1

ENERGI BIOMASAENERGI BIOMASA

• Tumbuh-tumbuhan• Limbah padat tumbuh-tumbuhan

• Biogas• Algae

2

SUMBER ENERGI BIOMASA

POTENSI SUMBER DAYA BIOMASA�DAPAT DIPERBARUI (RENEWABLE)�BERKELANJUTAN SELAMA PRODUKSINYA DIPERTAHANKAN�TERDAPAT KURANG LEBIH 300,000 SPESIES TANAMAN

YANG DAPAT DIMANFAATKAN SEBAGAI SUMBER ENERGI BIOMASA.

�DI PERMUKAAN BUMI TERDAPAT 1,800 MILYARD TON C SEBAGAI STOCK RESOURCES (HANYA 170 MILYARD TON/TAHUN CARBON DALAM BENTUK SIKLUS CARBON TERTUTUP DAN CO2 NETRAL) YANG TERDISTRUBUSI SECARA MERATA DIPERMUKAAN BUMI.

REKAYASA PRODUKSI SUMBER DAYA BIOMASA�UNTUK MENGHASILKAN BIOMASA DIBUTUHKAN SEJUMLAH

ENERGI (DALAM PERTANIAN ENERGI YANG DIPERLUKAN LANGSUNG DAN TIDAK LANGSUNG)

GAMBARAN UMUM ENERGI BIOMASA

PENTING

Jumlah 80% dari nergi terbarukan dunia

Kebanyakan orang diBelahan dunia lain

Menggunakan biomasa untukMemasak dan memanaskan

3

KELEBIHAN

Murah

Siap pakai

Hampir tersedia secara lokal

KEKURANGAN

Beresiko bagi kesehatan

Beban kerja tinggi

Adanya emisi CO2

Memungkinnya degradasi lahan

PENGGUNAAN DI BEBERAPA NEGARA(Juta Jiwa)

2000 2030

China 706 645

India 585 632

Other Asia 420 456

Sub-Sahara Africa 583 996

Latin America 96 72

4

ENERGI BIOMASA

ETHANOLBIODIESEL

CAIRAN

CH4GAS PIROLISA

GAS

KAYU BAKARARANG KAYUSEKAM PADI

PADATAN

BAHAN BAKAR BIOMASA

ELEKTRIK, MEKANIK,PANAS

ENERGI PLANTATION SEBAGAI ISSUE YANG PENTING DAN STRATEGIS DALAM ERA

GATT,AFTA,NAFTA

ENERGI BIOMASSA ~ bioEnergy

• Energi Biomassa, adalah energi turunan yang diperoleh dari bahanorganik

• Penggunaan energi ini, secara signifikan dapat mengurangi emisigas (rumah kaca)

• Komponen bahan organik dari limbah industri dan perkotaan, tanaman, limbah pertanian/hasil hutan, limbah rumah tangga danTPS/TPA dapat menjadi sumber yang efeisien untuk energiBiomassa

• Plant yang disediakan bagi pengembangan energi biomassa, semakin berkembang dan luas. – China menargetkan 13,5 juta hektar bagi fuel wood pada tahun 2010– Brazil, menyediakan 3 juta hektar tanaman eukaliptus untuk kebutuhan

bahan bakar arang– Swedia, 16.000 hektar untuk pohon willow untuk menghasilkan energi– US, 50.000 hektar lahan pertanian telah dikonversi menjadi wood plant

dan akan semakin luas hingga 4 juta hektar pada 2020

5

PEMANFAATAN ENERGI BIOMASA

Meningkatkan pasokan energi bersih

Meningkatkan ekonomi desa

Meningkatkan perlindungan lingkungan

& pembangunan berkelanjutan

Jerami 650 Mton, 50% dapat digunakan

sebagai energi setara

210 MTCE

Jerami 650 Mton, 50% dapat digunakan

sebagai energi setara

210 MTCE

Limbah industri kayu : 270Mton, 30% dapat

digunakan sebagai energi, setara 50MTCE

Limbah industri kayu : 270Mton, 30% dapat

digunakan sebagai energi, setara 50MTCE

Biogas dari peternakan100MTCE

Biogas dari peternakan100MTCE

Limbah rumah tangga 155 Mton, setara 25MTCE

Limbah rumah tangga 155 Mton, setara 25MTCE

Potensi Biomasa

Di China

385 MTCE

Potensi Biomasa

Di China

385 MTCE

1.Contoh Kasus Pemanfaatan Energi

Biomasa Di China

1.Contoh Kasus Pemanfaatan Energi

Biomasa Di China

•Chuangzhi Wu and Haibin LI•Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese A cademy of Sciences

