Download - Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
1/121
PROSIDING SEMINAR NASIONAL
ENERGI HAYATI SEBAGAI SOLUSI KRISIS ENERGI:PELUANG DAN TANTANGANNYA DI INDONESIA
SURAKARTA, 8 APRIL 2006
JURUSAN BIOLOGIFMIPA UNS SURAKARTA
KETUA PANITIA:
DR.SUGIYARTO,M.SI.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
2/121
ii
PROS IDING SEMINAR NASIONAL
ENERGI HAYATI SEBAGAI SOLUSI KRISIS ENERGI:PELUANG DAN TANTANGANNYA DI INDONESIA
SURAKARTA, 8 APRIL 2006
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
3/121
iii
DAFTAR ISI
SEMINAR NASIONAL ENERGI HAYATI SEBAGAI SOLUSI KRISIS ENERGI;PELUANG DAN TANTANGANNYA DI INDONESIA
SURAKARTA 8 APRIL 2006
SAMBUTAN KETUA PANITIA iii
MAKALAH UTAMA1. Makalah Kunci: Prospek Pemanfaatan Kekayaan Hayati sebagai Sumber Energi
Utama Masa Depan oleh Prof. Dr. Ir. Martin Djamin, M.Eng (Staf Ahli MenteriRiset dan Teknologi RI/Peneliti BPPT)
1
2. Makalah I: Prospek Pengembangan Industri Biodiesel di Indonesia Ditinjaudari Aspek Ilmiah dan Bisnis oleh Dr. Ir. Tatang Hernas Soerawidjaja (KetuaForum Biodiesel Indonesia/Staf Pengajar Departemen Teknik Kimia ITB)
9
3. Makalah II: Kebijakan Pertamina dalam Pengembangan Biodiesel oleh Ir. MutiaEkasari (PT PERTAMINA)
16
4. Makalah III: Potensi dan Kendala Pemanfaatan Limbah Industri Kelapa Sawituntuk Sumber Energi Hayati oleh Dr. Siswanto, DEA APU (Peneliti BPBPIBogor)
20
5. Makalah IV: Menggagas Rehabilitasi Hutan dan Lahan dengan KomoditasTanaman Sumber Energi di DAS Solo oleh Dr. Ir. Harry Santosa (DirekturPengelolaan DAS Dirjen Rehabilitasi Lahan dan Perhutaan, DepartemanKehutanan RI)
24
6. Makalah V: Merintis Pemanfaatan Bahan Organik sebagai Sel Surya di DaerahTropis, Kendala dan Harapan ke Depan oleh Dr. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc(Peneliti Sel Surya; Pengajar Jurusan Fisika FMIPA UNS)
30
7. Makalah VI: Keanekaragaman Hayati Indonesia dan Pemanfaatannya untukSumber Energi oleh Prof. Drs. Sutarno, M.Sc.Ph.D (Penelitia Biodiversitas/Pengajar Jurusan Biologi FMIPA UNS)
38
MAKALAH PENUNJANG1. Fermentasi Etanol dari Pati Singkong oleh Saccharomyces cerevisiae yang diko-
kultur dengan Rhizopus oryzae oleh Tjahjadi Purwoko, M.Si (Jurusan BiologiFMIPA UNS)
43
2. Fotodegradasi Fenol dengan Katalis Titanium Oksida dan Titanium SilikatMesopori-Mesostruktur oleh Hari Sutrisno, Retno Arianingsih dan Ariswan(Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta)
47
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
4/121
iv
3. Identifikasi Asam Lemak Hasil Hidrolisis Asam Klorida pada Berbagai MetodePreparasi Minyak dari Biji Jarak Pagar (Ricinus communis Linn.) oleh PadmonoCitroreksono, Rizal Alamsyah, & Djumhawan Ratman Permana (Pusat PenelitianBioteknologi, LIPI, Cibinong-Bogor)
51
4. Pembuatan Bahan Bakar Biodiesel dari Minyak Jarak; Pengaruh Suhu danKonsentrasi KOH pada Reaksi Transesterifikasi Berbasis Katalis Basa oleh
Triana Kusumaningsih, Pranoto, dan Ragil Saryoso (Jurusan Kimia FMIPA UNSSurakarta)
57
5. Biodisel yang Harus Dikembangkan dan Upaya-upaya yang Perlu DilakukanPemerintah untuk Mendorong Pemanfaatannya di Indonesia oleh HendrawanAbdillah (Mahasiswa UGM Yogyakarta)
64
6. Identifikasi Potensi Produksi Biogas dari Limbah Cair Tahu denganMenggunakanReactor Upflow Anaerobic Sludge Blanket(UASB) oleh Wagiman(Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, UGMYogyakarta)
72
7. Pemanfaatan Energi Hayati dalam Pembuatan Genteng dan Bata di DesaPejaten, Kediri, Tabanan-Bali oleh I Dewa Putu Darma & Siti Fatimah Hanum(Kebun Raya Eka Karya Bali)
77
8. Studi Pemanfaatan Proses Biokonversi Sampah Organik sebagai Alternatif
Memperoleh Biogas oleh Agung Nugroho Catur Saputro, Sri Yamtinah, BudiUtami, & Lina Mahardiani (P. Kimia Jurusan PMIPA FKIP UNS Surakarta)
84
MAKALAH POSTER1. Fermentasi Tepung Ganyong (Canna edulis Ker.) untuk Produksi Etanol oleh
Aspergillus nigerdan Zymomonas mobilis oleh Susanti Eni Purwantari, AriSusilowati, Ratna Setyaningsih (Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta)
90
2. Fermentasi Etanol Sari Buah Semu Jambu Mete (Anacardium occidentale L.)oleh Zymomonas mobilis dengan Penambahan Urea oleh Etrin Sapariantin,Tjahjadi Purwoko, Ratna Setyaningsih (Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta)
95
3. Fermentasi Etanol dari Limbah Padat Tapioka (Onggok) olehAspergillus nigerdan Zymomonas mobilis oleh Siti Juariah, Ari Susilowati, Ratna Setyaningsih(Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta)
101
4. Fermentasi Etanol dari Ubi Jalar ( Ipomoea batatas) oleh Kultur Campuran Rhizopus oryzae dan Saccharomyces cerevisiae oleh Dian Aryani, TjahjadiPurwoko, Ratna Setyaningsih (Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta)
107
5. Energi Alternatif FAME 818 (Biodiesel) oleh Immanuel Sutarto (PT EterindoWahanatama Tbk. Jakarta)
113
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
5/121
v
SAMBUTAN KETUA PANITIA
Energi dapat diibaratkan sebagai ruh dariekosistem bumi beserta seluruh komponen-komponennya, termasuk manusia. Semakinterbatasnya energi sebagai penopangkeberlanjutan kehidupannya, maka semakinbesar upaya yang dilakukan untukmengantisipasinya. Pada hakekatnya manusiadiberi amanah untuk menjaga kelestarianekosistem bumi ini. Hal inilah yangmenyebabkan munculnya gejolak sosial yangluar biasa ketika terjadi krisis energi, terutamayang berasal dari bahan bakar minyak (BBM).
Harga BBM yang selalu naik dan terjadinya
krisis energi sebenarnya hanyalah suatu akibatdari kesalahan paradigma yang digunakanmanusia selama ini, terutama setelah dimulainyaeksploitasi sumberdaya alam berupa fosil(sebagai bahan baku BBM) secara besar-besaranuntuk berbagai kepentingan kehidupan manusia.Fosil sebagai deposit energi di bumi yangberstatus sebagai unrenewable resources telahdianggap sebagai sumber energi utama,sedangkan sumber energi lainnya yangumumnya berstatus renewable resourcesdianggap sebagai sumber energi alternatif. Agartidak terjadi kesalahan yang ke-sekian kalinya,
sudah saatnya manusia mengubah paradigmaenergi: fosil sebagai sumber energi alternatif, dansumber energi lainnya sebagai sumber energiutama.
Di negara-negara tropis, termasuk Indonesia,kekayaan sumberdaya alam yang dapatdigunakan sebagai sumber energi jumlahnyaluar biasa. Selain memiliki keragaman dankekayaan sumber energi non-hayati, misalnyapanas bumi, angin, ombak dan sinar matahari
yang melimpah, Indonesia juga termasuk negaramegabiodiversity terbesar ketiga yang berfungsisebagai lumbung energi hayati. Sumberdayahayati (biomassa) selain berfungsi sebagaipenyimpan energi, juga dapat difungsikansebagai agen untuk menangkap, mengatur danmeningkatkan efisiensi sumber energi non-hayatilainnya. Kelebihan utama sumberdaya hayatisebagai sumber energi adalah sifatnya yangdapat diperbaharui (renewable) sehingga manusiadapat mengelolanya sesuai dengan kebutuhan.
Penelitian-penelitian maupun aplikasipemanfaatan energi hayati untuk berbagai
kepentingan hidup manusia sudah dimulai sejaklama, namun pamor dan gaungnya sangatrendah. Produksi biogas, bioethanol danbiodiesel dalam skala industri menengah danbesar sudah dirintis dan mulai mendapatkanpasar yang mapan. Industri-industri yangmenggunakan bahan baku bahan organik,misalnya kelapa, kelapa sawit, tapioka, gula dansebagainya, juga intensif menggalang kemitraanuntuk mengolah limbahnya agar menjadi produkberguna, termasuk biogas dan biodiesel.Teknologi biomembran juga sudah menjadipilihan untuk peningkatan efisiensi produksi
pada berbagai perusahaan. Terakhir juga sudahdikenal dan mulai dilakukan penelitian secaraintensif tentang penggunaan bahan organiktumbuhan sebagai solar sel yang diharapkandapat digunakan sebagai penangkap energisurya secara langsung secara berkelanjutan.
Banyak faktor yang berpotensi menjadikendala dalam peningkatan pemanfaatan energihayati, baik dari aspek politis, kelembagaan,ekonomis, sosial-budaya, teknis hingga dasar-
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
6/121
vi
dasar ilmiahnya. Kepedulian pemerintah untukmemberikan arah kebijakan dan prioritasprogram yang tepat dalam hal ini masih jauhdari harapan yang pada gilirannya akanberpengaruh sangat dominan padatatanan/sistem perokonomian dan sosial budaya
masyarakatnya. Kesiapan lembaga-lemabagaterkait, baik sebagai produsen maupundistributor dan konsumen perlu dipetakan danditingkatkan koordinasinya. Penguasaan IPTEKtentang energi hayati masih perlu ditingkatkan,baik dari penguasaan ilmu dasar, teknologiproses produksi maupun penggunaanya,termasuk pengembangan rancang bangun untukmencapai tingkat efisiensi dan efektivitasseoptimal mungkin.
Berdasarkan latar belakang masalah tersebut,maka diperlukan peningkatan upayapenyebaran-luasan informasi (sosialisasi)
penggunaan energi hayati sebagai sumber energiutama yang berkelanjutan, terutama di daerahtropis. Guna memberikan informasi yang utuh-menyeluruh (comprehenships), sosialisasi perludilakukan dari berbagai sudut pandang dan
kepentingan mulai dari hulu sampai hilirnya.Untuk itu maka pada Seminar Nasinal EnergiHayati sebagai Solusi Krisis Energi; Peluang danTanatangannya di Indonesia ini diundangpembicara-pembicara utama dari instansipemerintah, akademisi dan praktisi serta
pembicara-pembicara penunjang yang terdiridari para peneliti, praktisi maupun penggunaenergi hayati. Seminar Nasional ini bertujuanuntuk: (1) menyampaikan informasiperkembangan IPTEK di bidang energi hayatiterkini dan arah kebijakan pemerintah terkaitenergi; (2) menjalin kerjasama antar lembagauntuk peningkatan pamor energi hayati; dan (3)sosialisasi/promosi produk-produk energi hayatibagi para pengguna.
Surakarta, 8 April 2006
Ketua Panitia,
Dr. Sugiyarto, M.Si.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
7/121
1
PROSPEK PEMANFAATAN KEKAYAAN HAYATI SEBAGAISUMBER ENERGI
MARTIN DJAMIN
Staf Ahli Menristek Bidang Energi Alternatif dan Terbarukan. www.ristek.go.id
LATAR BELAKANG
Cadangan energi fosil terbatas
Kebutuhan meningkat, cadangan menipis
Indonesia sudah menjadi net oil importer
Harga minyak mentah meningkat
Tahun 2002 konsumsi minyak dieselIndonesia 24.2 jut kl, 40% impor
Tahun 2005 kebutuhan premium 16,05 juta kl
Pencemaran udara akibat kendaraanbermotor : Kontribusi NOx sekitar 30%;Kontribusi CO dan HC lebih dari 90%
Indonesia kaya dengan sumber hayati
POTENSI ENERGI NASIONAL 2004
DISTRIBUTION OF PROVED (OIL)RESERVES 1984,1994, 2004
PROVED OIL RESERVES AT END 2004
PROYEKSI KEBUTUHAN ENERGINASIONAL
Source: Markal Study, BPPT June 2005
PROYEKSI KEBUTUHAN ENERGI PERSECTOR
Source: Markal Study, BPPT June 2005
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
8/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
9/121
3
BIOMASS CONVERSION
TANAMAN YANG BERPOTENSIUNTUK BIOFUEL (> 50 SPESIES)
Tanaman Pangan
Leguminosa (a.l. kedelai, kacang tanah) Umbi-umbian (a.l. singkong, ubi jalar)
Biji-bijian (a.l. jagung, tan. serealia,bunga matahari)
Tanaman Perkebunan
Palma (a.l. kelapa, k. sawit, sagu)
Tebu
Tanaman Non-Pangan
Jarak pagar (Jatropha curcas L.)
