POTENSI ENERGI LISTRIK DARI LAUT

I. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Dampak pemanasan global telah terasa di seluruh penjuru dunia sehingga perubahan iklim menjadi perhatian utama bagi setiap orang. Dan banyak penelitian yang ditujukan  tentang krisis lingkungan yang terutama disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil untuk menghasilkan listrik, hasil dari limbah industri, dan hasil pembakaran kedaraan bermotor yang tinggi. Pembangkit listrik batu bara menghasilkan gas karbon dioksida dalam jumlah banyak. Oleh karena itu, sudah selayaknya kita menggunakan  alternatif sumber daya berkelanjutan dan ramah lingkungan  yang tersedia untuk mengurangi dampak dari pemanasan global tersebut. Salah satu sumber daya berkelanjutan itu adalah energi dari laut . Energi yang berasal dari laut (ocean energy) dapat dikategorikan menjadi tiga macam yaitu:  Energi ombak (wave energy), Energi pasang surut (tidal energy), dan Energi hasil konversi energi panas laut (ocean thermal energy conversion).

Prinsip sederhana dari pemanfaatan ketiga bentuk energi itu ialah dengan memanfaatkan energi kinetik dari air laut untuk memutar turbin yang selanjutnya menggerakkan generator untuk menghasilkan energi listrik. Dan dalam penetuan  lokasi mana yang strategis dengan memiliki energi pasut dan gelombang yang tinggi sangatlah dibutuhkan. Sehingga untuk membantu dalam mengaplikasikan energi laut tersebut diperlukan adanya informasi dan analisis atau pengkajian tentang potensi daerah mana yang memiliki energi pasut dan gelombang laut yang layak untuk digunakan sebagai pembangkit energi listrik.

2. Tujuan

Tujuan dari praktikum ini ialah mahasiswa mampu menganalisis daerah yang berpotensi untuk dikembangkannya energi pembangkit listrik tenaga pasut dan gelombang air laut.          

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Energi Pasang Surut

Pasang surut menggerakkan air dalam jumlah besar setiap harinya dan pemanfaatannya dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang cukup besar. Dalam sehari bisa terjadi hingga dua kali siklus pasang surut. Oleh karena waktu siklus bisa diperkirakan (kurang lebih setiap 12,5 jam sekali), suplai listriknya pun relatif lebih dapat diandalkan daripada pembangkit listrik bertenaga ombak.

  Gambar 1. Ombak masuk ke dalam muara sungai ketika terjadi pasang naik air laut.

Gambar 2. Ketika surut, air mengalir keluar dari dam menuju laut sambil memutar turbin.

Pada dasarnya ada dua metodologi untuk memanfaatkan energi pasang surut yaitu:

1. Dam Pasang Surut(Tidal barrages)

Cara ini serupa seperti pembangkitan listrik secara hidro-elektrik yang terdapat di dam/waduk penampungan air sungai. Hanya saja, dam yang dibangun untuk memanfaatkan siklus pasang surut jauh lebih besar daripada dam air sungai pada umumnya. Dam ini biasanya dibangun di muara sungai dimana terjadi pertemuan antara air sungai dengan air laut. Ketika ombak masuk atau keluar (terjadi pasang atau surut), air mengalir melalui terowongan yang terdapat di dam. Aliran masuk atau keluarnya ombak dapat dimanfaatkan untuk memutar turbin (Lihat gambar 1dan 2).

Pembangkit listrik tenaga pasang surut (PLTPs) terbesar di dunia terdapat di muara sungai Rance di sebelah utara Perancis. Pembangkit listrik ini dibangun pada tahun 1966 dan berkapasitas 240 MW. PLTPs La Rance didesain dengan teknologi canggih dan beroperasi secara otomatis, sehingga hanya membutuhkan dua orang saja untuk pengoperasian pada akhir pekan dan malam hari. PLTPs terbesar kedua di dunia terletak di Annapolis, Nova Scotia, Kanada dengan kapasitas “hanya” 16 MW.

