ENERGI BIOMASSA Mata Kuliah Hasil Hutan Bukan Kayu (HHBK) 2010 OLEH : Prof. Dr. Ir. Kurnia Sofyan

ENERGI Kemampun melakukan kegiatan/ kerja/ usaha. 1 KALORI ≈ 4.18 JOULE ≈ 4.2 JOULE 1 JOULE ≈0.24 KALORI KALOR Bentuk energi benda pindah apabila suhunya lebih tinggi bersentuhan dengan benda yang suhunya lebih rendah.

MACAM ENERGI Energi potensial Energi kinetik Energi bentuk lain : 1. Cahaya – sinar surya 2. Gelombang (udara/suara)

BENTUK ENERGI POTENSIAL 1.Energi potensial pegas 2.Energi potensial gravitasi 3.Energi potensial kimia 4.Energi potensial kimia

IDENTIFICATION OF SUSTAINABLE SPECIES ENERGI BIOMASSA Non forest : pertanian, perkebunan, ladang/pekarangan

JENIS YANG DIMINTA Aspek teknologi Sumberdaya alam yang berkelanjutan Aspek Ekonomi Aspek sosial

PERSYARATAN BAHAN BAKU ASPEK TEKNOLOGI NILAI KALOR BENTUK/VOLUME KECOCOKAN PROSES KONVERSI PERALATAN

ASPEK SLVIKULTUR  CEPAT TUMBUH (RIAP DAN DAUR) DAPAT TUMBUH DI LAHAN MARGINAL DAPAT DIBIAKAN DENGAN VEGETATIF EKOLOGI

Mengapa kayu….?  Mengandung sedikit belerang (< 0.1 %).  Abu bisa digunakan untuk pupuk.  Pembakaran ( CO 2 ) dapat diimbangi dengan penanaman (O 2 ).  Sumber daya alam yang dapat diperbaharui  Polusi panas akibat pembakaran kayu per unit energi yang digunakan sekitar 25% lebih rendah daripada polusi dari pembangkit dengan tenaga nuklir.  Modal konversi energi lebih rendah dari sistem lain.

TAHAPAN PENGARANGAN 1.20 – 110ºC kayu menyerap mapan dan mengering, terjadi perubahan air menjadi uap. Suhu di kiln tetap sekitar 110C ºC seluruh kadar air menguap dan beberapa komponen kayu mulai terdekomposisi sehingga keluar gas-gas CO, CO 2 dan beberapa asam asetat dan metanol. Panas diabsorpsi ºC dekomposisi eksotermis mulai terjadi pada kayu, perombakan terus terjadi tanpa input panas. Beberapa gas, uap serta ter mulai keluar.

ºC pembakaran gas hidrogen dan metan berlanjut bersamaan uap cairan, asam asetat, metanol aseton dll. Kadar ter semakin kental sejalan dengan kenaikan suhu ºC karbonisasi berjalan sempurna tetapi pemanasan berlanjut diperlukan untuk mengurangi kandungan bahn volatil dan menyebabkan kadar karbon aktif meningkat ºC Bahan volatil terutama dalam bentuk ter keluar beserta gas hidrogen dan metan. Pada tahap ini kadar karbon aktifnya mencapai 80 % dan arangnya memiliki kekuatan/mutu tinggi. Pengarangan selesai. 7.Bila dilanjutkan sampai suhu ºC bahan volatil terdusir sampai nol dan arang tinggal teriri dari karbon dan abu.

PERBANDINGAN ENERGI JENIS BAHAN NILAI ENERGI PANAS Btu/lbKJ/Kg Kayu Arang Minyak Metanol

Biomassa kayu Xilosa Furfural Lignin Glukosa Lain-lain produk Sintesis gas MetanaHidrogenMetanolHidrokarbon Arang, gas, ter, minyak Kayu minyak Bahan bakar Kemikalia Sulfat/sulfite/TMPOrganosolvTekanan uap Pulp Lindi Poliosa Lignin Energi lain-lain produk Poliosa Gula Bahan serat Bahan kasar Papan serat Lain-lain produk Kertas, serat selulosa Konversi Energi Biomassa

KAYU Sakarifikasi Gasifikasi H2H2 MetanolMetanHidrokarbon Pembakaran langsung Glukosa, etanol Xilosa, furfural Lignin Karbonisasi Liquifikasi Gas, tar dan arang Wood oil : bahan bakar, bahan kimia KONVERSI ENERGI PADA KAYU

BAHAN BAKUKEBUTUHAN ENERGI PRODUKENERGI DARI LIMBAH 1 ton gula25-30 kWh/t 0.4 ton steam kg gula 291 kg bagas tebu ≈ 100 kWh 1 ton kelapa20-25 kWh/t kg minyak kelapa 6.3 m 3 biogas 210 kg serat ≈ 45 kWh 230 kg tandan kosong ≈ 35 kWh 1 m 3 log kayu tanpa kulit Sawmill : kWhh/m 3 Kayu lapis : 110 kWh/m ton steam 0.5 m 3 kayu gergajian 0.52 m 3 kayu lapis 0.5 m 3 limbah kayu ≈ 150 kWh

STATUS CADANGAN ENERGI FOSIL TAHUN 2005 JENIS ENERGI FOSIL SUMBER DAYA CADANGANPRODUKS I RASI O Minyak86.9 miliar barel 9.1 miliar barel387 juta barel 23 Gas384.7 TSCF185.8 TSCF2.95 TSCF62 Batu bara58 miliyar ton 19.3 miliyar ton132 juta ton 146

STATUS CADANGAN ENERGI NON FOSIL TAHUN 2005 ENERGI NON FOSIL SUMBER DAYASETARAKAPASITAS TERPASAN G Tenaga air juta BOE75.67 GW4.2 GW Panas bumi juta BOE27.00 GW0.8 GW Mini/mikro hydro 0.45 GW GW Biomass49.81 GW 0.3 GW Tenaga surya-4.80 kWh/m2/hari GW Tenaga angin9.29 GW GW Uranium (nuklir) ton e.q 3 GW untuk 11 tahun

BIOFUEL/BAHAN BAKAR NABATI (BBN) 1.Bahan bakar berbasis tanaman, energi kimia yang disimpan tanaman dalam bentuk minyak, karbohidrat protein dan lain-lain. 2.Dapat dikonversi menjadi energi siap pakai melalui proses : ekstraksi minyak, transesterifikasi, hidrolisis enzimatik, fermentasi dan lain-lain. Bahan bakar yang terbaharukan dan ramah lingkungan (green energy)

PROSES KONVERSI Etil eter atau metil ester dari biodiesel dapat disintesis melalui proses transenterifikasi (alkoholisasi minyak nabati ) Contoh : minyak biji bunga matahari, kedelai, biji kapuk, kelapa, jarak, rapeseed sampai alga.

CH 2 OCOR1 CHOCOR2 CH 2 OCOR3 CH 3 CH 2 OH CH 3 CH2OCOR1 CH 3 CH2OCOR2 CH 3 CH2OCOR3 CH 2 OH REAKSI TRANSESTERIFIKASI ++ Minyak nabati etanol Campuran etil ester Gliserin