6

Limbah Vegetable Oil

Limbah lemak dan minyak1 juta ton/tahun

Minyak biji kapasMinyak KelapaMinyak Jarak

Minyak KemiriMinyak Sawit

Biodiesel: 2 juta ton/tahun

a. Waste materialLarge amount-clean energy

b. Energy cropsScale-up

c. Non-edible speciesFood security-Marginal land for production

Tipe Biomasa DASAR PENGGUNAAN

Marginal land Marginal land Marginal land Marginal land developmentdevelopmentdevelopmentdevelopment----

Protect existing cropland, Protect existing cropland, Protect existing cropland, Protect existing cropland, forest and grasslandforest and grasslandforest and grasslandforest and grassland

Development of energy crop Development of energy crop Development of energy crop Development of energy crop agriculture and energy forest agriculture and energy forest agriculture and energy forest agriculture and energy forest industryindustryindustryindustry----enlarge the supply of enlarge the supply of enlarge the supply of enlarge the supply of biomass resourcebiomass resourcebiomass resourcebiomass resource

Priority: Priority: Priority: Priority: Resource utilization and Resource utilization and Resource utilization and Resource utilization and environmental protectionenvironmental protectionenvironmental protectionenvironmental protection

•Chuangzhi Wu and Haibin LI•Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese A cademy of Sciences

7

AAPembangkit Listrik

BBBahan bakar cair

CC

Bahan bakar gas

DD

Bahan bakar pelet

Pemanfaatan Energi BiomasaPemanfaatan Energi Biomasa

Component separation

Non-edible oil & fat

Hydrolysis

Pretreatment

Fermentation

Esterify

Pyrolysis & catalytic cracking

Gasification

Product separation

Refining

Heat & Power

Liquid fuel

Chemicals

CH4/H2

Power

Synthesis

Combustion

Residue

Separation

Microbe

Gas fuelNon-edible sugar and

starch

Cellulose

ROADMAP TEKNOLOGI BIOMASA

High moisture content biomass

8

EtheneAcetic acid

Heat/Power

SiO2

Fertilizer

TeknologiTeknologi KonversiKonversi BioBio

Feedingstuff

Straw & sugar crops

Ethanol

Butanol……H2

CH4

Pre

-tr

eatm

e nt

Hy d

rol y

sis

Sep

arat

ion

&

Con

cent

ratin

g

Che

mic

al

conv

ersi

on

Com

bust

ion

Residue

Cellulose enzyme

Residue

Drying

Bacteria reconstruction

Micro-algae

Ste

pp

ed

Fer

men

tati

on

Syn

chro

ferm

enta

tion

So

l id b

iom

ass

Pyrolysisliquefaction

Catalytic de-oxygen liquefaction

Bio-oil

Fuel gas

Separation Chemicals

Chemical modulation

Boiler Fuel

Catalytic synthesis

Combustion

Diesel

Gasoline

Heat & Power

Methanol

TeknologiTeknologi konversikonversi biomasabiomasa padatpadat keke kimiakimia termaltermal

Fractionation

DME

CH4GasificationH2

Syngas

Reforming

RefiningVehicle fuel

9

Lipi

d ab

stra

ctio

n

Feedingstuff

Glycol……

Oil

plan

t &

alg

ae

Oth

er li

pid

High value conversion

Esterification

acetone

Chemicals Enzyme

Se p

arat

ion

Catalyst

Fertilizer

High value conversion Medicine

……

Technologies for biodiesel

BiodieselLipid

Residue

Glycerin

POTENSI BIOMASA

10

Penggunaan Biomassa

• Walaupun pembakaran biomassa, akan samamenghasilkan CO2 (seperti juga BB Fosil), namunsecara keseluruhan, kesetimbangan kimia di alam akanberbeda. Setiap dikembangkannya plant baru, secaraaktual CO2 di alam akan diserap oleh tanaman, sehingga net emisi CO2 bisa NOL selama penanamantanaman terus dilakukan untuk kebutuhan energibiomassa

• Penggunaan biomassa secara langsung (dibakar) sangat tidak efisien

• Konversi biomassa padat menjadi BB gas atau BB cairdengan memanaskannya dalam O2 terbatas terlebihdahulu, aan meningkatkan nilai kalor dan pada akhirnyaakan meningkatkan efisiensi

HAMBATAN-HAMBATAN KUNCI PRODUKSI UNTUK ENERGI BIOMASSA MELIPUTI

• Penghalang Teknis : biaya investasi yang tinggiberdedikasi perkebunan, dan rendahnya produktivitasbiomassa.