Kekurangan terbesar dari pembangkit listrik tenaga pasang surut adalah mereka hanya dapat menghasilkan listrik selama ombak mengalir masuk (pasang) ataupun mengalir keluar (surut), yang terjadi hanya selama kurang lebih 10 jam per harinya. Namun, karena waktu operasinya dapat diperkirakan, maka ketika PLTPs tidak aktif, dapat digunakan pembangkit listrik lainnya untuk sementara waktu hingga terjadi pasang surut lagi.

2. Turbin lepas pantai(Offshore turbines)

Pilihan lainnya ialah menggunakan turbin lepas pantai yang lebih menyerupai pembangkit listrik tenaga angin versi bawah laut. Keunggulannya dibandingkan metode pertama yaitu: lebih murah biaya instalasinya, dampak lingkungan yang relatif lebih kecil daripada pembangunan dam, dan persyaratan lokasinya pun lebih mudah sehingga dapat dipasang di lebih banyak tempat.

Beberapa perusahaan yang mengembangkan teknologi turbin lepas pantai adalah: Blue Energy dari Kanada, Swan Turbines (ST) dari Inggris, dan Marine Current Turbines (MCT) dari Inggris.Teknologi MCT bekerja seperti pembangkit listrik tenaga angin yang dibenamkan di bawah laut. Dua buah baling dengan diameter 15-20 meter memutar rotor yang menggerakkan generator yang terhubung kepada sebuah kotak gir (gearbox). Kedua baling tersebut dipasangkan pada sebuah sayap yang membentang horizontal dari sebuah batang silinder yang diborkan ke dasar laut. Turbin tersebut akan mampu menghasilkan 750-1500 kW per unitnya, dan dapat disusun dalam barisan-barisan sehingga menjadi ladang pembangkit listrik. Demi menjaga agar ikan dan makhluk lainnya tidak terluka oleh alat ini, kecepatan rotor diatur antara 10-20 rpm (sebagai perbandingan saja, kecepatan baling-baling kapal laut bisa berkisar hingga sepuluh kalinya).

Dibandingkan dengan MCT dan jenis turbin lainnya, desain Swan Turbines memiliki beberapa perbedaan, yaitu: baling-balingnya langsung terhubung dengan generator listrik tanpa melalui kotak gir. Ini lebih efisien dan mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan teknis pada alat. Perbedaan kedua yaitu, daripada melakukan pemboran turbin ke dasar laut ST menggunakan pemberat secara gravitasi (berupa balok beton) untuk menahan turbin tetap di dasar laut.

Adapun satu-satunya perbedaan mencolok dari Davis Hydro Turbines milik Blue Energy adalah poros baling-balingnya yang vertikal (vertical-axis turbines). Turbin ini juga dipasangkan di dasar laut menggunakan beton dan dapat disusun dalam satu baris bertumpuk membentuk pagar pasang surut (tidal fence) untuk mencukupi kebutuhan listrik dalam skala besar.

Kelebihan dan kekurangan dari pembangkit listrik tenaga pasang surut:
Kelebihan:

• Setelah dibangun, energi pasang surut dapat diperoleh secara gratis.
• Tidak menghasilkan gas rumah kaca ataupun limbah lainnya.
• Tidak membutuhkan bahan bakar.
• Biaya operasi rendah.
• Produksi listrik stabil.
• Pasang surut air laut dapat diprediksi.
• Turbin lepas pantai memiliki biaya instalasi rendah dan tidak menimbulkan dampak lingkungan yang besar.

Kekurangan:

• Sebuah dam yang menutupi muara sungai memiliki biaya pembangunan yang sangat mahal, dan meliputi area yang sangat luas sehingga merubah ekosistem lingkungan baik ke arah hulu maupun hilir hingga berkilo-kilometer.
• Hanya dapat mensuplai energi kurang lebih 10 jam setiap harinya, ketika ombak bergerak masuk ataupun keluar.