Jarak kepyar
Kapuk randu
BIODISEL (METHYL ESTER)
Adalah bahan bakar cair yang diformulasikankhusus untuk mesin diesel, terbuat dari minyakhayati, tanpa perlu modifikasi mesin.
Pemakaian Biodiesel dapat digunakan 100%( pure Biodiesel) sebagai Bahan Subsitusi padapetrodiesel maupun campuran 5-20%.
REFINING AND PROCESSINGTECHNOLOGY ENGINEERING CENTER -BPPT
TECHNOLOGY STATUS
Important Milestoneso Construction of Biodiesel Plants with
capacities of 1.5 tons/day (batch) and 3tons/day (continuous in Puspiptek Serpong
o Construction of 8 tons/day continuousbiodiesel Plant in Riau is projected on line in2006.
o Those Biodiesel Plants designed to producestandard quality Biodiesel
o Feed stock : CPO base oils and other variousplant oils
Future Worko Engineering Design of Biodiesel Commercial
Plant cap. 30.000 ton/yearo Further Testing of Biodiesel performance at
various blends
BIODIESEL DEVELOPMENT
1.5 Tons/day Prototype Plant
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
10/121
4
ROAD TEST
Sosialisasi Biodiesel sebagai bahan bakaralternatif minyak diesel
Gambaran umum performance mesin diesel :o Emisi (Regulasi dan Non regulasi)o Fuel Consumptiono Power dan Torsio Efek terhadap minyak pelumaso Efek terhadap ketahanan Mesin
ROAD TEST I (2002)
TOYOTA KIJANG LX 2.5 L (2001)JAKARTA-PEKANBARU,5000 KM
KESIMPULAN ROAD TEST I
Biodiesel dapat menurunkan emisi gasbuang secara signifikan
Biodiesel merupakan bahan bakar yangcukup efisien
Perlu dilakukan pengujian yang lebih detaildalam emisi, performa, dan rating/metrologikompenen mesin
ROAD TEST IIPADA 23 BUS BPPT
UJI EMISI
HASIL UJI SMOKE NUMBER
KESIMPULAN ROAD TEST II
Hasil uji emisi menunjukkan penurunanyang nyata
Hasil quisioner pada pengemudimenunjukkan hasil positif
Penggunaan Biodiesel pada Bis BPPT telahdilanjutkan dan menjadi program BPPT
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
11/121
5
ROAD TEST III 2004
ISUZU PANTHER LV 2.5 L (2004)JAWA-BALI20.000 KM
PROPERTY TEST
Note: Acceptable Value is taken from ASTM Standardsfor Biodiesel and Pertamina Diesel Oil Specification
ROAD TEST 20.000 KMCHASSIS DYNAMOMETER
Pengujian kendaraan pada chassisdynamometer, meliputi pengukuran torsi, daya,konsumsi bahan bakar, dan emisi regulasi(EURO II). Dilakukan pada 0 km dan 20.000 km.
ROAD TEST 20.000 KM
Piston condition after 20.000 km. Rating scale : 8 - 9
Engine Power and Torque, 0 km
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500
Engine Speed (rpm)
Power(kW)
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
Torque(kg.m
)
ADO Power 0 km B30 Power 0 kmADO Torque 0 km B30 Torque 0 km
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
12/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
13/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
14/121
8
Semuanya menggunakan bahan baku tetestebu: 650.000 ton/th.
Etanol yang diproduksi adalah technicalgrade dan raw spirit (high impure ethanol) 95-96% v/v
ROAD TEST BIOETHANOL (GASOHOL)
BIO-OIL
Directly from the crops producing vegetableoil: palm oil, jatropha oil, coconut oil- straight vegetable oil to replace or mix
diesel oil- alternative fuel for cooking to replace or
mix kerosene
Indirectly be produced from biomass wastesuch as rice husk, coconut shell, bagasse byusing the technology of fast pyrolysis- alternative fuel for steam generation or
heating to replace fuel oil (heavy oil)- replace or mix kerosene
100KG/HR BIO-OIL PILOT PLANT
Description Literature Assessment BTG
PH 2.8-3.8 4.2 2.8Viscosity [cP] 25-1000 59 29Density [kg/m] 1110-1250 1124 1168Heating Value [MJ/kg] 15-35 30-32 17-19
SASARAN PENGEMBANGAN ENERGITERBARUKAN
JenisEnergi
Satuan 2010 2015 2020 2025
BiodieselKiloliter
720.000 1.500.000 4.700.000
GasoholKiloliter
550.000 850.000 1.500.000
Bio oilKiloliter
400.000 700.000 900.000
Panas bumi MW 3.442 4.600 6.000 9.500Angin MW 25,6 255Surya MW 24,8 50,4 67,5 78,6
Mikrohidro MW 169 298 488
ACTION PLAN SAMPAI TAHUN 2010
25 unit pabrik biodiesel harus dibangundibeberapa tempat yang berbeda, dantergantung ketersediaan bahan baku (misalCPO di Sumatra, Jatropha curcas di NTT &NTB, kelapa di Sulawesi). Setiap pabrikmempunyai kapasitas rata-rata 30,000 tonper tahun.
25 pabrik bioethanol harus dibangun di
berbagai provinsi dengan kapasitas masing-masing 60 kilolitres per hari.
91.000 ha perkebunan singkong akanmenyerap 650,000 tenaga kerja
30 pabrik bio-oil dengan kapasitas produsi 30ton/jam harus dibangun didekat pabrik CPOyang mempunyai kapasitas produksi 30-90ton/jam.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
15/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
16/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
17/121
11
Tabel 2. Produktifitas berbagai sumber minyak-lemak nabati
Nama Indonesia Nama Inggris Nama Latin kg-/ha/thn
Sawit Oil palm Elaeis guineensis 5000Kelapa Coconut Cocos nucifera 2260Alpokat Avocado Persea americana 2217
K. Brazil Brazil nut Bertholletia excelsa 2010K. Makadam Macadamia nut Macadamia ternif. 1887Jarak pagar Physic nut Jatropha curcas 1590Jojoba Jojoba Simmondsia califor. 1528K. pekan Pecan nut Carya pecan 1505
Jarak kaliki Castor Ricinus communis 1188Zaitun Olive Olea europea 1019Kanola Rapeseed Brassica napus 1000Opium Poppy Papaver somniferum 978
KEKONTRASAN SISTEM PRODUKSI DAN PASOKAN SOLAR DENGAN BIODIESEL
Setiap kabupaten di Indonesia dapat memiliki pabrik biodiesel untuk memasok kebutuhannya sendiri !.
Sembarang surplus atau minyak off-spec dari industri minyak-lemak pangan dapat ditampungoleh industri biodiesel !.
Prospek lain: peningkatan kesejahteraan rakyat banyak via pengem-bangan UKM-UKM pemasokminyak-lemak mentah
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
18/121
12
Jika koperasi petani memiliki sendiri unit pemerah (+ ekstraksi) minyak, bungkil dapatdimanfaatkan untuk membangkitkan biogas (bahan bakar lokal) dan unsur hara (anorganik)dikembalikan untuk melestarikan daya dukung tanah.
Pembangkitan biogas dari bungkil memungkinkan produsen minyak-lemak mentahmemaksimalkan penjualan produk tsb. (tidak menggunakan minyak-lemak mentah sebagai bahanbakar rumah-tangga pengganti minyak tanah).
Industri biodiesel berbasis IPTEK minimal mampu mencampur-campur aneka minyak-lemak(bahan mentah) guna menghasilkan biodiesel yang tepat memenuhi persyaratan standarkualitas/mutu. Jadi akan juga mampu menampung minyak-lemak yang diperah/ diekstraksidari biji-biji limbah industri makanan-minuman maupun biji-biji pohon penghias atau peneduh.Produksi minyak-lemaknya dapat menjadi lahan bisnis Usaha Kecil Menengah !.
MANFAAT PEMASUKAN BIODIESEL KE
DALAMLIQUID FUEL MIXDI INDONESIA
Mengurangi impor ADO (Automotive Diesel Oil). Menguatkan security of supply bahan bakar diesel.
Memperbesar basis sumber daya bahanbakar cair.
Mempertangguh struktur dan keuletan(resiliency) daya saing industri sawit dankelapa dalam negeri.
Meningkatkan kesempatan kerja.
Mengurangi ketimpangan pendapatan antar
individu dan antar daerah. Meningkatkan kemampuan nasional dalam
teknologi pertanian dan industri.
Meningkatkan kemampuan dan volumeproduksi barang modal.
Memupuk komoditi ekspor baru.
Mengurangi kecenderungan pemanasanglobal dan pencemaran udara (bahan bakarramah lingkungan).
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
19/121
13
KEBUTUHAN LAHAN UNTUKMENGHASILKAN 1 LITER BIODIESEL?
Sangat bergantung pada produktifitastanaman minyak !.
Untuk jarak pagar (belum ada budidaya dan
riset ekstensif), 4 ton biji per hektar (sesudahtahun ke-4), 0,3 m3 minyak mentah per tonbiji, 0,95 liter biodiesel per liter minyakmentah. 0,9 hektar/m3-biodiesel !.
Untuk sawit (sudah ada budidaya dan risetekstensif), 15-20 ton TBS per hektar (mulaitahun ke-4), 0,20-0,22 m3 minyak mentah,0,95 liter biodiesel per liter CPO. 0,3hektar/m3-biodiesel (3 m2/liter-biodiesel) !.
Afrika Selatan mentargetkan mencapaiproduktifitas 12 ton biji jarak pagar perhektar pada tahun 2012 !.
HARGA?
Jika harga eceran biodiesel jarak pagar Rp.4300/liter (sama dengan harga solar PSO diSPBU-SPBU), harga minyak jarak pagarmentah Rp. 2800-3000 per liter, dan harga bijijarak kering Rp. 600-700 per kg.
Produksi biodiesel dari CPO untukpenjualan di SPBU masih belum menarikbagi para pengusaha sawit, karena hargapasar (permintaan) CPO tak berbeda jauhdari Rp. 4300/liter (sekalipun harga pokokproduksi CPO cukup jauh di bawah ini).
Tetapi produsen-produsen CPO kiniberminat membuat biodiesel dari CPO untukmemenuhi kebutuhan sendiri, karenamereka harus membeli solar dengan harga Rp. 6000,- per liter (harga solar industri).
UPAYA MEREALISASIKAN PROSPEK:
Tahun 2002: Forum Biodiesel Indonesia (FBI)dibentuk dan berpromosi ke DPR,Kementerian-Kementerian, dan GAIKINDO.
Tahun 2003, menyusun peta aneka kegiatanke arah komersialisasi biodiesel di Indonesia.
Berbagai lembaga litbang dalam negerikemudian aktif dalam pembuatan biodieseldan pengujiannya pada mesin.
Dilakukan demonstrasi penggunaan rutin B5dan B10 pada kendaraan pribadi maupun
instansi dan road-test jarak jauh; hasil-hasilnya memuaskan.
2005: DJLPE-DESDM melakukan sosialisasipenggunaan B10 pada kendaraan dinasDESDM, bus-bus Perum DAMRI, dan mobil-mobil anggota FBI.
Standar mutu biodiesel disiapkan dandiajukan. Kini sudah disahkan Kepala BSN(tanggal 22 Februari 2006).
Biodiesel Technology Roadmap 2005-2025disusun dan disertakan ke dalam Cetak-biruPengelolaan Energi Nasional DESDM.
PETA ANEKA KEGIATAN KE ARAH KOMERSIALISASI BIODIESEL DI INDONESIA
Penelitian SkalaPabrik
Percontohan
Analisis Mutu danBench Testpada
Mesin
DemonstrasiSkala Kecil (1-5
Mobil)
Pabrik SkalaDemonstrasi
DemonstrasiSkala Besar
(Eksis 1-3 SPBUPenjualan)
Penelitian SkalaLaboratorium
Komersialisasi
Penelusuran/Penemuan
KembaliTumbuhan
Potensial yangTerlupakan
TeknologiFormulasiBiodiesel
Budidaya danEkstraksi MinyakNon-Sawit yangSudah Dikenal
PenelitianEksplorasi dan
PengembanganAditif
Standar danMetode Uji
Tentatif Biodiesel
Standar danMetode Uji Resmi
Biodiesel
PEMBENTUKANPASAR
DIVERSIFIKASI BAHAN MENTAHPENEGAKAN TEKNOLOGIPRODUKSI BIODIESEL
PERUMUSAN STANDAR &METODE UJI BIODIESEL
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
20/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
21/121
15
SEBAGIAN BESAR BIODIESEL MENCAPAIKONSUMEN AKHIR DALAM BENTUKCAMPURAN DENGAN SOLAR (SAMPAIB10):
Andaikan harga biodiesel = Rp6000,-/liter
(dari minyak sawit mulus atau RBDPO; daribahan mentah lain seperti jarak pagar akanlebih murah !).
