biomassmagazine.

baku energi terbarukan. Laman ini juga menyajikan versi digital dan com/

dapat diunduh oleh pembacanya.

NREL-National Renewable Energy Laboratory merupakan lembaga penelitian miliki pemerintah Amerika Serkat yang khusus melakukan penelitian bidang energi terbarukan terutama pendayagunaan biomassa.

Asia â&#x20AC;&#x201C; Pacific

Asia Biomass Office:

Lembaga yang didirikan untuk Asia dengan sponsor utama dari Pemerintah Jepang ini memiliki fungsi sebagai lembaga penelitian, pendidikan dan kerjasama untuk pendayagunaan biomassa.

http://www.nrel.gov/ biomass/

http://www.asiabiomass.jp/ english/

50

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

DAFTAR Pustaka Buku Acuan Ruppert, Hans, M. Kappas, and Jens Ibendorf. 2013. Sustainable bioenergy production-- an integrated approach. Dordrecht: Springer. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-007-6642-6.

Seifert, T. (ed.), Bioenergy from Wood: Sustainable Production in the Tropics,Managing Forest Ecosystems 26, DOI 10.1007/978-94-007-7448-3__1.

Artikel dari Jurnal Ilmiah Demirbas, A. 2001. Biomass resources fasilities and biomass conversion processing for fuels and chemicals. Energy Conversion and management 42: 1357-1378.

Demirbas, A 2004. Current Technologies for the Thermo-Conversion of Biomass into Fuels andChemicals, Energy Sources, 26:8, 715-730, DOI: 10.1080/00908310490445562.

Larson, E. D. 1993. Technology for electricty and fuels from biomass. Annu. Rev. Energy Environ.

18: 567-630.

Lyster, Rosemary, Renewable Energy in the Context of Climate Change and Global Energy Resources (August 2013). Published as ‘The Challenges for Renewable Energy in the Context of Climate Change’ in Paul Babie and Paul Leadbeter (eds), Law as Change: Essays in Honour of Adrian Bradbrook (University of Adelaide Press, 2013); Sydney Law School Research Paper No. 13/61. Available at SSRN: http://ssrn.com/abstract=2315911 Karlen, D. L. and J. M. F. Johnson. 2014. Crop Residue Considerations for Sustainable BioenergyFeedstock Supplies. Bioenerg. Res. 7:465–467. DOI 10.1007/s12155-014-9407-y Kumarappan, Subbu, Biomass Supply Chains for Biofuel Production – Contracting Issues (July 22, 2009). Sixth Annual World Congress on Industrial Biotechnology & Bioprocessing, Montreal, Canada, 2009. Available at SSRN: http://ssrn.com/abstract=1433047 orhttp://dx.doi. org/10.2139/ssrn.1433047 Long, H. et all., 2013. Biomass resources and their bioenergy potential estimation: A review.

RenewableandSustainableEnergyReviews26: 344–352.

McKendry P. 2003. Energy production from biomass (part 3): gasification technologies.Bioresource Technology: 83(1):55–63.

51

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Raboni, M. and G. Urbini. 2014. Production and use of biogas in Europe: a survey of current status andperspectives. Ambiente & Água - An Interdisciplinary Journal of Applied Science. Rev. Ambient. Água vol. 9 n. 2 Taubaté - Apr. / Jun. 2014.

Seuring, S. and L. Preuss. 2008. From a literature review to a conceptual framework for sustainablesupply chain management. Journal of Cleaner Production 16 : 1699–1710.

Sonal, Ruhi, Biomass Gasification: Economic Viability and Social Aspects of Rural Electrification (October, 10 2009). Available at SSRN: http://ssrn.com/abstract=1486607 orhttp://dx.doi. org/10.2139/ssrn.1486607 Tucker, C. J. 1980. A critical review of remote sensing and other methods for non-destructive estimation of standing crop biomass. Grass and Forage Science 35:177-182. van der Stelt, M.J.C. et al., 2011. Biomass upgrading by torrefaction for the productionof biofuels: A review.Biomassand bioenergy 35: 3748-3762.

Voivantas, D., D. Assimacopoulos, E. G. Koukios. 2001. Assessment of biomass potential for power production: a GIS based method. Biomass and Bioenergy 20: 101-112.