(http://majarimagazine.com/2008/01/energi-laut-2-pasang-surut/)

2.2. Gelombang Laut

Gelombang laut merupakan salah satu bentuk energi yang bisa dimanfaatkan dengan mengetahui tinggi gelombang, panjang gelombang, dan periode waktunya.       Ada 3 cara untuk menangkap energi gelombang, yaitu :                          :
1. Pelampung: listrik dibangkitkan dari gerakan vertikal dan rotasional pelambung
2. Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water Column): listrik dibangkitkan dari naik   turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya kolom air ini akan mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang bagian atas pipa dan menggerakkan turbin.                                                           .
3. Wave Surge. Peralatan ini biasa juga disebut sebagai tapered channel atau kanal meruncing atau sistem tapchan, dipasang pada sebuah struktur kanal yang dibangun di pantai untuk mengkonsentrasikan gelombang, membawanya ke dalam kolam penampung yang ditinggikan. Air yang mengalir keluar dari kolam penampung ini yang digunakan untuk membangkitkan listrik dengan menggunakan teknologi standar hydropower.

Energi ini dapat dikonversi ke listrik lewat 2 kategori yaitu off-shore (lepas pantai) and on-shore (pantai).

Kategori lepas pantai (off-shore) dirancang pada kedalaman sekitar 40 meter dengan menggunakan mekanisme kumparan seperti Salter Duck yang diciptakan Stephen Salter (Scotish) yang memanfaatkan pergerakan gelombang untuk memompa energi.  Sistem ini memanfaatkan gerakan relatif antara bagian/pembungkus luar (external hull) dan bandul didalamnya (internal pendulum) untuk diubah menjadi listrik. Peralatan yang digunakan yaitu pipa penyambung ke pengapung di permukaan yang mengikuti gerakan gelombang. Naik turunnya pengapung berpengaruh pada pipa penghubung selanjutnya menggerakan rotasi turbin bawah laut.  Di Amerika Serikat, telah ada perusahan yang mengembangkan untaian buoy pelampung plastik yang mendukung penghasil listrik ini.  Setiap Buoy pelampung bisa menghasilkan 20 kW listrik dan saat ini telah dikembangkan untuk mengisi ulang energi (recharge) bagi robot selam angkatan laut AS dan digunakan bagi komunitas kecil.  Cara lain untuk menangkap energi gelombang lepas pantai adalah dengan membangun tempat khusus seperti sistem tabung Matsuda, metodenya adalah memanfaatkan gerak gelombang yang masuk di dalam ruang bawah dalam pelampung dan sehingga timbul gerakan perpindahan udara ke bagian atas pelampung. Gerakan perpindahan udara ini menggerakkan turbin.  Pusat Teknologi Kelautan Jepang telah mengembangkan prototype jenis ini yang disebut ‘Mighty Whale’ berupa peralatan penangkap gelombang yang di tempatkan di dasar laut (anchored) dan dikontol dari pantai untuk kebutuhan listrik di pulau-pulau kecil.  

Sistem on-shore mengkonversi gelombang pantai untuk menghasilkan energi listrik lewat 3 sistem: channel systems, float systems dan oscillating water column systems.  Prinsipnya energi mekanik yang tercipta dari sistem-sistem ini secara langsung mengaktifkan generator dengan mentransfer gelombang pada fluida, air atau udara penggerak yang kemudian mengaktifkan turbin generator.  Pada channel systems gelombang disalurkan lewat suatu saluran kedalam bangunan penjebak seperti kolam buatan (lagoon).

