Potensi Bahan Bakar Nabati Di Indonesiasemnas2013.fp.uns.ac.id/wp-content/uploads/2013/04/Materi-Prof.-Dr... · Gas bumi 50.4 Solar, ... Tak ada teknologi dan mesin untuk mengkonversi

Potensi Bahan Bakar Nabati Di Indonesia

Ahmad Yunus, Samanhudi, Amalia T Sakya, Muji Rahayu

Lab. Fisiologi dan Bioteknologi Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret.

Seminar Nasional di Fakultas Pertanian UNS ,17 April 2013

Cadangan Minyak Dunia

Proyeksi Kebutuhan Nasional

Sistem energi = sektor energi + penggunaan energi

Layanan

energi :

• Penerangan.

• Pemanasan/

pendinginan

ruangan.

• Memasak.

• Menyetrika.

• Transportasi.

• Komunikasi.

• Kerja mesin.

• dll.

Listrik dan bahan-bahan bakar bermutu tinggi adalah

bentuk-bentuk terpenting energi final !. 5

Sumber-sumber primer energi

Sumber2 tak terbarukan

(sumber daya fosil) :

Minyak bumi.

Gas bumi.

Batubara.

Gambut.

Sumber2 terbarukan :

Sinar matahari.

Biomassa.

Tenaga air.

Panas bumi.

Tenaga angin.

Tenaga arus laut.

Energi ombak.

Energi termal samudra.

Tenaga nuklir.

6

Semua sumber daya fosil adalah

bahan bakar, sedangkan

kebanyakan sumber daya

terbarukan adalah sumber listrik

Dewasa ini, bauran energi primer dunia, masih didominasi oleh bahan bakar fosil (terutama minyak bumi) yang mengemisikan gas rumah kaca.

• Kenyataan :

sistem energi

dunia yang ada

sekarang telah

dibangun, selama

sekitar satu abad,

dengan berdasar

pada aneka

keunggulan

bahan bakar fosil

71 ton of oil equivalent (TOE) = 42 GJ

Emisi dari pembakaran sempurna berbagai bahan bakar fosil

(dalam kg CO2 per GJ energi yang dibebaskan)

Gas bumi 50.4 Solar, minyak bakar 69.3

Elpiji 59.8 Kokas minyak bumi 96.9

Propana 59.8 Batubara (lignit) 92.6

Bensin pswt terbang 65.9Batubara (subbitumen)

91.7

Bensin mobil 67.2 Batubara (bitumen) 88.2

Minyak tanah 68.4 Batubara (antrasit) 92.7

8

Gas bumi paling bersih, batubara paling kotor

Sektor energi adalah pengemisi utama gas-gas rumah kaca. Akumulasi

yang kian meningkat dari gas-gas rumah kaca di atmosfir menyebabkan

pemanasan global dan perubahan iklim.

9

Potensi

pemanasan

global,

GWP :

CO2 = 1

CH4 = 21

N2O = 285

Konsentrasi total gas-gas

rumah kaca sebesar 400 ppm

CO2 atau 550 ppm ekivalen-

CO2 dipandang sebagai titik

tiada balik (point of no return)

Konsentrasi N2O (rata-rata global)

• Jadi untuk mencegah terjadinya peristiwa katastropik

(kiamat?) bagi kehidupan di bumi, maka sistem energi

dunia harus beralih dari sebuah sistem energi berbasis

sumber daya fosil ke sistem energi berbasis sumber daya

terbaruk.

• Tetapi karena dunia (terutama negara-negara maju) telah

sangat bergantung pada bahan bakar fosil, maka

peralihan tersebut akan melewati suatu periode waktu

yang amat lama jika transisinya tak berlangsung lancar.

10

11

Pengertian Bioenergi

• Bioenergi = energi yang diperoleh/dibangkitkan/ berasal

dari biomassa.

• Biomassa = bahan2 organik berumur relatif muda dan

berasal dari tumbuhan/hewan, produk & limbah industri

budidaya

pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, perikanan

.

• Bentuk-bentuk final bioenergi :

bahan bakar hayati (biofuels);

listrik biomassa (biomass-based electricity);

Hayati = nabati + hewani, karena nabati >>

hewani, pemerintah mengadopsi Biofuel = bahan bakar

nabati (BBN).