Wolfsmayr, U.J. and Rauch P. 2014. The primary forest supply chain: A literature review. Biomass and bioenergy 60: 203-221.

Laporan Penelitian FAO 1997. Estimating Biomass and Biomass Change of Tropical Forests: a Primer. (FAO Forestry Paper - 134).

FAO. 2004. Unified Bioenergy Terminology Majalah Bioenergy Insight Majalah ini dapat diakses dilaman http://www.bioenergy-news.com/ Bioenergy International Majalah ini dapat diakses dilamanhttp://issuu.com/horseshoemedialtd

52

BIOENERGI NUSANTARA

www.bioenerginusantara.com

Biofuel International Majalah ini dapat diakses dilaman http://www.biofuels-news.com/.

Alamat Lengkap: Horseshoe Media Ltd, Marshall House, 124 Middleton Road, Morden, Surrey. SM4 6RW Registered in England No. 5635474. VAT GB 867 9796 31 - See more at: http://www.biofuels-news. com.

Biomass Majalah ini dapat diakses dilamanhttp://www.bbiinternational.com Biodiesel Majalah ini dapat diakses dilamanhttp://www.bbiinternational.com Ethanol Majalah ini dapat diakses dilamanhttp://www.bbiinternational.com Website untuk data

Phyllis2, database for biomass and waste,https://www.ecn.nl/phyllis2. Energy research Centre of the Netherlands.

53

Lampiran 1. Karakteristik biomassa dari bagian komponen tanaman.

FUEL PROPERTIES NAME OF COMODITIES

No

ID-NUMBERS ECN

Proximate Analysis Moisture content ar dry daf

ar

wt%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

dry

daf

ar

dry

Fixed Carbon daf

ar

wt%

wt%

dry

Carbon daf

ar

wt%

dry

Kelapa Sawit (Palm Oil) Empty Fruit Bunches palm oil Palm oil kernel shell Palm oil mesocarp fiber

#2932 #2940 #2936

57.20 21.40 37.20

2.19 3.44 2.08

5.12 4.38 3.32

19.49 36.69 29.47

45.53 46.68 46.92

0 1

Kelapa (Coconut) Coconut shell

#3080

14.30

0.60

0.70

44.48

0 1

Karet Rubber

#2172

0.45

46.82 47.03

39.42

39.6

74.76

13.31

13.37

25.24

0 1

Kakao cacao

#884

13.40

9.09 10.50

58.71

67.8

75.75

18.79

21.7

24.25

2

cacao shells

#1767

8.00

3

cacao hulls

#1236

0

Padi

1

Rice husk

#2876

11.20

18.29 20.60

2

rice straw

#2786

7.01

15.64 16.82

3

Untreated rice

#766

0

Jagung maize

#401

corn cob

#2791

7.04

2.9

3.12

72.67

78.17

80.69

17.39

18.71

19.31

3.49

3.7

73.41

77.9

80.89

17.34

18.4

19.11

82.33

83.3

16.51

16.7

8.00

8.25

0

Tebu

1

Sugar cane

#3170

5.77

2

sugar cane bagasse

#3180

1.17

0

Singkong (Cassava)

#873

14.00

2.32

2.70

7

containing particle boards

#392

17.40

H.A.van der Sloot and P.A.J.P.Cnubben: Verkennende 18.91 17.02 18.49 20.10 evaluatie kwaliteitsbeinvloeding poederkoolvliegas, ECN-report ECNC-00-058, 88 p. (2000).