Ketika gelombang muncul, gravitasi akan memaksa air melalui turbin guna membangkitkan energi listrik.  Pada float systems yang mengatur pompa hydrolic berbentuk untaian rakit-rakit dihubungkan dengan engsel-engsel (Cockerell) bergerak naik turun mengikuti gelombang.  Gerakan relatif menggerakkan pompa hidrolik yang berada di antara dua rakit.  Tabung tegak Kayser juga dapat digunakan dengan pelampung yang bergerak naik turun didalamnya karena adanya tekanan air.  Gerakan antara pelampung dan tabung menimbulkan tekanan hidrolik yang diubah menjadi energi listrik.  Oscillating water column systems menggunakan gelombang untuk menekan udara diantara kontainer. Ketika gelombang masuk ke dalam kolom kontainer berakibat kolom air terangkat dan jatuh lagi sehingga terjadi perubahan tekanan udara.  Sirkulasi yang terjadi mengaktifkan turbin sebagai hasil perbedaan tekanan yang ada.  Beberapa sistem ini berfungsi juga sebagai tempat pemecah gelombang ‘breakwater’ seperti di pantai Limpit, Scotlandia dengan energi listrik  yang dihasilkan sebesar 500 kW.

Ada empat teknologi energi gelombang yaitu sistem rakit Cockerell, tabung tegak Kayser, pelampung Salter, dan tabung Masuda.

Sistem rakit Cockerell berbentuk untaian rakit-rakit yang saling dihubungkan dengan engsel-engsel dan sistem ini bergerak naik turun mengikuti gelombang laut. Gerakan relatif rakit-rakit menggerakkan pompa hidrolik yang berada di antara dua rakit. Sistem tabung tegak Kayser menggunakan pelampung yang bergerak naik turun dalam tabung karena adanya tekanan air. Gerakan relatif antara pelampung dan tabung menimbulkan tekanan hidrolik yang dapat diubah menjadi energi listrik. Sistem Pelampung Salter memanfaatkan gerakan relatif antara bagian /pembungkus luar (external hull) dan bandul didalamnya (internal pendulum) untuk diubah menjadi energi listrik. Pada sistem tabung Masuda metodenya adalah memanfaatkan gerak gelombang laut masuk ke dalam ruang bawah dalam pelampung dan menimbulkan gerakan perpindahan udara di bagian ruangan atas dalam pelampung. Gerakan perpindahan udara ini dapat menggerakkan turbin udara.Lokasi potensial untuk membangun sistem energi gelombang adalah di laut lepas, daerah lintang sedang dan di perairan pantai. Energi gelombang bisa dikembangkan di Indonesia di laut selatan Pulau Jawa dan Pulau Sumatera.

(http://202.91.15.14/upload/files/4382_BAB_V_Gel_LAUT)

2.3. Kondisi Umum Tinggi Gelombang di Perairan Indonesia

            Secara umum distribusi rata-rata tinggi gelombang tahunan di Perairan Indonesia terlihat seperti pada Gambar 3.a, yang bervariasi antara 0.6 m sampai 2.4 m. Sementara itu, tinggi gelombang maksimum pada saat terjadinya gelombang ekstrim akibat meningkatnya tekanan angin (wind forcing) terlihat seperti pada Gambar 3.b. Sebagai tambahan, distribusi spasial tinggi gelombang rata-rata di Samudera Hindia terlihat lebih tinggi dibandingkan dengan tinggi gelombang rata-rata di Samudera Pasifik Utara Pulau Papua, meskipun tinggi gelombang ekstrim di Samudera Pasifik 1 m sampai 2 m lebih tinggi dibandingkan dengan tinggi gelombang ekstrim di Samudera Hindia.

a. Tinggi rata-rata                                           

 b. Tinggi maksimum

Gambar 3. Tinggi gelombang a. rata-rata dan b. maksimum yang diolah dari data altimeter significant wave height dari tahun 2006 sampai 2008

(Sumber : www.assets.wwfid.panda.org/)

Pembangkit Listrik Biomassa

Teknologi bioenergi menggunakan sumber daya biomassa terbarukan untuk menghasilkan sejumlah produk energi terkait antara lain listrik,bahan bakar cair,padat dan gas,panas,material kimia dan sebagainya. Bioenergi berada pada level kedua setelah hidropower dalam produksi energi primer terbarukan di Amerika Serikat.