Mengapa Bioenergi penting ?

• Sistem energi dunia sedang diupayakan beralih darisebuah sistem energi berbasis sumber daya fosil kesistem energi berbasis sumber daya terbarukan.

• Sistem energi dunia yang ada sekarang telah dibangun, selama lebih dari satu abad, dengan berdasar pada anekakeunggulan sumber daya fosil.

Sumber daya fosil = sumber daya bahan bakar.

Karena itu semua teknologi dan mesin pengkonversibahan bakar menjadi listrik, kalor, banyak tersedia.

Tak ada teknologi dan mesin untuk mengkonversi listrikmenjadi bahan bakar.

12

• Biomassa adalah satu-satunya sumber energi terbarukan

yang merupakan sumber bahan bakar, lainnya: sinar

surya, tenaga air, tenaga angin, panas bumi, arus laut,

tenaga ombak, energi termal samudra, dan tenaga nuklir

hanya mudah dikonversi menjadi listrik.

Bioenergi merupakan jembatan transisi vital peralihan

sistem energi berbasis sumber daya fosil ke sistem energi

berbasis sumber daya terbarukan .

Contoh : di Uni Eropa 2/3 dari energi terbarukan yang

sudah diproduksi dan dimanfaatkan adalah bioenergi.

13

Indonesia dikaruniai biodiversitas dan lahan

potensial yang amat besar

• Anugerah yang harus dimanfaatkan dengan baik.

• Harus didayagunakan secara berkelanjutan untukmemperkuat keterjaminan pasokan energi dan neracapembayaran negara, membuka banyak lapangan kerja, mengentaskan kemiskinan, dan melancarkanpertumbuhan ekonomi yang merata, berkontribusi padaperedaman emisi gas-gas rumah kaca.

• Jika dikelola dengan baik, produksi bioenergi dapatsaling mendukung dengan pengadaan pangan danproduk-produk berbasis nabati lainnya (karet, serat, bioplastik, dan bahan-bahan bioaktif untuk obat, pestisida, insektisida, dll).

14

Sumber energi terbarukan Faktor ketersediaan (%)

Panas bumi 85

Biomassa 85

Arus laut 70

Hidro 50

Gelombang 50

Surya 40

Angin 30

Faktor ketersediaan sepanjang tahun dari sumber-

sumber energi terbarukan

Aneka jenis bahan bakar nabati (BBN)

• Bioetanol : untuk pencampur bensin premium/pertamax (kadar air 0,5 %-vol).Generasi 1: dibuat dari bahan bergula [misal : tetes (produk samping industri gula pasir), nira-nira tebu, sorgum manis, aren, dan nipah] atau berpati [misal : umbi singkong, umbi ubi jalar, empulur sagu, dan biji sorgum] dengan rangkaian teknologi sakarifikasi (untuk bahan berpati), fermentasi (gula ke etanol), pemisahan dan pengeringan etanol. Bioetanol yang kita kenal sekarang.

Generasi 2: dibuat dari bahan lignoselulosa (a.l. tandan kosong sawit, kulit batang sagu, jerami, pelepah pisang, bagas tebu, bagas sorgum manis, tongkol & batang jagung, rumput-rumputan, kayu, dan sejenisnya) : bukan bahan pangan. Teknologinya sedang dikembangkan (diharapkan sudah bisa diterapkan pada skala industri menjelang 2015).

• Minyak nabati murni (PPO, Pure Plant Oil, atau SVO,

Straight Vegetable Oil): minyak-lemak nabati yang sudah

netral dan bebas getah; untuk bahan bakar mesin diesel

berputaran rendah (< 1000 rpm) dan berbeban konstan.

• Biodiesel : untuk pencampur solar (bahan bakar mesin

diesel otomotif : beban dinamik, putaran > 1500 rpm).

Generasi 1 Biodiesel FAME (Fatty Acids Methyl

Ester), dibuat dari minyak nabati murni dengan teknologi

metanolisis atau transesterifikasi dengan metanol;

biodiesel yang dikenal industri dewasa ini.

Generasi 2 Biodiesel BTL (Biomass-To-Liquids),

biohidrokarbon yang dibuat dari bahan lignoselulosa

dengan teknologi gasifikasi + sintesis Fischer-Tropsch.

