Renewable Energy BIODIESEL Presented by Muhammad Nizar, ST, MT Study Program of Natural Resource and Environmental Management, Graduate School, University of Sumatera Utara

MENGAPA MASIH BBM KONVENSIONAL Permintaan BBM terus meningkat dari tahun ke tahun BBM konvensional menimbulkan masalah lingkungan seperti menimbulkan GRK, polusi udara Peningkatan kebutuhan BBM mengingat ada pertumbuhan penduduk dan ekonomi. Terlebih kebutuhan energi oleh negara maju yang banyak digunakan untuk industrinya. BBM konvensional masih digunakan karena terdapat hampir di seluruh dunia dan mudah pengangkutannya.

Kebutuhan energi primer dunia sampai tahun 2030 Million ton minyak ekivalen (Mtoe) Pertumbuhan rata-rata/tahun Energi 1980 2004 2010 2015 2030 2004 - 2030 Coal 1,785 2,773 3,354 3,666 4,441 1,8% Oil 3,107 3,940 4,366 4,750 5,575 1,3% Gas 1,237 2,302 2,686 3,017 3,869 2,0% Nuclear 186 714 775 810 861 0,7% Hydro 148 242 280 317 408 Biomass and Waste 765 1,176 1,283 1,375 1,645 Other renewables 33 57 99 136 296 6,6% Total 7,261 11,204 12,842 14,071 17,095 1,6% Sumber: : International Energy Agency-IEA, 2010

Proyeksi kebutuhan energi Indonesia Sumber: BPPT, 2014

Sumber Energi Biomassa Material biologi (biomass) seperti kayu telah digunakan sbg bahan bakar sejak dahulu kala. Pemanfaatan biomass sbg BB memiliki keuntungan al: mengurangi GRK Satu ton biomass untuk energi listrik dapat mencegah lepasnya karbon 0,5 ton CO2 (batubara), 0,44 ton CO2 (minyak) dan 0,28 ton CO2 (LNG). Energi Biomassa dapat menghasilkan panas, listrik, gas dan bahan bakar cair

Sumber-sumber energi dari biomassa Woody plants Short rotation coppicing Perennial grasses Crop residues Municipal solid waste Algae Water hyacinth Waste activated sludge Softwood Maize/cassava/cereal (starch) Sugar cane/sugar beet (sugar) Rapeseed/soybean/sunflower/palm ====> oil biodiesel Cyanobacteria = hydrogen Municipal solid waste => gasification Combustion, heat and power Co firing with coal Pyroliysis (bio oil & methanol) Liquifaction Gasification (producer or syngas  Methanol & hidrogen Biogas  Ethanol

BIODIESEL Biodiesel termasuk golongan alkohol dengan nama kimia alkil ester, bersifat sama seperti solar, bahkan lebih baik nilai cetane -nya. Biodiesel dibuat dari tanaman (jarak pagar, jarak kepyar, bunga matahari, kelapa, kelapa sawit dan lain-lain), lemak binatang, ganggang (algae) atau minyak goreng bekas. * Angka cetane menunjukan tingkat atau sifat bawaan suatu BBM untuk segera terbakar. Semakin tinggi angka cetane nya makin terkendali pula proses pembakarannya di dalam ruang bakar motor diesel (smooth combustion).

Biodiesel dibuat dari reaksi kimia yang disebut transesterfikasi Biodiesel dibuat dari reaksi kimia yang disebut transesterfikasi. Proses ini adalah reaksi antara SVO (straight vegetable oil) atau WVO (waste vegetable oil) dengan metano atau etanol, dengan bantuan katalisator soda-api (caustic soda atau NaOH) atau KOH. Hasilnya ada dua yaitu biodiesel dan 20 persen gliserin. Minyak hayati yang telah dikonversikan menjadi biodiesel memiliki kemiripan sifat dan mutu dengan solar. Dalam beberapa hal, seperti emisi misalnya, biodiesel bahkan lebih unggul ketimbang solar.

Biodiesel memang mempunyai kelemahan tapi kelemahan ini dapat direkayasa sehingga secara keseluruhan biodiesel tetap lebih unggul. Pembuatan biodiesel sangat mungkin didesentralisasikan hingga unit-unit rumah hingga pengembangan massal dan komersial. Indonesia memiliki 60 jenis tanaman yang bisa diolah menjadi biofuel.

Kandungan energi minyak tumbuhan, microalgae, petrol dan diesel Fuel Energy content (MJ/kg) Petrol 47,3 Diesel 43,0 Ethanol 29,4 Methanol 22,4 Minyak Kanola 39,5 Castrol oil 37,0 Sunflower oil 36,9 Chlorella vulgaris 28,0

BIODIESEL Banyak sekali mesin industri dan transportasi menggunakan mesin diesel. Untuk mencari pengganti minyak diesel (solar) maka pengganti tersebut harus memiliki karakteristik yang sama yaitu : Nilai kalori, energi yg terdapat dalam bahan bakar Cetane number, titik nyala bahan bakar Viskositas minyak, memudahkan pengaliran dari saluran Flash point, pengukuran nilai volatil bahan bakar Mudah didapatkan dari energi terbarukan Tersedia dalam jumlah yang besar

Bagaimana mendapatkan minyak biodiesel Minyak dari tumbuhan diekstrak dari bagian biji yang mengandung minyak. Ada bnyak jenis tumbuhan dapat diambil minyaknya menjadi biodiesel. Tanaman perennial (yang tumbuh lama) menghasilkan yield yang tinggi. Perennial seperti kelapa, zaitun, alpukat, cokelat, sawit dsb. Sementara tanaman tahunan (annual) walaupun yieldnya rendah tapi lebih disukai pasar dan mudah di panen. Tumbuhan ini al Jagung, kapas, kedelai, bunga matahari, kacang, jarak, dsb.

Keuntungan minyak tanaman al: Ada juga tumbuhan yg menghasilkan minyak seperti herbaceous (seperti rumput), pohon (eq eucalyptus globus) dan algae. Sejumlah algae menghasilkan minyak terpenoid, diantaranya Botrycoccus braunii yang mengakumulasikan sampai dg 86 % berat kering sebagai minyak (Calvin, 1985). Keuntungan minyak tanaman al: Cair Nilai kalori sekitar 80 % dari diesel Tersedia (ready) Terbarukan/berkelanjutan Tidak beracun dan biodegradable CO2 neutral Rendah sulphur

Kerugiannya: High viscosity (kental) Low volatility and high flash point Mengandung rantai reactive unsaturated hidrocarbon Karenanya minyak tumbuhan ini harus dimodifikasi lebih lanjut: 1. Blending (mengurangi viskositas): mencampurkan dengan solar, alkohol 2. Microemulsification (meningkatkan spray karakteristik) 3. Pyrolysis (Menghilangkan trigliserida dengan pemanasan) 4. Transesterfikasi: konversi trigliserida menjadi ester fatty acid dan glicerol

Tantangan Biodiesel Bahan bakunya masih tersebar, belum terintegrasi Membutuhkan lahan yang luas Mengancam ketahanan pangan (security food) karena sebagiannya adalah bahan pangan. Harga biodiesel masih lebih mahal dg BBM konvensional karena tanpa subsidi

Referensi Scragg A. 2005. Environmental Biotechnology. Oxford University Press. New York Rama Prihandana, Roy Hendroko. 2007. Energi Hijau: Pilihan Bijak Menuju Negeri Mandri. Penebar Swadaya. Jakarta.