Biomassa (bahan organik) dapat digunakan untuk menyediakan panas, membuat bahan bakar,dan membangkitkan listrik. Ini disebut bioenergi. Kayu sebagai sumber terbesar dari bioenergi telah digunakan untuk menyediakan panas selama ribuan tahun. Tetapi masih banyak tipe lain dari bioenergi,seperti tanaman,sisa-sisa pertanian atau kehutanan,dan kompunen organik dari sampah kota dan industri,yang sekarang dapat digunakan sebagai sumber energi. Saat ini,banyak sumber daya bioenergi diperbaharui melalui pengolahan energi dari hasil panen seperti pohon dan rumput-rumputan yang cepat tumbuh, yang disebut bioenergi cadangan makanan.

Tidak seperti sumber daya energi terbarukan lainnya, biomassa dapat di konversi langsung menjadi bahan bakar cair untuk kebutuhan tranportasi kita. Dua bahan bakar bio yang paling umum adalah ethanol dan biodiesel. Ethanol merupakan alkohol yang di buat dengan fermentasi biomassa dengan kandungan hidrokarbon yang tinggi seperti jagung melalui proses yang sama untuk membuat bir. Ethanol paling sering digunakan sebagai additif bahan bakar untuk mengurangi emisi CO dan asap lainnya dari kendaraan. Biodiesel merupakan ester yang di buat menggunakan minyak tanaman, lemak binatang, ganggang, atau bahkan minyak goreng bekas. Biodiesel dapat di gunakan sebagai additif diesel untuk mengurangi emisi kendaraan atau dalam bentuk murninya sebagai bahan bakar kendaraan.

Panas dapat di gunakan untuk mengubah biomassa secara kimiawii menjadi bahan bakar minyak yang dapat di bakar seperti minyak tanah untuk membangkitkan listrik. Biomassa dapat juga langsung di bakar untuk menghasilkan uap untuk pembangkitan listrik atau proses manufaktur. Dalam sistem pembangkit, turbin kayu dan kertas, serpihan kayu kadang langsung di masukkan keboiler untuk menghasilkan uap untuk proses manufaktur atau menghangatkan ruangan. Beberapa sistem pembangkit berbahan bakar batu bara mengguanakan biomassa sebagai sumber energi tambahan dalam boiler efisiensi tinggi untuk mengurangi emisi.

Gas juga dapat di hasilkan dari boimassa untuk membangkitkan listrik. Sistem gasifikasi menggunakan temperatur tinggi untuk mengubah biomassa menjadi gas (campuran dari hidrogen, CO dan metana). Bahan bakar gas menggerakkan turbin yang sangat mirip dengan mesin jet, tetapi untuk membangkitkan listrik bukan memutar baling-baling jet. Biomassa yang membusuk di tanah juga menghasilkan gas metana yang dapat di bakar dalam boiler untuk memproduksi uap untuk pembangkitan listrik atau untuk proses industri.

Teknologi baru dapat memudahkan penggunaan bahan kimia dan material bio untuk membuat produk seperti anti beku, plastik, barang-barang lain yang saat ini di buat dari minyak. Pada beberapa kasus produk tersebut dapat di hancurkan secara biologi.

(1)    Pengelolaan Sumberdaya Biomassa

 Yang termasuk sumberdaya biomassa adalah semua bahan organik yang pada dasarnya dapat di perbarui termasuk tanaman dan pohon khusus untuk energi tersebut, tanaman pangan, sampah dan sisa tanaman pertanian, sisa dan sampah kehutanan, tanaman air, kotoran hewan dan sampah perkotaan, dan material sampah lain. Penanganan material, logistik dan infrastuktur pengumpulan merupakan aspek penting dalam rantai suplai sumber daya biomassa.

Sumber-sumber biomassa antara lain:

§  Tanaman khusus energi

Berupa tanaman hijau yang dapat di panen setiap tahun setelah menunggu 2-3 tahun untuk mencapai produktivitas penuh, antara lain tanaman rumput-rumputan seperti semak, meschantus (rumput gajah), bambu, tebu, fescue, kochia, tanaman gandum dsb.