33.19

36.17

19.04

20.75

37.86

42.64

53.70

100

100

100 10.70 12.36 15.57

11.90

13.40

34.76

37.38

44.94

100

100

100 12.50 13.63 16.38

13.67

14.70

0.17

0.19

0.22

29.11

43.24

47.00

51.09

5.06

5.50 5.98

2.81

3.05

3.32

0.19

0.21

0.23

33.27

48.23

52.57

2.98

3.25

0.12

0.13

#2596

Sumber: https://www.ecn.nl/phyllis2

16.01

3.39

5.68

hardboard

100 14.71 16.20 17.61

3.03

47.74

6

100

2.62

47.18

2.10

100

5.24 5.85

5.65

1.85

39.30

4.54

49.53

12.00

36.16

52.96

47.7

#872

20.54 16.07 18.56 20.74

47.4

44.95

softboard

18.38

41.05

5.68 5.86

5

15.92

24.84

5.28

#1487

14.6 17.24 19.26

24.73

48.01

plywood

100

0.36

46.51

4

100

0.19

43.24

5.90

100

0.19

5.37 5.87

#1780

37.56

0.27

48.77

Teak Limbah Hutan

33.62

0.14

44.62

3

20.00

0.14

8.50

25.60

10.60

2.46 4.65

0.52

#2119

10.55

2.45

4.80 5.90

Gmelina arborea

99.99 10.00 10.06 18.99

47.83

46.64

2

100

25.33

37.95

#1460

100

25.22

18.63

Wood, Kikar (Acacia)

46.89

0.02

0.18

18.58 33.02 26.79

43.4 42.01 42.66

45.74 43.93 44.12

98

7.3

1.7

1.83

90.89

0.60

0.73

1.98

0.98

61.75

98.05

99.88

77.00

77.46

83.00

83.82

0.11

11.92

0.12

0.12

0.11

37.27

45.80

100

100

14.20 17.45

15.25

18.74

0.41

0.45

0.05

0.05

39.57

43.25

100

100

16.51 18.04

17.69

19.33

0.44

0.47

0.49

0.08

0.09

0.09

41.02

44.13

45.55

100

100 15.05 16.38 16.91

16.38

17.62

18.19

6.00 6.23

0.47

0.5

0.52

0.15

0.16

0.17

39.52

41.94

43.55 100.28 100.29

100.3 15.64 16.75 17.39

17.02

18.06

5.75

0.14

0.15

44.67

45.2

98.85

18.89 19.14

22.40

22.54

16.02

16.18

2.10

2.09

3.50

82.14

83.89

15.77

49.59

42.68

46.04

46.9

45.89

46.17

34.22

46.00

46.46

4.46

6.00 6.06

0.52

0.70

0.71

48.56

51.60

52.71

5.65

6.00 6.13

0.24

0.26

0.27

48.13

49.16

1.45

1.48

42.90

48.75

49.80

5.30

6.02 6.15

0.30

0.34

0.35

41.30

48.02

49.36

5.20

6.05 6.21

0.42

0.49

0.50

49.80

51.61

1.04

1.08

16.11

98.83

6

5.74 5.85

0.27

0.28

0.19

0.21

0.21

0.11

0.11

0.02

0.02

0.02

5.87 6.00

6.05 6.27

0.14

0.19

0.19

42.79

46.16

47.02

47.43

47.72

34.22

46.00

46.46

99.87 13.77 19.35 19.54

15.37

20.66

39.71

42.20

43.11 102.04 102.16 102.21 17.63 18.89 19.30

19.01

20.20

42.46

43.37

0.00

0.00

0.04

0.05

0.05

37.50

42.61

43.53

0.09

0.10

0.11

36.40

42.33

43.50

0.15

0.16

39.43

40.86

100

100

100

16.4

18.92 19.04

20.25

100

100

17.68 18.06

99.90

99.88

99.88

15.4 17.79 18.17

16.81

19.10

99.77

99.73

99.72 15.04 17.88 18.38

16.51

19.20

100

http://edv1.vt.tuwien.ac.at/AG_HOFB A/BIOBIB/Biobib.htm (1997).

A. Demirbas: Calculation of higher 16.7 17.98 18.56 heating values of biomass fuels. Fuel 76 (5) pp. 431-434 (1997).

17.4 19.02

Antal,M.J., Allen,S.G., Dai,X, Shimizu,B., Tam,M.S. and Grønli: Attainment of the theoretical yield of carbon from biomass. Ind. Eng. Chem. Res. 39 (2000) 4024-4031 S.-H. Jung, B.-S. Kang, J.-S. Kim: Production of bio-ol from rice straw 17.7 18.03 and bamboo sawdust…….J. Anal.

Appl. Pyrolysis 82 (2008) 240-247

18.5 19.24

100

99.87

S.-H. Jung, B.-S. Kang, J.-S. Kim: Production of bio-ol from rice straw and bamboo sawdust…….J. Anal.

Appl. Pyrolysis 82 (2008) 240-247

C. Wilén, A. Moilanen and E. 18.7 17.96 19.06 19.79 Kurkula: Biomass feedstock analyses, VTT publications 282, Espoo 1996.