Pada harga solar Rp4300/liter, maka hargaB10 = (0,9 x Rp4300,- + 0,1 x Rp6000) =Rp4470/liter Rp4500/liter.
Masih dalam jangkauan promosi parapengusaha untuk membujuk konsumenagar mau membelinya (kualitas lebih baik,emisi lebih bersih, produk dalam negeri, danlain-lain). Renungkan perbedaan hargaPertamax dgn premium !.
FBI (didukung oleh Kementerian Ristek,
Pertanian, In-dustri, dan Perdagangan)mendesak pemerintah (cq Kementerian ESDM)menyatakan (1). B10 sebagai bahan bakar sahkendaraan diesel dan (2). Solar yang menjadibasis pembuatan B10 adalah solarbersubsidi/PSO.
KEBIJAKAN BARU PEMERINTAH
Dipicu oleh kenaikan drastis harga minyakmentah tahun lalu.
PerPres. No. 5/2006: pada 2025, bahan bakar
hayati (biofuel) harus 5% dari pasokan totalbahan bakar.
InPres No. 1/2006: Menteri2 dan gubernur2harus mendukung dan mempromosikanindustri bahan bakar hayati domestik.
Direktur Jenderal MIGAS baru-baru ini (17Maret 2006) menerbitkan spesifikasi barusolar yang a.l. mengizinkan solarmengandung sampai 10%-volume biodiesel. B2, B5, B10 dapat dijual di SPBU-SPBU. Gong awal peniagaan resmi sudahdipukul. Dunia usaha dapatmemanfaatkannya !.
TANTANGAN-TANTANGAN SEKARANG:
Kebijakan baru pemerintah membuka lebarpeluang bisnis, tetapi juga menyodorkantantangan-tantangan teknologi.
Teknologi domestik untuk memproduksibiodiesel sampai sekarang baru terbukti
pada kapasitas-kapasitas kecil ( 15ton/hari). Untuk mampu berkompetisidengan teknologi luar negeri, perludibuktikan pada 100-400 ton/hari.
Bahan-bahan mentah yang paling tersedia:minyak-minyak sawit, kelapa, dan inti sawit.Tetapi, ketiganya minyak pangan (tidakkompetitif jika permintaan dari sektorpangan sedang tinggi).
BAHAN-BAHAN MENTAH NON-PANGANPALING POTENSIAL: MINYAK2 JARAK-PAGAR, KAPOK, DAN MALAPARI
Minyak jarak pagar: Perkebunan barudimulai; pasokan minyak belum ada. Bibitunggul belum ada. Teknik-teknik pembibitandan budidaya relatif belum dikenal.
Minyak kapok: sumber (beberapaperkebunan) ada, tetapi minyak kapok (danbiodiesel kapok) bereaksi positif terhadap ujiHalphen. Bagaimana menanggulanginya(hidrogenasi dan lain-lain.)?.
Minyak malapari (dari Pongamiapinnata/glabra): minyak mengandung pulabahan-bahan potensial untuk insektisida danobat-obatan, tetapi pohon relatif tak dikenaloleh kebanyakan rakyat (India sudah mulaimengeksploitasinya).
Teknik pembuatan biodiesel langsung dari
(biji) sumber harus dikembangkan untukmemanfaatkan sumber yang mengandung 30% minyak (termasuk bungkil perahan).
Dibutuhkan upaya kreatif untukmengeksploitasi (hampir) semua sumberdaya minyak nabati agar dapat dicampurkandengan bahan-bahan mentah utama sepertiminyak sawit, kelapa, dan jarak pagar.
Contoh: kebanyakan biji yang dibuangindustri sari buah (sirsak, jambu, pepaya,rambutan, dan lain-lain) mengandung cukupbanyak minyak-lemak.
Jika semua tantangan di atas dapat diatasi,
industri biodiesel dapat membantupembangunan ekonomi semua propinsi(pulau) di Indonesia.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
22/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
23/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
24/121
18
PABRIK BIODIESEL DI LUAR NEGERI
ENERGEA:
1 Biodiesel is an ecologically friendly fuel.
2 Biodiesel is produced from renewable materials.
3 Biodiesel contains practically no sulfur (0.001%)
4 Biodiesel considerably decreases soot emissions (up to 50%)5 When burnt, biodiesel emits the same amount of CO2 as the plants absorb in growth (closed CO 2 cycle).
6 Biodiesel contains no benzole or other carcinogenic polyaromatic components7 Biodiesel easily decomposes biologically and in the case of an accident no harm is done to the soil or ground water.
8 Biodiesel is not considered a hazardous material (flashpoint above 110C).
9 Biodiesel has superior lubrication capabilities and increases engine life.
10 Biodiesel is an ecologically beneficial alternative to conventional diesel fuel.
ENERGEA PLANT
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
25/121
19
PABRIK BIODIESEL DI DUNIA
Germany: MUW Bitterfeld - 150.000 t (rapeseed)
Slovakia: EkOil-50.000 t (rapeseed + recycled oils)
France: Diester / Grand Couronne - 250.000 t (rapeseed)
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
26/121
20
POTENSI DAN KENDALA PEMANFAATAN LIMBAH INDUSTRIKELAPA SAWIT UNTUK SUMBER ENERGI HAYATI
SISWANTO
Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia, Bogor. Jl. Taman Kencana No. 1, Bogor, Telp. 0251-348921
PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara yang kaya akansumber energi, namun ironisnya rakyat masihmengalami kesulitan untuk mendapatkanminyak tanah. Seperti dilaporkan olehDepartemen ESDM, sebetulnya Indonesiamemiliki potensi sumber daya energi non fosilyang cukup melimpah, namun hingga saat inikapasitas terpasang masih jauh lebih rendahdibanding potensinya (Tabel 1). Mikrohidro,tenaga angin, tenaga matahari, panas bumi, danbiomassa adalah sebagian dari potensi energiterbarukan yang melimpah di Indonesia.Sementara batu bara yang dicairkan maupunpengolahan gas metan dari lapisan batu baramenjadi sumber mineral yang diperhitungkan juga melimpah dan bernilai ekonomis amattinggi. Sumber energi hayati yang berasal daribiomassa memiliki potensi 50.000 MW, namunkapasitas terpasang hanya 302 MW (Ariati, 2001).
Tabel 1. Potensi dan kapasitas terpasang dari energiterbarukan di Indonesia (Ariati, 2001)
Sumber energi Potensi (MW)Kapasitasterpasang
(MW)
Large Hydro 75.000 MW 4.200Panas bumi 20.000 MW 812Mini/micro hydro 459 MW 54Energi surya 4.5 kWh/m2/hari 5
Energi angin 3-6 m/detik 0,5Biomassa 50.000 MW 302Total 5.373,5
Pemakaian BBM yang cukup besar memaksaIndonesia juga menjadi negara importir BBM.Walaupun nilai ekspor minyak mentah Indonesiamencapai 514.000 barrel per hari, tetapi nilaiimpornya mencapai 487.000 barrel per hari.
Kenaikan harga BBM dunia beberapa waktuyang lalu telah menimbulkan kepanikan bagimasyarakat, dan dunia industri. Pemerintahsangat serius dalam menanggapi hal tersebutterbukti bahwa pada tgl. 25 Januari 2006, telahditerbitkan Peraturan Presiden No. 5/ 2006tentang kebijakan energi nasional dengan tujuanuntuk keamanan pasokan energi dalam negeri.Pada saat yang bersamaan juga diterbitkanInstruksi Presiden No.1/2006 yang ditujukankepada sejumlah menteri terkait, Gubernur danBupati untuk melaksanakan percepatan dalampenyediaan dan pemanfaatan bahan bakar nabati(Biofuel) sebagai bahan bakar lain.
Sasaran Kebijakan Energi Nasional padaTahun 2025, bahwa jenis energi bahan bakarnabati (biofuel) diharapkan dapat mencapai 5%dari kebutuhan energi nasional (Tabel 2).
Tabel 2. Sasaran Kebijakan Energi Nasional Tahun2025 (Perpres No.5/2006)
Jenis Energi % ase
Minyak bumi < 20%Gas bumi > 30%Batubara > 33%Bahan bakar nabati (biofuel) > 5%Panas bumi > 5%Energi baru & terbarukan (biomassa, nuklir,tenaga air, tenaga surya & tenaga angin)
> 5%
Batubara dicairkan (liquefied coal) > 2%
Potensi bahan baku untuk pengembanganbahan bakar nabati (biofuel) yang bersifatterbarukan, a.l.: minyak sawit, dan jarak pagaruntuk biodiesel serta singkong, ubi dan tetestebu untuk bioetanol. Untuk energi terbarukan,biodiesel berbasis minyak sawit diprediksimenjadi primadona baru karena ketersediaannyayang cukup dibanding jarak pagar.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
27/121
21
Pemanfaatan limbah padat industri kelapa sawituntuk sumber energi hayati
Luas areal perkebunan kelapa sawit diIndonesia terus meningkat dan pada tahun 2003mencapai lebih dari 5,2 juta ha, dengan totalproduksi lebih dari 9,8 juta ton minyak sawit
yang dihasilkan dari 320 pabrik kelapa sawityang sebagian besar terdapat di Sumatera (258pabrik), dan lainnya di Kalimantan, Sulawesi danJawa (Direktorat Jenderal Perkebunan, 2004).
Untuk mendapatkan minyak dari tandanbuah segar (TBS) dilakukan proses fisik melaluiberbagai tahapan sebagai berikut: perebusan,pembantingan, penghancuran, pengempaan,klarifikasi dan pemecahan biji. Prosespengolahan tersebut menghasilkan limbah padatdan limbah cair dalam jumlah yang besar.
Setiap ton TBS yang diproses di pabrik untukmenghasilkan minyak sawit, maka akan
dihasilkan limbah padat TKKS sebanyak 230 kg,serat buah sawit 120 kg, tempurung inti sawit 60kg dan LCPKS 6-7 m3. Dengan demikian jikaluas areal TM (Tanaman Menghasilkan) sawitpada tahun 2005 mencapai 5,2 juta Ha danproduksi rata-rata 20 ton TBS/Ha/tahun, makatotal produksi yang diperoleh sebanyak 104,8 juta ton TBS dan akan dihasilkan limbah padatsebanyak 43 juta ton terdiri dari TKKSsebanyak 24,1 juta ton, serat buah sawit 12,6 jutaton, tempurung inti sawit 6,3 juta ton dan limbahcair pabrik kelapa sawit (LCPKS) sebanyak 63juta m3.
Selain TKKS, limbah padat kelapa sawit jugaberasal dari batang dan pelepah batang yangbiasanya tidak dimanfaatkan dan hanya dibakaratau dibenamkan di kebun. TKKS umumnyatidak dimanfaatkan secara maksimal dan kadanghanya ditebar di sekitar pohon sawit ataudibuang di sekitar pabrik sebagai land fill yangmemerlukan biaya dan tenaga yang cukup besaratau dibakar dalam insinerator yangmenyebabkan polusi asap. Padahal batang danpelepah batang sawit tersebut juga berpotensiuntuk dimanfaatkan sebagai sumber selulosadalam ransum pakan ternak sapi.
Tandan kosong kelapa sawit terdiri dari tigakomponen utama, yaitu lignin, selulosa danhemiselulosa. Lignin merupakan polimerkompleks fenilpropan yang berikatan silangsecara kuat dengan selulosa dan hemiselulosa.Oleh karena itu hidrolisis lignoselulosa adalahproses yang sangat kompleks. Berbagai teknologitelah dikembangkan untuk pemanfaatan TKKSantara lain untuk: (a) produksi kompos (Goenadiet al., 1998) dan kompos bioaktif (Siswanto dkk,
2005), (b) produksi makanan ternak (Khair, 1998),(c) media jamur konsumsi (Awang et al., 1998;Siswanto, 2005 unpublished), (d) pembuatanpulp kertas (Eriksson et al, 1990; Away et al.,1997), (e) dan produksi etanol (Eriksson et al.,1990).