21

Tumbuhan sumber potensial minyak-lemak utkPPO dan biodiesel generasi 1

Nama Nama Latin Sumber Kadar, %-b kr P / NP

Sawit Elais guineensis Sabut + Dg buah 45-70 + 46-54 P

Kelapa Cocos nucifera Daging buah 60 – 70 P

Malapari Pongamia pinnata Biji 27 – 39 NP

Nyamplung Callophyllum inophyllum Inti biji 40 – 73 NP

Nimba Azadirachta indica Inti biji 40 – 50 NP

Jarak pagar Jatropha curcas Inti biji 40 – 60 NP

Kusambi Schleichera oleosa Inti biji 55 – 70 NP

Kapok/randu Ceiba pentandra Biji 24 – 40 NP

Kelor Moringa oleifera Biji 30 – 49 P

Karet Hevea brasiliensis Biji 40 – 50 NP

Kemiri sunan Aleurites trisperma Inti biji 47 – 52 NP

Kemiri Aleurites moluccana Inti biji 57 – 69 NP

kr kering; P minyak/lemak Pangan (edible fat/oil),

NP minyak/lemak Non-Pangan (nonedible fat/oil

22

Di masa depan (2025), BBN juga dapat diproduksi via budidaya alga mikro di perairan-perairan pesisir

Permasalahan R & D : bagaimana caranya memproduksi minyak-lemak atau pati

murah dari mikroalga .

Perspektif ke depan

• Produksi BBN generasi 2 berbahan mentah non pangan, yaitu bahan lignoselulosa.

• Produksi BBN dari alga mikro menggunakan perairan pesisir bukan lahan pangan.

• Produksi BBN generasi 1 kelak memanfaatkan surplus pangan (gula, pati, minyak-lemak).

Target Indonesia mestinya bukan swasembada melainkan

surplus pangan.

Penyediaan BBN tak akan bersaing dengan penyediaan

pangan asal kita arif bijaksana dalam mengembangkan

industri BBN.

23

• Tanaman pangan pokok seperti padi, singkong dan ubi di

tanam untuk kebutuhan pangan. Biomassa (bahan

lignoselulosa) sisa panennya kita manfaatkan untuk

pembuatan BBN dan produk-produk lain.

Pilihan tanaman energi masa datang:

TANAMAN ENERGI MULTIGUNA

saling mendukung dengan penyediaan pangan dan

penyediaan bahan-bahan penting lain (karet/elastomer,

serat, bahan bioaktif untuk obat, pestisida, dll).

24

Tanaman energi multiguna Indonesia yg potensial

Kategori 1:

menghasilkan bahan pangan dan biomasa sisa panennya

banyak. Contoh: sawit, kelapa, sagu, tebu, sorgum

manis, jagung, sorgum, dan hanjeli (Coix lacryma-jobi).• Sawit; keluarga palma berpotensi besar.

• Sorgum manis dan hanjeli belum dikembangkan.

Kategori 2:

menghasilkan bahan pangan dan tumbuh cepat (pohon

kayu-bakar atau short-rotation coppice).

Contoh: kelor (Moreinga oleifera), kacang hiris (Cajanus

cajan), sukun (Artocarpus altilis).• Tepung buah sukun (breadfruit) berpotensi mengganti/

mensubstitusi gandum.• Kacang hiris berpotensi utk dibuat tahu dan tempe. 25

Kategori 3: menghasilkan minyak-lemak non-pangan

dan, atau tumbuh cepat atau menghasilkan pula bahan-

bahan kimia bioaktif. Contoh: mabai (Pongamia

pinnata), nimba (Azadirachta indica), widara (Ziziphus

mauritiana), nyamplung (Calophyllum inophyllum),

gatep pait (Samadera indica).

• Mabai, nimba, dan gatep pait paling komplit & potensial.

• Nyamplung tak tumbuh cepat.

• Mabai, nimba, dan nyamplung tahan air asin.

• Mabai dan nimba mampu memfiksasi nitrogen udara.

Kategori 4: menghasilkan lateks atau serat dan juga

minyak-lemak (non-pangan). Contoh: karet, getah-perca

(Palaquium gutta), kapok (Ceiba pentandra).