§  Pohon Khusus Energi

Kayu siklus pendek merupakan pohon berkayu keras yang cepat tumbuh dan di panen dalam 5-8 tahun setelah penanaman. Umumnya berupa pohon hibrida.

§  Tanaman Industri

                     Tanaman industri di kembangkan untuk menghasilkan material atau    bahan kimia khusus untuk industri, antara lain kenaf dan jerami untuk serat optik, dan pohon jarak untuk untuk asam ricinoleic. Tanaman trangenik baru sedang di kembangkan untuk menghasilkan bahan kimia yang di inginkan yang hanya membutuhkan ekstrasi dan pemumian produk.

§  Tanaman pertanian

Yang termasuk dalam cadangan makanan ini antara lain produk bahan pokok seperti tepung jagung dan minyak jagung, minyak dan bahan makanan dari kacang kedelai, tepung terigu, minyak sayur lain, dan semua tanaman bahan pokok lainnya. Umumnya bahan-bahan tersebut menghasilkan gula, minyak dan bahan-bahan baku, namun dapat juga menghasilkan plastik dan bahan-bahan kimia.

§  Tanaman air

Ada banyak variasi sumber daya biomassa air seperti ganggang, rumput laut, dan mikroflora laut.

§  Sisa-sisa tanaman pertanian

Yang termasuk di sini adalah biomassa, batang dan daun, yang tidak di panen atau di buang dari ladang kerena alasan komersil, misalnya sisa jagung (batang, daun, kulit buah, dan tongkol jagung), jerami gandum, dan jerami padi.

§  Sisa-sisa hasil hutan

Sisa-sisa hasil hutan adalah biomassa yang tidak di manfaatkan atau di buang dari lokasi pengolahan kayu baik dari pengolahan komersil maupun dari operasi manajemen kehutanan seperti tebang pilih dan pembuangan tunggul-tunggul kayu.

§  Sampah perkotaan

Sampah-sampah rumah tangga, pasar dsb memiliki kandungan yang berasal dari material organik yang merupakan sumber daya energi terbarukan. Sampah kertas, kardus, sampah kayu dan sampah di halaman rumah adalah contoh sumber daya biomassa dalam sampah perkotaan

§  Sisa pengolahan biomassa

Semua pengolahan biomassa menghasilkan produk sampingan dan aliran sampah yang di sebut limbah, yang memiliki potensi energi. Sisa-sisa tersebut gampang di gunakan karena telah di pilih, sebagai contoh pemrosesan kayu untuk produk atau pulp menghasilkan sisa gergajian dan tumpukan kulit kayu, ranting-ranting dan daun-daun / biji-bijian.

§  Kotoran hewan

Ladang dan operasi pemrosesan hewan, membuang sampah yang merupakan sumber kompleks material organik. Sampah ini dapat di gunakan untuk membuat berbagai produk termasuk energi.

Peningkatan dalam bidang pertanian akan membawa peningkatan hasil-hasil biomassa, pengurangan biaya pengolahan dan peningkatan kualitas lingkungan. Elemen kuncinya antara lain teknologi genetika tanaman dan pemuliaan, teknik analitik dan evaluasi baru serta pengembangan alat bantu untuk memungkinkan penentuan tanaman yang tepat untuk di tanam.

Sistem penanganan material biomassa, merupakan bagian yang cukup besar dalam modal investasi dan biaya operasi dalam fasilitas konversi energi bio. Kebutuhannya tergantung pada tipe biomassa yang akan di olah dalam teknologi konversi seperti halnya kebutuhan gudang cadangan makanan, diantaranya penyimpanan biomassa, penanganan, pengangkutan, pengurangan ukuran, pembersihan, pengeringan serta peralatan dan sistem pencedokannya.