• Penghalang Keuangan : kurangnya investasi di sektorkehutanan, kesulitan dalam mengakses keuangan, dankurangnya insentif.

• Penghalang Kelembagaan : kurangnya koordinasi antaraberbagai instansi pemerintah, kurangnya mekanismeuntuk interaksi dengan sektor swasta, tidak adanya agenyang ditunjuk untuk mempromosikan energi biomassa / perkebunan dan kurangnya akses terhadap keahlian diperkebunan di lahan rusak

• Penghaang Kebijakan : jelas, dan tidak mendukungkebijakan pemerintah yang bias dan tidak adanyastrategi atau prioritas nasional untuk mempromosikanpenggunaan energi biomassa.

11

Proses konversi biomasa

Pirolisis dan Gasifikasi• Proses pirolisis, mengacu pada proses dimana bahan

BIOMASSA diberi temperatur tinggi dalam keadaan tanpaudara dengan maksud agar terjadi dekomposisi (prosespengarangan)

• Hasil akhir dari proses ini adalah campuran dari Padatan(char), cairan (oxygenated oils) dan gas (methane, carbon monoxide, and carbon dioxide).

• Pirolisis biasanya menjadi tahap awal dari proses gasifikasi• Teknologi gasifikasi biomassa, menjadi subjek yang menarik

secara komersial pada beberapa dekade terakhir.• Proses gasifikasi dilakukan dengan memanaskan biomassa

dalam keadaan dimana biomassa padatan dipecah menjadibentuk yang mudah terbakar sebagai gas rendah-kalori.

• Gas hasil gasifikasi ini kemudian dibersihkan dan difilter untukmenghilangkan kandungan kimianya.

• Dalam penggunaannya, gas lebih memiliki efisiensi yang lebihbaik dalam sistem pembangkit gas turbin untuk menghasilkanlistrik.

12

• Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik dengan pemanasan. • Pirolisis adalah kasus khusus dari thermolysis terkait dengan proses kimia terjadi

secara spontan pada temperatur tinggi (misalnya, di atas 300 °C

Directorate General of Electricity and Energy UtilizationRepublic of Indonesia

13

Gasifikasi untuk menghasilkan tenaga

Alur Hasifikasi dari panas menjadi sumber tenaga (energi)

TEKNOLOGI TUNGKU …..

14

Efisiensi tungkuPersamaan reaksi secara umum dituliskan sbb.:

C3H8(g) + 5 O2(g) --> 3 CO2(g) + 4 H2O(g)

Tabel1. Komposisi dan nilai kalor beberapa bahan bakar

14400-174000.3-37-22-34- 423-535 - 45Kayukering

2900312--184Batu bara

AbuH2OSO-NHCNilai Kalor (kj/kg)

Komposisi (%berat)

Bahan Bakar

Pertamina:NILAI KALORI BAHAN BAKAR PADA UMUMNYA ANTARA 18300~19800BTU/LB ATAU 10160~11000 KCAL/KG

Pengukuran efisiensi tungku dan penggunaan panas efektifuntuk memasak dilakukan dengan menentukan nilai-nilai benikut (lihatgambar):

15

A

q4Teσ

σ

E = =

dengan e = emisivitas benda

= nilai tetapan Stefan-Boltzmann(1730.10-12 Btu / ft2 hr 0F)

T= temperatur absolut benda

GGGG ATQ 4..σε=

∑ 3..1LQ

∑ 5..1LQ

Parameter pengukuran1.Panas pembakaran (QG) dengan Pendekatan

1.Komponen Panas Hilang-QL1 = U1.A1.T1-QL2 = K2.A2.T2-QL3 = M3.Cp5.TG-QL4 = h4.A4.T4-QL5 = M5.Cp5.TG

2.Panas Efektif dan Efesien tungku

Qe1 = QG-

Ef1 = Qe1/QGPanas Efektif dan Efesien memasak

Qe2 = QG -

atau Qe2 = Qe1 - (QL4+QL5)Ef2 = Qe2/Qe1

Efisiensi system (total)EfT = Qe2 / QG