Di setiap pabrik kelapa sawit, kebutuhanlistrik untuk operasional pabrik umumnya dapattercukupi menggunakan boiler 1-2 MW denganbahan bakar serabut buah sawit. Namunkebutuhan serabut buah sawit untuk boilertersebut tidak terlalu banyak sehingga masihtersisa. Pada dasarnya limbah padat sawit diIndonesia sebanyak 43 juta ton/tahun (TKKS,serat buah sawit, dan tempurung inti sawit)tersebut dapat juga dimanfaatkan sebagaisumber energi pembangkit listrik boiler diwilayah pedesaan di sekitar pabrik.
Seperti halnya tempurung kelapa,
cangkang kelapa sawit termasuk bahanberlignoselulosa yang berkadar karbon tinggidan mempunyai berat jenis yang lebih tinggidaripada kayu sehingga karakteristik inimemungkinkan bahan tersebut baik untukdijadikan briket arang, karbon aktif dandiperoleh asap cair sebagai hasil samping. BalaiPenelitian Karet Sembawa, Palembang telahmemproduksi asap cair Diorub skalakomersial sebagai bahan pembeku karet dansekaligus dapat menghilangkan bau denganharga Rp. 6.500,-/liter Asap cair juga dapatdigunakan sebagai bahan pengawet makanan
yang tidak berbahaya sebagai pengganti formalinseperti ikan, daging, bakmi, tahu dan lain-lain.Namun penggunaan yang berlebihan dapatmenyebabkan bau asap. Setiap ton cangkangsawit dapat menghasilkan 250 kg briket ataukarbon aktif serta 250 L asap cair.
Kendala yang dihadapi para investor untukbergerak dibidang energi hayati adalah karenaharga BBM yang masih disubsidi, sertalambannya penerbitan peraturan pemerintahtentang regulasi dan insentif bagi industri yangmemproduksi energi hayati. Subsidi silang BBMmemungkinkan terbentuknya pasar dalam
negeri untuk memacu pengembangan energialternatif. Saat ini para investor masih menunggukebijakan regulasi dari Pemerintah terutamamengenai policy harga untuk dapat bersaingdengan BBM yang disubsidi dan standarproduksi
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
28/121
22
Pemanfaatn limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS)untuk produksi biogas
Produksi minyak dari tandan buah segar(TBS) dihasilkan limbah cair dalam jumlah besar.Produksi satu ton minyak kelapa sawitmenghasilkan 2,5 ton limbah organik cair yang
berasal dari proses separasi, klarifikasi dansterilisasi (Loebis dan Tobing 1989). Prosespengolahan tersebut menghasilkan LCPKS yangberasal dari air kondensat rebusan 36 persen(150-175 kg/ton TBS), 60 persen, air drabklarifikasi (350-450 kg/ton TBS) dan 4 persen airhidrosiklon (100-150 kg/ton TBS). Sebagai contohsebuah pabrik kelapa sawit dengan kapasitasolah 45-50 ton TBS/jam menghasilkan limbahcair sebanyak 700 m3 per hari dan diperlukankolam pengolah limbah seluas 10 Ha. LCPKStersebut dengan pH rendah, konsentrasi BOD,COD, TS dan SS yang tinggi sehingga berpotensi
mencemari air sungai, mengurangi kadaroksigen terlarut, menurunkan kesehatan ikandan udang pada badan air permukaansekitarnya.
Tabel 1. Karakteristik Limbah Cair Pabrik KelapaSawit (LCPKS)
Parameter Rata-rata
pH 4,2BOD (mg/L) 25.000COD (mg/L) 50.000TS (mg/L) 40.000SS (mg/L) 18.000
Lemak (mg/L) 6.000
Penanganan LCPKS di Indonesia sampai saatini biasa diolah dengan sistem kolam danumumnya dibedakan ke dalam tiga tahap yaknikolam pengendapan, kolam anaerob dan kolamaerob. Penanganan limbah dengan metodedemikian membutuhkan lahan luas dan biayatinggi, tanpa ada manfaat lain diperoleh. Disamping itu gas metana, CO2 dan emisi gasrumah kaca lain dari limbah kolam terbukaberdampak negatif terhadap meningkatnya
pemanasan global dan perubahan iklim. IronisIndonesia telah meratifikasi Protokol Kyoto sejak1998, sehingga upaya pemerintah untukmengurangi emisi gas rumah kaca dalamkegiatan pembangunan patut didukung.
Biogas merupakan salah satu alternatifsumber energi terbarukan yang dapat diproduksidari LCPKS melalui fermentasi anaerob denganbioreaktor UASB maupun sistim kolam. Hasilpercobaan skala 100 m3 kolam tertutup (covered
lagoon) dengan volume inlet 4 m3/hari danmasa tinggal 25 hari di PT. Pinago UtamaPalembang (Siswanto dkk, 2005), dapat diperolehbiogas sebanyak 50 m3/ hari. Biogas yangdiperoleh mengandung gas metan 55-60% danCO2 40-45%, sedikit uap air dan H2S.
Menurut perhitungan project FELDA diMalaysia potensi 1m3 LCPKS dapatmenghasilkan = 24 m3 biogas. Jika LCPKS di 1pabrik tersebut sebanyak 700 m3/hari maka akandihasilkan biogas = 700 m3/ hari x 24 m3 biogas =16.800 m3 biogas/hari. Jika 1m3 biogas ekuivalendengan 0,7 L bahan bakar minyak, makapengolahan limbah dengan sistem coveredlagoon tersebut akan menghasilkan energisebanyak 16800 m3 biogas X 0.7 Liter = 11760Liter BBM x Rp. 5500,- = Rp. 64.680.000,-/ hari.
Biogas yang diperoleh dari kolam sudahdiujicobakan untuk:
1. Kompor pengganti LPG. Untukmemanaskan air 2 L dengan LPG atau biogasdiperlukan waktu 8 menit, konsumsi biogassebanyak 2 bar dari tabung biogas ukuran 35 L.
2. Untuk kompresor merk Honda 1,5 pk.Kompresor dapat tetap hidup jika aliran bahanbakar bensin ditutup penuh dan digantikandengan Biogas. Kompresor tersebut digunakanuntuk mengkompres gas metan kedalam tangki5000m3 sehingga dapat diangkut ke pabrik karetdi PT. Pinago untuk diujicobakan sebagaipengganti burner/ alat pemanas yang biasanyamenggunakan LPG atau di bengkel las serta
pembangkit listrik.3. Bengkel las di pabrik yang biasanya
menggunakan LPG dapat digantikansepenuhnya dengan biogas.
DAFTRA PUSTAKA
Ariati R, 2001. Indonesian Energy Policy: Towards GreaterLocal Manufacturing for Renewable Energy. Aseanenergy bulletin, 3rd Quarter 2001, Vol. 5, No. 3: 4-6.
Awang MR, Atan Y, Omar M, Hashim A, Kume T, &Hasimoto S. 1998. Biodegeneration of oil palm emptyfruit bunch by composite microorganisms. JSNM, 16, 1:
(abstract)Away Y, Goenadi DH & Pasaribu RA. 1997. Optimumincubation period of EFBOP biolignification for medium-paper pulping.Menara Perkebunan 65:43-52.
Direktorat Jenderal Bina Produksi Perkebunan. 2004. StatistikPerkebunan. Dit.Jend.Bina Produksi Pertanian.Departemen Pertanian. Jakarta.
Eriksson KEL, Blanchette RA & Ander P.1990. Microbial andenzymatic degradation of wood components. pp. 407.
Goenadi DH, Suswanto & Romli M. 1998. Kajian aspek tekno-ekonomi produksi kompos bioaktif tandan kosaongkelapa sawit di PSK Kertajaya PT. Perkebunan NusantaraVIII. Warta Penelitian Biologi perkebunan 4:29-41.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
29/121
23
Instruksi Presiden No.1/2006, tentang penyediaan danpemanfaatan bahan bakar nabati (Biofuel) sebagai bahanbakar lain, tanggal 25 Januari 2006: 6 pp.
Khair N. 1998. Upgrading of oil palm wastes by radiationprocessing-project over view. Nuclear Science Journal of
Malaysia, Vol. 16, 7 pp.Loebis, B. dan P.L. Tobing. 1989. Potensi pemanfaatan limbah
kelapa sawit. Buletin Perkebunan, 20:49-56.
Peraturan Presiden No. 5/ 2006 tentang kebijakan energinasional, tanggal 25 Januari 2006: 8 pp.
Shi-Zong Li., Engineered Bacteria for Ethanol Productionfrom Lignocellulose. Center for biomass Engineering,China Agricultural University.
Siswanto, S. Marsudi, Suharyanto, E. Mahajoeno, Isroi. 2005.Pemanfaatan Limbah Padat dan Cair Pabrik Kelapa Sawit
untuk Produksi Kompos Bioaktif & Gas Bio. Laporan akhirRUK 2005. Jakarta: KMNRT.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
30/121
24
MENGGAGAS REHABILITASI HUTAN DAN LAHAN DENGANKOMODITAS TANAMAN SUMBER ENERGI DI DAS SOLO
HARRY SANTOSO
Direktur Pengelolaan Daerah Aliran Sungai, Direktorat Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial, DepartemenKehutanan
PENDAHULUAN
1. Kebijakan Energi Nasional sebagai
pedoman dalam pengelolaan energi nasionaltelah ditetapkan dalam Peraturan Presiden No. 5Tahun 2006 tertanggal 25 Januari 2006 dalamrangka menjamin keamanan pasokan energidalam negeri serta guna mendukungpembangunan berkelanjutan. Pada tanggal yangsama juga telah diterbitkan Instruksi PresidenNo. 1 Tahun 2006 tentang Penyediaan danPemanfaatan Bahan Bakar Nabati (biofuel)Sebagai Bahan Bakar Lain.
2. Sebagaimana diuraikan dalam Perprestersebut di atas, biomassa merupakan salah satusumber energi yang berasal dari sumber daya
alam selain minyak dan gas bumi, batubara, air,panas bumi, gambut dan lain-lain. baik secaralangsung maupun tidak langsung dapatdimanfaatkan sebagaii energi. Secara khususbiomassa dan bahan bakar nabati (biofuel) jugadigolongkan sebagai sumber energi terbarukanyang dihasilkan dari sumberdaya energi yangsecara alamiah tidak akan habis dan dapatberkelanjutan jika dikelola dengan baik, selainpanas bumi, aliran air sungai, panas surya,angin, biogas, ombak laut dan lain-lain.
3. Komoditas tanaman sumber energi padadasarnya dapat berasal dari biomassa yaitu
tanaman kayu-kayuan dan bahan baku untukbahan bakar nabati (biofuel) misalnya tanamanpagar.
4. Sehubungan dengan itu, telaahantentang potensi pengembangan sumber-sumberenergi terbarukan berupa tanaman kayu-kayuandan tanaman pagar tersebut akan bermanfaatdalam mendukung upaya mewujudkankeamanan pasokan energi nasional yang dewasa
ini masih sangat menggantungkan pada energiminyak, gas bumi dan batubara.
5. Dalam pada itu kegiatan rehabilitasihutan dan lahan yang selama ini telah
dilaksanakan di wilayah DAS Solo, selainmengintrodusir teknik konservasi tanah denganmetoda sipil teknik yaitu pembuatan bangunankonservasi tanah dan air berupa dampengendali, dam penahan, gully plug dan sumurresapan, juga dilakukan dengan metoda vegetatifyaitu pembuatan tanaman terutama jenis kayu-kayuan dan tanaman unggulan lokal (multi purpose tree species/MPTS) melalui kegiatanhutan rakyat, hutan kota, turus jalan di luarkawasan hutan, serta reboisasi dikawasan hutan.
6. Guna mengkaji sejauh mana upayarehabilitasi hutan dan lahan tersebut dapat
diintegrasikan dengan upaya pengembangansumber energi dari biomassa dan bahan bakuuntuk bahan bakar nabati lanilla, tulisan inisebagai kontribusi untuk menjawab pertanyaantersebut, sekaligus sebagai tindak lanjut Perpresdan Inpres yang telah ditetapkan tersebut di atas,dengan fokus bahasan di wilayah DAS Solo.
PEMBINAAN DAN PENGEMBANGANSUMBER
7. Apabila dieksplorasi, kayu yang
digunakan untuk bahan baku energi di wilayahDAS Solo dapat bersumber dari:
a. Areal lahan yang ditanami dalam bentuktegakan, limbah eksploitasi, dan hasilpembukaan lahan (land clearing); dan
b. Limbah proses industri pengolahan kayuseperti penggergajian kayu, kayu lapis dan lain-lain.
8. Dari areal lahan, sumber kayu tegakandapat berasal dari: (i). lahan produktif, seperti
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
31/121
25
kawasan hutan yang dikelola Perum Perhutani,atau di luar kawasan hutan yaitu lahan milikberupa tegalan, kebun, talun, pekarangan atau ditanggul sawah; dan (ii). lahan non produktif,seperti lahan kritis, tanah kosong, atau alang-alang.