(2)                                    Biopower

            Teknik biopower telah terbukti merupakan salah satu pilihan pembangkitan listrik di negara Amerika Serikat dengan kapasitas terpasang sebesar 10 GW (bandingkan dengan kapasitas terpasang Jawa-Bali15 GW ). Semuanya berdasar pada teknologi mature direct-combustion. Pengembangan untuk efisiensi di masa mendatang adalah pembangkaran biomassa bersama-sama dalam bioler batubata eksisting dan pengenalan sistem combined-cycle gasifikasi efisiensi tinggi, sistem fuel cell, dan sistem modular.

            Teknologi pemanfaatan biomassa untuk energi atau cadangan energi berdasar pada sistem:

§  Pembakaran langsung

Pembakaran langsung melibatkan pembakaran biomassa dengan udara berlebihan, menghasilkan gas asap panas yang digunakan untuk menghasilkan uap di dalam bagian pertukaran panas dari boiler. Uap digunakan untuk menghasilkan listrik dalam generator turbin uap.

§  Pembakaran bersama

Pembakaran bersama mengarah pada penggunaan biomassa dalam boiler pembakar batubara efisiensi tinggi sebagai sumber energi tambahan. Pembakaran bersama sudah dievaluasi untuk berbagai teknologi boiler termasuk batubara bubuk, cyclone, fluidized bed dan spreader stokers. Untuk perusahaan utilitas dan pembangkitan dengan sistem pembakaran batubara, pembakaran bersama dengan biomassa dapat merepresentasikan salah satu pilihan energi terbarukan berbiaya rendah.

§  Gasifikasi

Gasifikasi biomassa untuk menghasilkan energi melibatkan pemanasan biomassa dalam lingkungan beroksigin rendah untuk menghasilkan gas berkalori sedang atau rendah. Biogas ini kemudian digunakan sebagai bahan bakar dalam unit pembangkit listrk combined cycle yang terdiri atas turbin gas di siklus atas dan turbin uap di siklus bawah.

Limbah kayu mempunyai kandungan kalori yang rendah, sehingga diperlukan tungku pembakaran yang efisien karena besarnya massa bahan bakar yang harus dimasukkan ke dalamnya. Hal inilah yang menjadi penyebab mengapa PLTU Biomassa memiliki efisiensi rebih rendah dibandingkan batubara. Dalam hal ini, perlu dipertimbangkan pencampuran (blending) dengan biomassa/material yang memiliki kandungan kalori yang lebih tinggi. Kondisi rendahnya kalori yang dikandung material biomassa mengharuskan penggunaan boiler khusus dengan tempat pembakaran bervolume lebih besar dibandingkan bahan bakar batubara yang kandungan kalorinya 2 kali lebih tinggi, menyebabkan biaya pembangunan PLTU Biomassa akan lebih tinggi dibandingkan PLTI Batubara.

Walaupun secara kasar dipandang kurang ekonomis, ada beberapa pertimbangan yang mendukung kelayakan realisasi PLTU Biomassa antara lain:

§  Ketersediaan bahan bakar di alam dapat dikatakan tidak terbatas,karena merupakan bahan terbarukan.

§  Untuk tujuan yang khusus seperti pertimbangan sosial dan lingkungan misalnya masalah sampah atau limbah yang akan menjadi masalah besar terhadap masyarakat di masa mendatang.

§  Kontribusi yang lebih kecil terhadap pencemaran dan efek rumah kaca di bandingkan batubara.

(3)                                    Aspek pengembangan

§  Kombinasi panas dan listrik

Kombinasi panas dan listrik ini merupakan co-generation yang memberikan efisiensi tinggi dengan menggunakan listrik dan keluaran panas pembakaran biomassa tersebut untuk industri.

§  Sistem listrik modular

Sistem energi kecil dapat digunakan dalam sistem perkebunan dan secara umum menghasilkan listrik di lokasi yang dekat konsumen, suatu konsepyang dikenal dengan pembangkitan terdistribusi (distributed generation)

Teknologi PLTU Biomassa telah digunakan di Indonesia khususnya pada skala pemakaian sendiri. Sudah mulai dikembangkan di Indonesia untuk skala utilitas. Saat ini, PLN telah merencanakan pembangunan PLTU Biomassa di Jakarta untuk mengurangi permasalahan sampah di Jakarta.