101.94 102.02

99.90

14.53 17.85

0.00

46.03

6.08 6.12

O. Kitani and C. W. Hall: Biomass 18.91 20.61 Handbook, Gordon and Breach science publishers, New York (1989).

N. N. X. Dung, L. H. Manh and P. Uden: Tropical fibre sources for pigs-digestibility, digesta retention and estimation of fibre digestibility in vitro. Animal Feed Science and Technology 102(1-4) (2002) 109-124.

44.23

100

8.53 16.10 ATO laboratories

P. D. Grover: Thermochemical characteristics of biomass residues for gasification, Indian Institute of Technology, Delhi, India (1989).

P. Thy, B.M. Jenkins, C.E. Lesher, S.Grundvig: Compositional constraints on slag formation and 17.67 14.20 15.27 18.35 potassium volatilization from rice straw blended wood fuel. Fuel Processing Technology 87 (2006) 383408

0.09

100

8.49

16.88 10.29 11.59 14.59

0.64

47.65

5.32

17.90 19.51

0.23

1.50

5.77

97.82

0.19

1.50

3.91

MJ/kg

20.74

0.02

1.12

daf

20.59

0.02

0.94

MJ/kg

dry

17.65

0.16

0.87

Literature (Sources of Data) HHVMilne

ar

58.29 16.21 19.32 19.46

0.16

4.93 5.92

daf

58.58

0.14

4.58

MJ/kg

dry

64.5

5.8 5.84

47.78

daf

17.94 7.45 17.41 18.35 Y. Uemura, W.N. Omar, T. Tsutsui, 20.69 14.5 18.44 19.29 S.Bt.Yusup: Torrefaction of oil palm 20.28 11.61 18.49 19.12 wastes. Fuel 90 (2011) 2582-2591.

4.97

39.75

ar

dry

17.02 19.78 19.61

52.27

36.96

wt%

ar

7.28 15.55 12.32

51.9

19.91

daf

100 5.38 15.83 16.68 100 14.02 18.5 19.35 100 10.6 18.32 18.95

0.05 0.06 0.09

16.56

dry

Gross calorific value (HHV)

100 100 100

0.04 0.06 0.09

15.4

ar

Net calorific value (LHV)

100 100 100

0.02 0.05 0.06

5.23 5.70

daf

wt%

0.47 1.06 1.16

0.70

1

dry

0.45 1.01 1.12

0.56

Kehutanan Tanaman Hutan

ar

0.19 0.79 0.7

0.49

0

daf

47.99 19.49 45.53 48 48.82 4.61 5.86 6.13 48.53 3.7 5.89 6.09

4.76 6.00

#2822

dry

Total with halides

Oxigen

wt%

4.23

Bamboo sawdust

ar

wt%

39.60

2

80.09

daf

31.44

#2065

66.62

wt%

dry

27.92

Bamboo

61.95

ar

31.49

1

68.51

daf

25.00

Bambu

54.4

dry

22.20

0

48.31

ar

Sulphur

25.94

cassava residues

74.06

daf

Nitrogen

23.80

1

67.95

Hidrogen

wt%

0 1 2 3

7.36

Calorific Values

Ultimate Analysis

Volatile matter

Ash content

100

18.96

20.37

17.99 18.09

J.S. Han: Properties of Nonwood fibers. 1998 Proceedings of the Korean Society of Wood Science and Technology annual meeting.(1998)

J.A. Fuwape, S.O. Akindele: Biomass yield and energy value of some fast20.86 13.40 18.01 18.19 growing multipurpose trees in Nigeria. Biomass and Bioenergy 12 (1997) 101-106.

20.63 19.20 20.40 20.84 ECN laboratories.

S. Gaur and T. B. Reed: Thermal data for natural and synthetic fuels, Marcel Dekker, New York, 259 p.

(1998).

PNEM, PGEM and BFI: Thermische 19.51 17.07 19.40 19.82 houtbewerking (confidential report, in Dutch) (1993).

PNEM, PGEM and BFI: Thermische 19.73 16.51 19.20 19.73 houtbewerking (confidential report, in Dutch) (1993) http://edv1.vt.tuwien.ac.at/AG_HOFB 20.08 20.81 A/BIOBIB/Biobib.htm (1997).

19.36

18.87 19.27