9. Dari limbah industri, sumber kayu dapatberasal dari industri hulu misalnya kayu lapis,penggergajian kayu dan lain-lain. serta industrihilir seperti meubel, komponen rumah dan lain-lain., dengan jenis limbah sebagai bahan energiyang dapat berbentuk serbuk, sebetan, serpihandan potongan kayu.
10. Kegiatan pembinaan sumber energi iniagar lebih terencana dan terarah, memerlukanlangkah-langkah:
a. Inventarisasi dan identifikasi, untukmengetahui lebih akurat tentang potensi dankondisi saat ini, guna menentukan pembinaan
selanjutnya; kegiatan yang perlu dilakukanantara lain adalah: pengumpulan data luas areallahan yang tersedia, data konsumsi biomassauntuk berbagai keperluan (industri, rumahtangga, bahan bangunan, arang, tenaga listrikdan lain-lain.), memantau kerusakan (degradasi)sumber yang terjadi karena bencana alam,aktivitas manusia dan lain-lain.; dan data upayapenanaman jenis komoditi yang telah dilakukan(realisasi dan tingkat keberhasilan);
b. Peningkatan mutu sumber, untukmengembangkan potensi tegakan melaluipemilihan jenis bibit dan pemeliharaan tanaman
serta pemangkasan dan penjarangan.c. Penelitian dan pengembangan, untuk
mengarahkan efisiensi dan efektivitaspengusahaan sumber energi, dengan menelaahdari aspek teknis, sosial ekonomi dan lingkungan
11. Khusus untuk pengumpulan data luaslahan yang tersedia untuk pengembangan jenis- jenis tanaman, agar lebih akurat perlu diawalidengan analisis penilaian kesesuaian lahan (landsuitability assessment) di wilayah DAS Solo.Analisis ini secara lengkap mencakup 2 (dua)tahap yaitu (i). penilaian kualitatif yaitupenilaian kesesuaian tanaman secara agro/sylvo-
ekologi (agro/sylvo ecological crop suitabilityassessment); dan (ii). penilaian kuantitatif yaitupenilaian kesesuaian tanaman secara agro/sylvo-ekonomi (agro/sylvo economic crop suitabilityassessment). Dari hasil analisis tahap pertamatersebut akan dihasilkan informasi detail tentangluas sebaran kesesuaian lahan (di lahan kritis) diDAS Solo untuk penanaman sumber energikhususnya jenis-jenis komoditi biomassa danbahan baku untuk bahan bakar nabati baik
numerik maupun spatial. Sedangkan dari hasilanalisis tahap kedua akan diperoleh informasitentang jenis-jenis tanaman tertentu daribeberapa alternatif jenis yang sesuai untukditanam pada areal yang dianalisis yangmemberikan keuntungan ekonomi (economic
return) untuk diusahakan secara komersial.
POTENSI WILAYAH
12. Berdasarkan hasil penafsiran citra satelitLandsat s/d tahun 2003 (Baplanhut, 2005),satuan wilayah pengelolaan (SWP) DAS Solomencakup areal seluas 1.986.829 Ha meliputi 15kabupaten di Jawa Tengah dan Jawa Timur.Sebaran luas penutupan vegetasi (lampiran peta -2) didominasi oleh areal sawah 26,65%, hutantanaman 24,19%, pertanian lahan kering 18,45%,
pertanian lahan kering campuran 16,70% danpermukiman 9,74%
13. Dari sebaran fungsi kawasan (lampiranpeta-3) wilayah DAS Solo didominasi oleh arealdiluar kawasan hutan seluas 77,88%, hutanproduksi 19,90%, dan sisanya hutan lindung1,71%, hutan produksi terbatas 0,23%, kawasanhutan konservasi 0,02% dan tubuh air 0,27%
14. Sebaran lahan kritis di wilayah DAS Solo(lampiran peta 4) meliputi areal potensial kritisseluas 535.633 Ha (26,96%), agak kritis 447.984Ha (22,55%), areal kritis 86.561 Ha (4,36%) dansangat kritis 4.360 Ha (0,22%). Apabila sasaran
pengembangan tanaman biomassa dan tanamanpagar diarahkan pada lahan agak kritis, kritisdan sangat kritis, maka total luas areal yangdapat digarap adalah 588 905 Ha. Untukmendapatkan areal neto sasaran pengembangan,maka angka luas potensial lahan kritis tersebutperlu dikurangi luas areal yang telahdirehabilitasi baik melalui kegiatan GerakanNasional Rehabilitasi Hutan dan Lahan (GNRHL/GERHAN) dan kegiatan lainnya sejaktahun 2003 hingga 2005.
KEGIATAN YANG TELAH DILAKSANAKAN
15. Kegiatan Gerakan Nasional RehabilitasiHutan dan Lahan (GN RHL/GERHAN) yangdilaksanakan di wilayah DAS Solo sejak tahun2003 hingga 2005 dapat dikatakan sebagai upayarehabilitasi lahan kritis yang bersifat masal. Totalluas realisasi penanaman tanaman kayu-kayuandan tanaman unggulan lokal (multi purpose treespecies/MPTS) melalui kegiatan hutan rakyat
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
32/121
26
(murni dan pengkayaan tanaman) adalah seluas83 214 Ha dengan rincian tahun 2003 seluas 25764 Ha, tahun 2004 seluas 41 340 Ha dan tahun2005 seluas 16 110 Ha (lampiran tabel-1). Apabilatingkat keberhasilan diperkirakan rata-ratasebesar 70%, maka areal penanaman pada lahan
kritis melalui GN RHL/GERHAN tahun 2003s/d 2005 adalah seluas 58 498 Ha.
16. Apabila diasumsikan bahwa kegiatanrehabilitasi lahan non GN RHL/GERHAN yangberhasil sejak tahun 2003 adalah seluas 10% dariluas areal penanaman GN RHL/GERHAN yaituseluas 5 850 Ha, maka total luas penanamanpada lahan kritis s/d tahun 2005 termasuk GNRHL/GERHAN adalah 64 348 Ha. Denganmengurangkan angka dari butir 7 di atas, makalahan kritis yang tersedia di DAS Solo sebagaisasaran pengembangan tanaman biomassa danbahan baku untuk bahan bakar nabati masih
cukup luas yaitu 524 557 Ha.17. Adapun jenis komoditi yang telah
ditanam melalui GN RHL/GERHAN tahun 2003s/d 2005 di DAS Solo meliputi (i). kayu-kayuansebanyak lebih dari 30 juta batang tersebar di 14kabupaten meliputi Jati, Mahoni, Suren, Pinus,Gmelina, Accacia mangium, Sengon laut,Sonokeling, Eucalyptus, Mindi, Accaciaauriculiformis, Angsana, Filisium, Rhizophora,Aviecenia, dan Bruguiera; (ii). MPTS sebanyaklebih dari 4 juta batang meliputi Kemiri,Belimbing, Nangka, Mete, Mangga, Durian,Rambutan, Apokat, Melinjo, Sukun, Sawo,
Jambu, Pete, Matoa, Duku, Srikaya, Klengkengdan lain-lain. Hasil-hasil penanaman ini sudahtentu merupakan input nyata bagi mendukungpengembangan energi biomassa sesuaikepentingannya.
BENTUK PASOKAN ENERGI KAYU
18. Kayu yang diolah untuk energi dapatberbentuk padat, cair atau gas. Yang berbentukpadat antara lain kayu bakar, serpih (chip), peletatau briket dan arang. Untuk yang berbentuk
cairantara lain minyak kayu, tar dan alkohol.Sedangkan yang berbentuk gas adalah gas kayuyaitu CO, CH4 dan lain-lain. Macam energi yangdihasilkan dari bahan-bahan tersebut dapatberupa panas, listrik dan tenaga mekanis.
19. Penggunaan bahan energi tersebut dapatuntuk sektor rumah tangga, sektor industri,sektor transportasi dan perdagangan. Di sektorrumah tangga misalnya untuk memasak danuntuk penerangan, memerlukan pengembangan
peralatan tepat guna dan kultur yang sesuaiterutama pada masyarakat di perdesaan. Untuksektor industri, memerlukan energi dalambentuk panas, listrik atau tenaga penggerak yangmembutuhkan pula rekayasa peralatan yangsesuai untuk menghasilkan kapasitas produksi
yang optimal. Pada sektor transportasi, energikayu untuk tenaga penggerak sangat dibutuhkanbaik di perdesaan maupun di arealpertanian/perkebunan/perikanan.
POLA PENGEMBANGAN TANAMAN
20. Pengembangan tanaman biomassadalam GN RHL/GERHAN yang diuraikan padabutir 17 di atas, pada tahun 2003 dan 2004dilakukan dengan komposisi jenis tanaman
pokok (kayu-kayuan) 70% dan MPTS 30%,sedangkan tahun 2005 berubah menjadi tanamanpokok 60% dan MPTS 40%.
21. Khususnya pengembangan bahan bakuuntuk bahan bakar nabati seperti tanaman Jarakpagar ( Jatropha curcas L), ada beberapa alternatifyang dapat dilaksanakan dalam rangkarehabilitasi hutan dan lahan sbb.:
a. Reboisasi di kawasan hutan, pada arealhutan rusak, alang-alang dan semak belukar,dapat ditanam secara murni dengan jarak tanam2 x 2 m (2 560 btg/Ha); hal ini perlu dibahasdengan Perum Perhutani sebagai pengelola
kawasan hutan;b. Hutan rakyat pada tanah yang dibebani
hak, Jarak pagar sebagai tanaman MPTS dapatditanam pada anggelan teras, pematang ataupada batas pemilikan tanah;
c. Alternatif lain, Jarak pagar dapatditanam dalam kegiatan percontohan (model)sebagai tanaman pengisi, tanaman sela, tanamantepi dan tanaman pagar dari hamparan tanamanpokok yang ditanam.
22. Departemen Kehutanan c/q DitjenRehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial, mulaitahun 2005 dengan dana DIPA kegiatan Social
Forestry telah mengembangkan modelpenanaman Jarak pagar di Kab. Lombok Timur(NTB) seluas 300 Ha. Pada DIPA 2006dialokasikan penanaman seluas 1200 Ha tersebardi NTB (350 Ha), NTT (350 Ha), Sulsel (250 Ha),dan Sulteng (250 Ha).
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
33/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
34/121
28
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
35/121
29
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
36/121
30
MERINTIS PEMANFAATAN BAHAN ORGANIK SEBAGAI SELSURYA DI DAERAH TROPIS: KENDALA DAN HARAPAN KE
DEPAN
ARI HANDONO RAMELAN
Jurusan Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta 57126
PENDAHUHULAN
Krisis moneter yang dialami Indonesiadewasa ini secara langsung akan membawadampak yang semakin nyata terhadap berbagaiprogram pemerintah seperti distribusipenggunaan tenaga listrik ke seluruh wilayahIndonesia dan berbagai pengembangan teknologilainnya termasuk di dalamnya program risetyang merupakan embrio bagi lahirnya revolusiteknologi. Dengan realita tersebut makapengembangan listrik tenaga surya yang berbasiskepada efek photovoltaic dari piranti sel surya(solar cell) sebagai salah satu sumber tenagalistrik yang murah, bebas polusi, dan alami
menjadi suatu pilihan yang tepat. Namun realitayang ada sekarang ini penggunaan sel suryasebagai sumber listrik masih sangat minim danbelum dapat diandalkan sebagai suatu sumbertenaga alternatif yang dapat mengganti tenagalistrik. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktorseperti: kemampuan sel surya yang belumoptimal dalam menghasilkan tenaga listrik,proses pembuatan sel surya yang memerlukanoperasi pembiayaan yang mahal, apalagi jika selsurya tersebut masih harus diimpor bagipembuatan modul sel surya [1], dan lainsebagainya.
Berbagai bahan inorganik telah dibuat untukpiranti sel surya seperti Si, GaSb/GaAs, AlGaSb,ZnO, dan lain-lain dengan struktur yangkomplek [2-7]. Desain sel tersebut biasadilakukan dengan menggunakan teknikpemendapan bahan thin film (lapisan tipis)seperti Metal Organic Chemical Vapour Deposition(MOCVD ), Molecular Beam Epitaxy (MBE) danlain-lain [8]. Tentu saja beberapa keuntungan dankerugian akan diperoleh untuk masing-masing
teknik. Untuk mendapatkan bahan sel tersebutdiperlukan beaya yang tidak murah juga prosespembuatannya tidak sederhana. Jika ada
alternatif lain untuk mendapatkan bahan danteknik pembuatan sel yang relatif mudah dandapat dilakukan di Indonesia maka akansemakin besar peluang dapat memfabrikasi selsurya sehingga akan terjadi kompetisi yangkonstruktif bagi pengembangan teknologitersebut. Dalam penelitian ini akan diusulkanpembuatan sel surya dengan menggunakanbahan organik. Bahan organik relatif mudahdiperoleh di Indonesia dengan harga yang relatifmurah mengingat sumber alam yang melimpahyang ada perlu untuk dioptimalkanpenggunaannya. Selain itu teknik yang
dipergunakan untuk mengendapkan lapisan tipis(thin film) bahan tersebut adalah menggunakanteknik yang relatif sederhana, tidak memerlukanteknologi yang rumit sehingga diharapkan dapatmemberikan gambaran bagi variasipengembangan pembangkit listrik tenaga surya(PLTS) di Indonesia.