• Serat kapok jika surplus bisa juga untuk bioetanol.26

Biogas

• Gas produk akhir degradasi/pencernaan anaerobik

biomassa oleh suatu mikroba. Teknologi pembangkitan

biogas relatif sederhana.

• Komponen utama: metana (CH4, 40-70%) dan karbon

dioksida (CO2). 2m3 biogas memiliki kalor pembakaran

sama dengan 1 liter minyak tanah.

Biogas adalah pengganti ideal minyak tanah sebagai bahan

bakar rumah tangga pedesaan (utk masak dan lampu):

nyala apinya (biru) panas dan bersih, tak mengotori panci-

panci serta tak memedihkan mata.

• Penggantian minyak tanah dengan biogas juga sejalan

dengan naluri alami penduduk desa : ketika kesejahteraan

meningkat, bahan bakar rumah tangga beranjak dari padat

(kayu bakar) cair (minyak tanah) menjadi gas (elpiji),

dan akhirnya listrik (oven). 27

• Promosi besar-besaran pemanfaatan biogas pada skalakecil semestinya menjadi bagian dari program pengembangan BBN.

• Biogas dapat juga digunakan sebagai bahan bakarmotor/mesin untuk membangkitkan listrik danmenggerakkan mesin-mesin atau pompa-pompa air.

• Biogas dapat dihasilkan tak hanya dari kotoran ternaktetapi juga dari limbah petanian dan pengolahan hasilpanen.

28

29

Peran dan makna strategis listrik biomassa

(biomass-based electricity) bagi Indonesia

• Bentuk kepulauan dari negara kita mempersulit transmisi & distribusi listrik maupun BBM.

• Interkoneksi jaringan listrik hanya mungkin untuk pulau-pulau besar dan sejumlah pulau kecil di dekatnya.

• Sejumlah besar pulau (> 10.000) harus bisa mengha-silkan dan memenuhi kebutuhan bahan bakar dan listriknya sendiri (self-sufficient).

• Banyak propinsi & pulau tak memiliki cadangan bahan bakar fosil yang memadai.

30

• Pemanfaatan biomassa menjadi penting karena bisa

memasok energi terbarukan sepanjang tahun.

• Produksi bioenergi dapat mendayagunakan sumber

daya lokal (meningkatkan pendapatan penduduk)

• Sumber Biomasa :

sisa & limbah pemanenan + pengolahan hasil

pertanian/perkebunan.

Industri pertanian/perkebunan sebenarnya adalah

industri surplus energi.

tanaman energi multiguna saling mendukung dengan

penyediaan pangan dan produk-produk berbasis

nabati lainnya.

Sumber daya biomassa yang sudah tersedia di negara-negara ASEAN

Sumber : Saku Rantanen (Pöyry), 200931

Potensi amat besar itu masih terabaikan.

32

• Kita punya peluang besar yang harus dimanfaatkan !.

• Jika tidak, negara-negara maju sudah siap mengimpor

bahan mentah bioenergi ini untuk kemanfaatan mereka,

sekalipun bisa berakibat kemalangan bagi lahan-lahan kita.

Sumber : Saku Rantanen (Pöyry), 2009

Konfigurasi ideal pemanfaatan industrial tanaman tebu(Tatang, 2010)

33

Skema Industrialisasi Tandan Kosong Sawit (TKS)34(Tatang, 2010)

Rute-rute pemanfaatan terpadu sagu utk pangan dan bioenergi

Tatang, (2010) 35

Peran Industri Budidaya di abad 21

Sumber: Tatang (2010)

36

2007 State Of The Union Address

“…we must increase the supply of alternative

fuels, by setting a mandatory fuels standard to

require 35 billion gallons of renewable and

alternative fuels in 2017 -- and that is nearly

five times the current target.” George W Bush.

KESIMPULAN

• Perlu peningkatan produksi pangan sampai mencapai surplus pangan nasional

• Potensi pengembangan BBN terbuka lebar tanpa harus mengganggu produksi pangan

• Potensi BBN yang bersumber dari Biomasa tersedia dari berbagai jenis tumbuhan, sisa panen dan alga mikro.

39

Terima Kasih