Lebih dari 90% modul sel surya sekarang inidibuat dari silikon. Meskipun pasar sel suryamengalami pertumbuhan yang kontinu, tetapipenggunaan sel surya yang lebih luas sangatdibatasi oleh tinggi harga modul sel surya yangdibuat dari bahan silikon. Kita harus
mengembangkan sel surya dengan teknologiyang mudah dilakukan dan biaya yang murah.Selain biaya produksi, maka faktor lain yangpenting diperhitungkan adalah efisiensi danumur pakai dari sel surya. Keunggulan sel suryamenggunakan bahan organik adalah umurpemakaian yang lama.
Selama beberapa puluh tahun yang usaha-usaha pengembangan sel surya berbahan organiktelah dilakukan. Pengembangan sel surya bahan
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
37/121
31
organik dilakukan karena beberapakeunggulannya, yaitu lebih ringan dibandingkandengan sel surya inorganik (silikon, germaniumdan lain-lain.), biaya pembuatan yang murah,celah energi yang dapat diubah (tuneable)dengan sintesis kimia, dan pembuatan dengan
cara mudah ukuran yang besar serta dapatdisesuaikan dengan bentuk. Tetapi efisiensi selsurya berbahan organik yang masih rendahdibandingkan dengan sel surya inorganik. Halini disebabkan karena rendahnya efisiensifotogenerasi dari muatan (carriers) dan jugaresistivitas yang tinggi dari bahan organik(disebabkan densitas bahan yang rendah danmobilitas muatan juga rendah). Sampai saat iniefisiensi sel surya berbahan organik tertinggiyang dicapai adalah sebesar sekitar 3% [9,10]
PERMASALAHAN
Pada asasnya sel surya fotovoltaikmerupakan suatu dioda semikonduktor yangberkerja dalam proses tak seimbang danberdasarkan efek fotovoltaik. Dalam proses itusel surya menghasilkan tegangan 0,5-1 volttergantung intensitas cahaya dan zatsemikonduktor yang dipakai. Sementara ituintensitas energi yang terkandung dalam sinarmatahari yang sampai ke permukaan bumibesarnya sekitar 1000 Watt. Tapi karena dayaguna konversi energi radiasi menjadi energi
listrik berdasarkan efek fotovoltaik barumencapai 10%, maka produksi listrik maksimalyang dihasilkan sel surya baru mencapai 100Watt per m2. Dari sini terlihat bahwa PLTS itumembutuhkan lahan yang luas. Hal itumerupakan salah satu penyebab harga PLTSmenjadi mahal. Ditambah lagi harga sel suryafotovoltaik berbentuk kristal mahal, hal inikarena proses pembuatannya yang rumit.Namun, kondisi geografis Indonesia yangbanyak memiliki daerah terpencil sulitdibubungkan dengan jaringan listrik PLN.Kemudian sebagai negara tropis Indonesia
mempunyai potensi energi surya yang tinggi.Hal ini terlihat dari radiasi harian yaitu sebesar4,5 kWh/m2/hari. Berarti prospek penggunaanfotovoltaik di masa mendatang cukup cerah.Untuk itulah perlu diusahakan menekan hargafotovoltaik misalnya dengan cara sebagaiberikut. Pertama menggunakan bahansemikonduktor lain seperti Galium Antimoni(GaSb) dan Galium Arsenik (GaAs) yang lebihkompetitif. Kedua meningkatkan efisiensi sel
surya dari 15% menjadi 20%. Ketiga mendesaindan memfabrikasi sel surya dengan cara yangmudah dan biaya yang murah serta bahan yangmudah didapat di Indonesia.
Prospek Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) di
IndonesiaEnergi baru dan terbarukan mulai mendapat
perhatian sejak terjadinya krisis energi duniayaitu pada tahun 70-an dan salah satu energi ituadalah energi surya. Energi itu dapat berubahmenjadi arus listrik yang searah yaitu denganmenggunakan silikon yang tipis. Sebuah kristalsilindris Si diperoleh dengan cara memanaskanSi itu dengan tekanan yang diatur sehingga Si ituberubah menjadi penghantar. Bila kristal silindrisitu dipotong stebal 0,3 mm, akan terbentuklahsel-sel silikon yang tipis atau yang disebut jugadengan sel surya fotovoltaik. Sel-sel silikon itu
dipasang dengan posisi sejajar/seri dalamsebuah panel yang terbuat dari alumunium ataubaja anti karat dan dilindungi oleh kaca atauplastik. Kemudian pada tiap-tiap sambungan selitu diberi sambungan listrik. Bila sel-sel ituterkena sinar matahari maka pada sambunganitu akan mengalir arus listrik. Besarnyaarus/tenaga listrik itu tergantung pada jumlahenergi cahaya yang mencapai silikon itu dan luaspermukaan sel itu.
Sinar matahari dapat diubah menjadi aruslistrik dengan melalui sel surya (selphotovoltaic). Sel surya ini selama satu abad
terakhir ini juga mengalami perkembangan yangpesat. Sehingga dengan mudah diperoleh aruslistrik langsung dari foton sinar matahari. Sel-selini dirakit satu sama lain dalam apa yang disebutmodul atau bidang modul. Satu bidang modulmampu mengubah sinar matahari yangditampung langsung menjadi beberapa watt aruslistrik.
Sel surya itu terdiri dari lapisan yang terbuatdari keping-keping bahan kristal silikon dengangaris tengah 10 sentimeter. Setiap keping dapatmenghasilkan arus listrik 1 watt, dari sinarmatahari yang diterimanya. Jadi kalau 30 keping
kristal silikon dirakit dalam satu modul, akanmenghasilkan sekitar 30 watt listrik. Selanjutnya jika sejumlah besar modul dihubungkan dalamkemasan bidang modul, akan mampumembangkitkan beberapa kilowatt, bahkandapat sampai megawatt.
Energi listrik yang berasal dari energi suryapertama kali digunakan untuk peneranganrumah tangga dengan sistem desentralisasi yangdikenal dengan Solar Home System (SHS),
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
38/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
39/121
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
40/121
34
Sel surya dengan lapisan tunggal sepertidijelaskan diatas hanya mempunyai efisiensiquantum (QE) sekitar 1% dan efisiensipengubahan daya sekitar 0,1%. Sedangkan QEdidefinisikan sebagai ratio jumlah elektron yangdialirkan ke rangkaian dengan jumlah foton pada
panjang gelombang tertentu yang jatuh dipermukaan sel surya. QE yang tinggi sangatdibutuhkan untuk mendapatkan efisiensi selsurya dengan efisiensi yang tinggi. Pada selsurya dengan bahan inorganik nilai efisiensiquantum (QE) dapat mencapai 80-90%.
Pengembangan dari sel surya bahan organikberdasarkan pada hubungan tidak sama(heterojunction) donor-akseptor. Pada antar-muka dari dua bahan yang berbeda, gayaelektrostatik terjadi dari perbedaan didalamafinitas elektron dan potensial ionisasi. Jikakedua-duanya (afinitas elektron dan potensial
ionisasi) adalah lebih besar didalam satu material(akseptor elektron) dibandingkan denganmaterial lainnya (donor elektron), maka medanlistrik yang terjadi di antar-muka (interface) akanmenyebabkan pemisahan muatan sepertiditampilkan pada Gambar 2. Medan listrik lokalyang kuat dan akan memutus eksiton foto-generasi dengan syarat bahwa adanya perbedaanpotensial energi dari energi ikat eksiton. Pada selsurya dengan hubungan tidak-sama(heterojunction), antar-muka dari bahan organikdonor-akseptor akan memisahkan eksiton secaraefisien dibandingkan untuk lapisan tunggal.
Pemisahan eksiton ini akan menyebabkankenaikan efisiensi sel surya organik.
Gambar 2. Pita energi sel surya organik denganstruktur hubungan tidak-sama (donor-acceptorheterojunction).
Perkembangan sel surya bahan organikmengalami suatu loncatan yang besar padapertengahan tahun 1990 dimana bahan yangdapat memberikan (donor) elektron dan bahanyang menerima (akseptor) elektron dicampur
menjadi satu. Bila panjang campuran keduabahan tersebut adalah sama dengan panjangdifusi dari eksiton, kemudian bilamana eksitontereksitasi secara photogeneration pada keduamaterial tersebut, maka akan terdifusi danterputus di antar-mukanya. Bila lintasan eksitontersebut selalu ada pada setiap bahan dari antar-muka (interface) ke masing-masing elektroda,maka pembawa muatan (elektron dan hole) akanbergerak ke kontak dan akan mengalirkan aruslistrik seperti ditampilkan pada Gambar 3.Fenomena ini juga dilaporkan dari hasil kajianyang dilakukan oleh beberapa peneliti lainnya
[14-16] untuk bahan organik yang terdiri 2campuran bahan yang berbeda (bahan organikdonor dan akseptor). Bahan organik campurantersebut dapat meningkatkan efisiensi sel suryasekitar 3-4% dibandingkan bila bahan tersebuttidak dicampur yang hanya mempunyaiefisiensinya sekitar 1%. Pada waktu yang samaYu et.al. [17] melaporkan suatu kajian bahanyang mempunyai efisiensi quantum (QE) sebesar29% untuk campuran bahan pembawa hole (holetransporter), PPV dan turunan dari C60, dimanabahan C60 bertindak sebagai komponen yangdapat mengalirkan elektron. Kemudian
kemajuan lainnya adalah peningkatan efisiensiquantum (QE) dicapai dari campuran dengankristal inorganik dan kristal bahan pewarnaorganik [18].
Gambar 3. Bahan organik donor dan akseptordicampur menjadi bahan heterojunction terdispersi.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
41/121
35
Proses Kerja Sel Surya OrganikProses operasi dari sel surya organik terdiri
dari 3 tahapan, yaitu (a) absorpsi cahaya surya(energi foton), (b) terjadinya pemisahan muatan(electron dan hole) pada permukaan antaradonor-akseptor, dan (c) aliran dari kedua muatan
tersebut didalam bahan organik (bulk) ke keduaelektrodanya. Syarat yang harus dipenuhi untukmendapatkan efisiensi yang tinggi, pengubahanenergi foton (cahaya) menjadi arus listrik adalahbahwa elektron dan hole tidak terjadirekombinasi (bersatu) sebelum dibawa/dialirkanke rangkaian eksternal. Untuk mengurangiproses rekombinasi electron-hole, maka electrondan hole ditransportasikan (dibawa) oleh bahanyang yang berbeda. Sebagai contoh untuk pirantidonor-akseptor, maka material akseptormempunyai sifat konduktivitas elektron yangbaik. Sebaliknya untuk bahan donor mempunyai
konduktivitas hole yang baik. Oleh karena itubahan organik yang mudah menghasilkanpasangan electron-hole dan bahan organikmobilitas muatan yang tinggi adalah merupakanfaktor yang penting dalam menentukan besarnyaefisiensi sel surya bahan organic.
Karena kebutuhan transport muatan didalampiranti organik, maka adanya hubungan yangkuat antara efisiensi dan morfologi. Kualitas danhomogenitas bahan organik yang digunakanakan menyebabkan efisiensi yang semakin tinggidari sel surya. Bahan organik sel surya yangtidak homogen dengan lapisan yang terdapat
lubang-lubangnya dan resistivitas seri (serialresistivity) akan menyebabkan faktor pengisi(FF: fill factor) kecil, penguatan kecil dantegangan terbuka (VOC). Sebagai tambahanbahwa dengan semakin tipis ketebalan piranti(devices) pada nilai optimum, maka efisiensi selsurya dapat naik dengan nilai yang cukup berarti[19]. Untuk mendapatkan suatu lapisan tipisbahan organik untuk sel surya, maka prosesdeposisi dengan kontrol yang baik harusdilakukan.
Hasil kajian yang baru-baru ini dilakukanmenyatakan bahwa efisiensi kuantum (efisiensi
pengubahan cahaya menjadi elektron) diatas 50%dan juga efisiensi daya sebesar 2,5% pada kondisipenyinaran AM1,5 (80 mW/m2) telah dicapaiuntuk sel surya dengan bahan polimerheterojunction [20]. Meskipun efisiensi sel suryasebesar 2,5% adalah nilai yang besar untukefisiensi sel surya bahan organik, kesepadananantara nilai spektrum serapan bahan organikdengan spektrum cahaya matahari adalah sedikitkecil dan selanjutnya juga sangat sulit
mendapatkan bahan organik (polimer) dengancelah energi (band-gap) yang nilainya kecil.
Molekul pewarna (dye) termasukmerocyanine, dan metallophtalocyaninemerupakan bahan-bahan organik yang sangatmenjajikan dijadikan bahan pembuatan sel surya.
Keunggulan dari bahan ini organik dengan beratmolekul (molecular weight) yang kecil adalahmempunyai nilai koefisien serapan yang tinggi(> 105 cm-1) dengan spektrum cahaya matahari,sedangkan sifat transport pembawa muatan(transport properties) mempunyai korelasi yangkuat dengan kristalinitas bahan organik. Efisiensisel surya lebih besar dari 3% dengan intensitasiluminasi sebesar 150 mW/cm2 telah dibuatdengan cara evaporasi vakum denganmenggunakan bahan Cu-pthalocyanine/C60telah dibuat [21].
Sel Surya Berbahan OrganikPrinsip dari sel surya berbahan organik terdiri
dari suatu komponen/bahan yang melepaskanelectron (sebagai donor) karena sinar yangdatang pada bahan tersebut dan material lainnyayang akan menerima elektron (sebagai akseptor).Setelah terjadinya pasangan electron-hole padasisi antar muka (interface) donor-akseptor, makamuatan listrik akan mengalir ke keduaelektrodanya sebagai arus listrik yang lebihdikenal sebagai photocurrent, arus listrik yangterjadinya karena cahaya yang jatuh padapermukaan bahan semikonduktor.
Pada tahun 2001 [22-23] dilaporkan bahwa selsurya yang dibuat dengan menggunakanpolimer (PPV) dan molekul acceptor berupa C60telah menghasilkan suatu bahan sel suryaorganik dengan efisiensi sebesar 3% dengankondisi iluminasi AM1,5. Masih rendahnyaefisiensinya sel surya ini karena absorpsi yangrelatif kecil dari 2 komponen bahan organik yangdigunakan untuk pembuatan sel surya.
Sel surya bahan organik dibuat dari film yangbersifat semikonduktor dan lapisan elektrodadideposisikan pada ke-2 permukaan lapisannya.Bila sinar datang ke sel surya tersebut, maka
elektron akan tereksitasi dan akan meninggalkanpartikel positif yang disebut holes. Sebagaiakibatnya adalah terjadi medan listrik diantarake-2 elektrodanya dan selanjutkan akan terjadiarus listrik bila kedua elektroda tersebutdihubungkan.
Pada polimer elektron terikat sangat kuatdengan hole dan untuk bahan-bahan organikmempunyai suatu struktur jebakan (traps) yangakan menghalangi mobilitas elektron dalam
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
42/121
36
bahan organik tersebut. Sebagai tambahanbahwa bahan organik sangat kecil mengabsorpsisinar matahari yang datang di permukaan bahanorganik tersebut. Sejauh ini sel surya yangterbuat dari bahan plastik baru mencapaiefisiensi sebesar 2,5% dibandingkan dengan
bahan semikonduktor inorganik (Si, GaAs danGaSb) yang mempunyai efisiensi sebesar 17%.Akan tetapi karena bahan polimer/plastik sangatmurah pembuatannya dan dapat dilakukan padasuhu kamar dibandingkan dengan bahan selsurya inorganik yang pembuatan sangat sulitdan mahal (pada suhu tinggi dan sangatkomplek), maka sel surya dengan bahan organikadalah merupakan hal yang sangat prospektifuntuk dikembangkan.
Dari hasil kajian yang telah dilakukan [24],bahwa tingkat kemurnian dari bahan-bahanpembuatan sel surya akan mempengaruhi sifat-
sifat listriknya. Untuk menghindari ketidak-murnian lapisan sebagai bahan aktif sel surya,maka material yang akan digunakan dapatdideposisikan dengan menggunakan thermalevaporasi system vakum. Sebagai contoh adalahabahan Zn-Phthalocyanine and C60 dapatdigunakan sebagai pasangan donor-akseptor. Selsurya berbahan organik (polimer) dibuatmenggunakan proses cetakan yangmemungkinkan modul sel surya baru. Lapisanfotoaktif dari sel surya mempunyai ketebalan 100nm, sekitar 1/200 dari ketebalan rambut. Karenapolimer dicetak dalam bentuk lembaran tipis,
maka modul sel surya dengan bahan organiksangat ringan dan dapat dibuat untuk berbagaibentuk sesuai dengan penggunaannya.
Schmidt-Mende et. al. [25] mengembangkansel surya dari bahan organik berupa dyeperylene yang lebih dikenal dengan HBC-PhC12,yang berbentuk kristal cair. Bila sinar surya jatuhpada bahan tersebut, maka akan terjadi generasipasangan elektron-hole yang selanjutnya akanmenimbulkan arus listrik. Bahan ini hanya baikuntuk konversi efisiensi pada jenis sinar biru-hijau, padahal sel surya yang baik harusmempunyai respons pada rentangan sinar
tampak.
PENUTUP
Teknologi sel surya merupakan salah satu jenis teknologi masa depan yang hingga kinipara peneliti dari berbagai negara berlomba-lomba untuk memperoleh piranti sel surya yangmurah dengan kualitas yang rasional serta dapat
dijadikan produk industri yang dapatdipasarkan. Dengan beberapa faktor tersebut diatas diharapkan juga akan semakin mendorongpara peneliti Indonesia di bidang ini untuk lebihmemfokuskan kemampuan membuat sel suryasecara nyata yang kompetitif dengan berbagai
cara termasuk mencari terobosan baru yangsesuai dengan kondisi di Indonesia.
Sel surya berbasis bahan organik mempunyaiefisien sangat rendah (sekitar 4%) dibandingdengan sel surya berbahan semikonduktoranorganik (Si, GaAs, GaSb dan lain-lain) yangefisiensinya mencapai 27%. Hal ini yang menjadikendala pengembangan sel surya berbahanorganik, terutama sumber energi lain masihtersedia dalam jumlah banyak. Harapan kedepan pengembangan sel surya berbahanorganik, yaitu bahan dasar banyak tersedia didaerah tropis, biaya produksi relatif murah dan
teknologi lebih sederhana. Selain itu sifat daribahan organik yang fleksibel dan ringanmemungkinkan untuk digunakan bermacam-macam keperluan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Zuhal,1995, Policy & Development Programs on RuralElectrication for the Next 10 Years, Ditjen. Listrik &Pengembangan Energi, Departemen Pertambangan danEnergi, Jakarta.
2. A.H. Ramelan, K.S.A. Butcher, E.M. Goldys, (2002).Conference on Optoelectronic and Microelectronics Materials
and Devices, 11-13 December 2002, Sydney, NSW.3. A.H. Ramelan and E.M. Goldys, (2002).Journal of AppliedPhysics-USA, 92, 6051 (2002).
4. A.H. Ramelan, K. Drozdowicz-Tomsia, E.M. Goldys, T.L.Tansley (2001).Journal of Electronic Materials-USA, 30, 965(2001).
5. A.H. Ramelan, K. Drozdowicz-Tomsia, E.M. Goldys, T.L.Tansley, (2000). Conference on Optoelectronic and
Microelectronics Materials and Devices, 6-8 December 2000,Melbourne, Victoria.
6. A.H. Ramelan, K. Drozdowicz-Tomsia, E.M. Goldys, T.L.Tansley, (2000). Eleventh Conference on Semiconducting andInsulating Materials, 3-7 July 2000, Canberra, ACTU.
7. Wilson W. Wenas, A. Setiawan, F. Adriyanto, and H.Sangian. The Conference Optoelectronic and Microelectronic
Materials and Devices (COMMAD 1998), Perth, WesternAustralia, 14th to 16th December 1998.
8. A.H. Ramelan, (2001). PhD. Thesis, Division ofInformation and Communication Sciences, MacquarieUniversity, Sydney, Australia.
9. Kuwat Triyana, T. Yasuda, K. Fujita, and T. Sutsui.Japan.J.Appl.Physics. 44, 4A, 100 (2005).
10. J. Rostalki dan Meissner, Sol. Energy. Mater. Sol. Cells, 61,87 (2000).
11. Lima puluh tahun Pertambangan dan Energi dalammembangun, Deptamben RI, Agustus 1995, Jakarta.
12. Publikasi Ilmiah "Peranan energi dalam menunjangpembangunan berkelanjutan", Direktorat teknologi energiBPPT, Mei 1995, Jakarta.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
43/121
37
13. Wilson Walery Wenas, Teknologi Sel Surya:Perkembangan Dewasa Ini dan yang akan Datang, ElektroIndonesia No. 12, 1996.
14. Yu G. and Heeger A.J., J. Appl. Phys. 78 (1995) 4510-5.15. Halls J.J.M., Walsh CA, and Greenham MC. Nature 376
(1995) 498-500.16. Yoshino K., Tada K., and K. Fuji. IEEE
Trans.Electron.Dev. 44 (1997) 1315-24.17. Yu G., Hummelen JC., and Wudl F. Science 270 (1995)1789-91.
18. Petritsch K, Dittmer JJ., and Marseglia EA. Sol. EnergyMater Sol Cells 61 (2000) 63-67.
19. T. Fromherz, F. Panginer, D. Gebeyehu, C. Brabec, J.C.Hummalen, N.S. Sariciftci, Sol. Energy Mater.Sol.Cells, 63(2000) 61.
20. S.E. Shaheen, C.J. Brabec, F.Padinger, T.Fromherz, J.C.Hummelen, N.S. Sariciftci, App.Phys.Lett. 78 (2001)841.
21. P. Pneumas and S.R. Forrest,Appl.Phys.Lett. 78 (2001) 841.22. C..J.Brabec, N.S.Sariciftci,and J.C.Hummelen, Plastic
Solar Cells, Adv. Funct. Mater. 2001,11,No.1,February,pp. 15-25.
23. S.E.Shaheen, C.J.Brabec, N.S.Sariciftci, F.Padinger, T.Fromherz, J.C.Hummelen, 2.5% Efficient Organic SolarCells ,Appl.Phys.Lett.78:841-843 (2001).
24. P. Peumans, S.R. Forrest, Appl. Phys. Lett. 79 (2001) 126.25. Schmidt-Mende, L. et al. Self-organized discotic liquid
crystals for high-efficiency organic photovoltaics. Science,293, 1119-1122, (2001).
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
44/121
38
KEANEKARAGAMAN HAYATI INDONESIA DANPEMANFAATANNYA UNTUK SUMBER ENERGI
SUTARNO DAN SUGIYARTO
Jurusan Biologi FMIPA dan Prodi Biosains PPs UNS SurakartaPeneliti pada Puslitbang Bioteknologi dan Biodiversitas UNS Surakarta
PENDAHULUAN
Negara Indonesia yang luasnya hanya sekitar
1.3 persen dari keseluruhan luas permukaanbumi memiliki keanekaragaman hayati yangsangat tinggi, di antaranya: Indonesia memiliki10 persen dari jenis tanaman berbunga di dunia,12 persen spesies mamalia dunia, 16 persenspesies reptilia dan amfibia dunia, 17 persenspesies burung di dunia, dan bahkan mencapai25 persen dari spesies ikan di dunia, sertamemiliki keanekaragaman jenis pohon palmtertinggi di dunia. Letak geografis negaraIndonesia yang sangat menguntungkan inimampu mendukung habitat-habitat untuktumbuh suburnya berbagai jenis flora fauna.
Namun demikian, keanekaragaman yangberlimpah ini belum digali dan dimanfaatkansecara optimal, serta belum diterapkannyateknologi yang memadai dalam pemanfaatan,pengelolaan maupun usaha pelestariannya. Salahsatu potensi besar pemanfaatan kekayaansumberdaya alam yang luar biasa tersebutadalah sebagai sumber energi. Selain memilikikeragaman dan kekayaan sumber energi non-hayati, misalnya panas bumi, angin, ombak dansinar surya yang melimpah, Indonesia termasuknegara megabiodiversity terbesar ketiga yangberfungsi sebagai lumbung energi hayati. Selain
berfungsi sebagai penyimpan energi,sumberdaya hayati (biomassa) juga dapatdifungsikan sebagai agen untuk menangkap,mengatur dan meningkatkan efisiensi sumberenergi non-hayati lainnya. Masyarakat sejak lamatelah menggunakan bahan organik (kayu bakar,sekam padi, tempurung dan lain-lain) sebagaibahan bakar. Selain itu penggunaan pupuk hijauserta pupuk kandang dalam system pertanianterbukti mempunyai andil yang sangat besar
guna mengurangi ketergantungan terhadappupuk kimia yang dalam pembuatannyatergantung pada energi fosil. Produksi biogas,bioethanol dan biodiesel dalam skala industrimenengah dan besar sudah dirintis dan mulaimendapatkan pasar yang mapan. Teknologibiomembran juga sudah menjadi pilihan untukpeningkatan efisiensi produksi pada berbagaiperusahaan. Bahan organik tumbuhan juga telahmulai dilirik untuk dimanfaatkan sebagai solarsel yang diharapkan dapat digunakan sebagaipenangkap energi surya secara langsung yangberkelanjutan.
KEANEKARAGAMAN HAYATI INDONESIA
Negara Indonesia yang terletak di daerahtropis memiliki keuntungan tersendiri dalamkaitannya dengan kekayaan keanekaragamanhayati. Indonesia yang memiliki luas sekitar 1.3persen dari keseluruhan luas permukaan bumiini memiliki keanekaragaman hayati yang sangattinggi, diantaranya: Indonesia memiliki 10persen dari jenis tanaman berbunga di dunia, 12persen spesies mamalia dunia, 16 persen spesiesreptilia dan amfibia dunia, 17 persen spesiesburung di dunia, dan bahkan mencapai 25persen dari spesies ikan di dunia (Haeruman,1993). Indonesia juga merupakan negara yang
memiliki keanekaragaman jenis pohon palmtertinggi di dunia, memiliki lebih dari 400 jenisspesies dipterocarp, suatu jenis tanaman kayuyang bernilai komesial tinggidi Asia Tenggara,dan diperkirakan terdapat sekitar 25.000 jenistanaman berbunga, seperti disajikan pada tabel 1berikut.
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
45/121
39
Tabel 1. Perkiraan jumlah spesies komponen biotikutama di Indonesia dan dunia.
Sumber: Mc Neely dalam Haeruman 1993
Kekayaan keanekaragaman hayati Indonesiatersebut sebagian besar merupakan sumber dayaalam yang memiliki nilai ekonomi penting,
bahkan beberapa diantaranya bernilai ekonomipenting secara nasional maupun internasional.Diperkirakan terdapat 6000 spesies tanaman danhewan digunakan oleh penduduk Indonesiauntuk kebutuhan sehari-hari baik yangbersumber dari flora-fauna alami maupun yangdibudidayakan. Banyak sekali jenis tanaman danhewan alami yang dimanfaatkan untukkebutuhan domestik dan komesial sebagai bahanpangan, obatobatan, kerajinan, bahan bangunanmaupun bahan bakar.
SUMBERDAYA HAYATI POTENSIALSEBAGAI SUMBER/PENGHASIL ENERGI
Kebutuhan dan ketergantungan dunia akanbahan bakar fosil yang ketersediaannya semakinmenipis dan tidak dapat diperbarui, telahmenjadikan masalah ini menjadi masalah yangsecara internasional perlu dicarikan alternatifpenyelesaiannya. Penggunaan bensin dalamberbagai jenis peruntukan dapat diganti denganethanol, sedangkan penggunaan solar dapatdigantikan dengan biodisel. Ethanol dapat dibuatmelalui proses fermentasi jenis-jenis bahan dari
tanaman tertentu seperti singkong, tebu, jagungdan lain sebagainya, sedangkan biodiesel dapatdibuat melalui esterfikasi asam lemak padaminyak nabati, seperti dari biji jarak pagar,rambutan, sirsak, kelapa sawit, dan kelapa.Kesemua jenis tumbuhan ini, serta tanaman lainyang berpotensi untuk dimanfaatkan untukpenghasil ethanol dan biodisel ini, banyaktumbuh secara alami maupun dibudidayakan diIndonesia.
Ketersediaan lahan yang sangat luas diIndonesia, dan ketersediaan sinar matahari yangberlimpah di daerah tropik Indonesia ini, makapeluang untuk menyediakan bahan mentahbersumber pada tumbuhan yangketersediaannya dapat diperbarui menjadi
sumber energi alternatif merupakan kemudahantersendiri bagi Negara Indonesia. Kemudahansyarat tumbuh bagi tanaman tertentu, sepertijarak pagar, yang bahkan dapat tumbuh denganbaik di daerah-daerah lahan kritis sekalipun,sangat menjanjikan untuk dikembangkanmenjadi energi alternatif di Indonesia.Dibandingkan negara lain, Indonesia sebenarnyamempunyai banyak keunggulan dalammemproduksi biofuel seperti bioethanol danbiodiesel karena mempunyai sarana lahan yangluas, dapat ditumbuhi berbagai tanamanpenghasil bahan baku hayati seperti pohon jarak,
kelapa, kelapa sawit, jagung, tebu, ketela pohondan lainnya serta mempunyai banyak tenagakerja/petani (Purnama dalam Sulistyo, 2006).
Di beberapa negara telah menggunakan jenistumbuhan tertentu untuk dijadikan sumberenergi ini, antara lain: Amerika Serikat,menggunakan jagung sebagai sumber untukmemproduksi ethanol. Produksi etanol diAmerika serikat pada tahun 1996 mencapaisekitar 7,6 miliar liter dengan menggunakanteknik fermentasi. pemanfaatan hasil panen jagung ini, disamping dapat menghasilkanenergi alternatif yang sangat besar perannya
dalam mendukung kebutuhan energi nasionalyang tergantung pada minyak import, juga dapatmeningkatkan pemasukan hasil ekonomipertanian serta mengurangi polusi udara. Brazil,menggunakan tanaman tebu sebagai sumberuntuk memproduksi ethanol. Negara ini telahmencanangkan program bahan bakar ethanoldalam skala besar sejak terjadinya krisis minyakpada tahun 1970-an. Bagian tanaman yang tidakdigunakan dalam produksi gula / ethanol, yaknibagasse, digunakan pula sebagai bahan bakaruntuk distilasi ethanol dan untuk menghasilkanlistrik.
Di Indonesia, telah dimulai beberapa tahunyang lalu untuk mencari sumber bahan mentahyang dapat dijadikan sebagai bahan untukpembuatan energi alternatif. Kementerian Risetdan Teknologi dan Badan Pengkajian danPenerapan Teknologi telah menemukan 60 jenistanaman potensial penghasil energi alternatifyang bisa diproduksi secara komersial,diantaranya adalah tanaman penghasil biodieselatau solar di antaranya sawit, kelapa, dan jarak
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
46/121
40
pagar ( Jatropha curcas), serta tanaman yang bisadiolah menjadi bioetanol atau premium misalnyasingkong beracun dan tebu. Untuk tanamanpangan yang bisa menjadi bioetanol, antara lainleguminosa (kacang tanah, kedelai dansejenisnya), umbi-umbian (singkong, ubi jalar
dan sejenis), serta biji-bijian (jagung, tan, serealia,dan bunga matahari). Tanaman perkebunanyang bisa menjadi biodiesel dan bioetanol, yaitu jenis palma, seperti kelapa, kelapa sawit, saguserta berbagai tanaman berjenis tebu. Kelapasawit memiliki produktivitas yang jauh lebihtinggi daripada tumbuhan sejenis yang jugamemproduksi minyak lemak. Kelapa sawitmengkonversi energi cahaya menjadi minyakdengan efisiensi transformasi yang amat tinggi.Tanaman non pangan yang potensial menjadibiodiesel, antara lain jarak pagar, jarak kepyardan kapuk randu. Tanaman lontar, juga dapat
dijadikan sebagai tanaman sumber energialternative di Kabupaten Belu, Nusa TenggaraTimur. Nusa Tenggara Timur dikenal sebagai"kepulauan lontar" karena di kepulauan initerdapat ratusan ribu pohon lontar denganpemanfaatan yang masih sangat rendah, yaitusekitar sebagai 1-2 persen saja untuk gula lontardan minuman beralkohol
Sebelum membahas masalah potensisumberdaya hayati, penting untuk diketahuitentang definisi energi. Kata energi berasal daribahasa Yunan, en berarti dalam dan ergon yangberarti kerja. Energi dapat didefinisikan sebagai
kemampuan untuk memberikan pengaruh atauakibat, baik itu berupa panas yang ditimbulkanmaupun berupa akibat mekanik (Sugito, 1993).Energi dapat dibedakan menjadi energi primer(energi matahari, panas bumi), energi sekunder(energi angin, listrik, biomassa, fosil dan lain-lain) dan energi tersier (pupuk,herbisida,insektisida, mesin-mesin dan lain-lain).
Semua energi yang memasuki system hidup,baik sel, individu organisme, populasi atauekosistem dapat dianggap sebagai energitersimpan atau terlepaskan serta dapat diubahdari satu bentuk ke bentuk yang lain tetapi tidak
dapat hilang, dihancurkan atau diciptakan.Konservasi energi di ekosistem bumi dapatdilakukan dengan cara peningkatan efisiensipemakaiannya, yaitu melalui cara (a)meningkatkan intensitas konversi dan (b)mengadakan penghematan input energi, baikdengan cara mengurangi pemborosan inputmaupun diversifikasi.
Fungsi sumberdaya hayati untuk memanageenergi di bumi bisa dibedakan menjadi beberapabentuk, yaitu:
1. Ekosistem atau komunitas berperan sebagaimodifier energi; dalam arti ekosistem yang baikakan meningkatkan efisiensi penggunaan energi
melalui pengurangan energi yang terbuang,mengatur fungsi energi angin, panas bumi dansebagainya
2. Tumbuhan-hewan berperan sebagaideposit energi karena tumbuhan dapatmengkonversi energi matahari dan kimiamenjadi energi tersimpan di dalam biomassanyasendiri maupun pada hewan yang memakannyamelalui rantai makanan. Enwergi tersimpan inibias dimanfaatkan langsung oleh manusia,misalnya untuk makanan, bahan bakar, pupukdan lain-lain atau dimanfaatkan secara tidaklangsung setelah menjadi produk tertentu
misalnya bioetanol, biodiesel, biogas, biofertilizerdan lain-lain.
3. Mikrobia berperan sebagaipelepas/pembebas dan pemroses energitersimpan menjadi energi termanfaatkan melaluiproses fermentasi
Dengan demikian bisa kita lihat bahwapemanfaatan sumberdaya hayati untuk sumberenergi bagi kepentingan manusia dapat dilihatdari nilai ekonomi maupun nilai ekologinya.Atau dapat dikatakan energi hayati dapatdinikmati secara langsung dalam bentukmakanan, bahan bakar (kayu bakar, biogas,
biodiesel, bioethanol, dan lain-lain) serta secaratidak langsung (sebagai ecosystem engineer, pupukdan lain-lain).
Tumbuhan sebagai sumber energiPada prinsipnya semua jenis tumbuhan dan
mikrobia berkhlorofil berpotensi sebagai sumberenergi, karena memiliki biomassa, namundemikian karena kandungan biomassa dariberbagai jenis tanaman berbeda-beda, makapeluangnya untuk dijadikan sebagai sumberenergipun bervariasi. Energi biomassa padadasarnya adalah energi matahari yang ditangkap
oleh tanaman melalui proses fotosintesis dandisimpan secara kimiawi dalam sel-sel tanaman. Jenis-jenis tanaman tertentu menghasilkan biji/buah/ umbi/ batang dengan kandungan jeniskarbohidrat tertentu yang tinggi, sedangkan jenisyang lain memiliki kandungan jenis lemak nabatitinggi, sementara jenis tumbuhan lain ada yangmemiliki kandungan protein tinggi. Dari bahanyang dihasilkan inilah, denganmempertimbangkan berbagai faktor lain yang
-
8/14/2019 Prosiding Seminar Nasional BioEnergi
47/121
41
mempengaruhi produksi energi yang terkaitdengan proses teknologinya serta pertimbangan-pertimbangan untung ruginya, maka peluang jenis-jenis tumbuhan untuk dijadikan sebagaisumber energi menjadi sangat bervariasi.
Sebagai penghasil energi, berbagai jenis
tumbuhan dapat dimanfaatkan antara lainuntuk: bahan bakar langsung, bahan biodiesel,bahan bioetahnol, bahan biogas dan bahanpupuk/pestisida organik. Semua tumbuhanberkayu dapat dimanfaatkan langsung sebagaikayu bakar. Kelompok tumbuhan ini merupakanpenyumbang terbesar biomassa tumbuhan dibumi. Kelompok tumbuhan ini didominasi olehkeluarga Dypterocarpaceae, Anacardiaceae,Apocynaceae, Leguminoceae (Prosea, 1994).
Tanaman pangan yang menghasilkan produkdengan kandungan karbohidrat tinggi meliputikelompok tumbuhan sereal (padi, jagung,
sorgum), umbi-umbian/tuber crop (ubi jalar, ubikayu, uwi, garut, balitung, talas, gadung, dangembili) dan berbagai jenis buah-buahan berseratmerupakan sumber utama bahan pembuatanbioethanol. Singkong atau ubikayu merupakancontoh produk ubi-ubian yang sangat melimpah,selain dapat digunakan sebagai bahan makanan,bahan baku industri maupun pakan ternak jugauntuk sumber energi. Singkong mengandung airsekitar 60%, pati (25-35%), protein, mineral, serat,kalsium, dan fosfat. Ubi kayu merupakansumber energi yang lebih tinggi dibanding padi, jagung, ubi jalar, dan sorgum (Somantri dkk,
2006).Berbagai jenis tumbuhan penghasil biji-bijian
dan buah-buahan berminyak adalah sebagaisumber pembuatan biodiesel. Salah satu jenisyang sudah sangat popular u