(4)            Aspek Lingkungan

Teknologi bioenergi lebih ramah terhadap lingkungan di bandingkan teknologi konvensional yang bersumber dari bahan bakar fosil. Saat ini bahan bakar fosil memberikan konstribusi terbesar terhadap masalah lingkungan seperti gas-gas rumah kaca, polusi udara dan kontiminasi air tanah. Teknologi biomassa dapat membantu kita untuk menghilangkan pola pemakaian energi konvensional untuk meningkatkan kualitas lingkungan hidup.

§  Kualitas udara

Penggunaan bioenergi dapat mengurangi emisi NO_x, SO_x, dan polutan udara lainnya terkait dengan penggunaan bahan bakar fosil.

§  Perubahan iklim global

Peningkatan emisi dan gas-gas rumah kaca dari penggunaan bahan bakar fosil, khususnya CO₂, telah membuat rumah kaca semakin tinggi yang umum di sebut perubahan iklim global atau pemanasan global.

§  Konservasi tanah

Isu konservasi tanah terkait dengan produksi biomassa antara lain pengendalian erosi tanah, penyimpanan makanan, dan stabilisasi pinggiran sungai.

§  Konservasi air

Siklus hidup teknologi biomassa dapat memberikan dampak terhadap stabilitas batas air, kualitas air tanah, aliran dan kualitas permukaan dan penggunaan air setempat untuk irigasi pertanian dan atau kebutuhan fasilitas pengolahan.

§  Keaneragaman hayati dan perubahan habitat

Keaneragaman hayati merupakan keragaman genetika dan spesies mahluk hidup dalam area atau wilayah tertentu. Perubahan penggunaan lahan untuk menunjang peningkatan produksi biomassa dapat menyebabkan perubahan habitat dan tingkat keragaman hayati.

(5)              Potensi Energi Biomassa

Gasifikasi adalah konversi termal dari limbah biomassa / sampah padat untuk dijadikan gas bakar. Di dalam proses gasifikasi, proses pembakaran dari biomassa dilakukan dengan mengalirkan oksigen dalam jumlah tertentu agar dihasilkan gas bakar. Gas yang dihasilkan memiliki nilai kalor medium dan dapat digunakan untuk menjalankan motor bakar atau bahan bakar boiler, tungku, dan oven. Untuk menghasilkan listrik sebesar 6 MW diperlukan limbah biomassa (sampah) 500 ton per hari.

Limbah biomassa lainnya yang mudah digunakan di dalam proses gasifikasi dengan kapasitas pembangkit listrik sampai dengan 100 kW adalah arang, limbah kayu dan tempurung kelapa. Sekam padi dapat digunakan sebagai bahan bakar sistem gasifikasi tetapi memerlukan disain yang berbeda dan dioperasikan dengan menggunakan bahan bakar ganda (dual fuel), seperti misalnya mesin genset diesel dengan kapasitas pembangkitan listrik 50 kW.

Potensi volume / jumlah sampah padat terbuang dan potensi jumlah ternak beserta kotorannya yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan biogas yang selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan bakar pembangkit tenaga listrik. Untuk kota-kota besar seperti Semarang dan Surakarta dapat dikembangkan pembangkit energi biomassa ini, untuk kabupaten-kabupaten yang sampahnya tidak mencapai 500 ton/hari dapat bergabung beberapa kabupaten yang berdekatan untuk membangun pusat pembangkit energi biomasa ini.

Dengan pusat pembangkit energi biomasa ini ada dua hal yang sekaligus dapat dicapai yaitu: menghasilkan listrik dan memecahkan masalah pembuangan sampah.

Biogas untuk Generator Listrik Skala Rumah Tangga

Pengembangan teknologi biogas dengan memanfaatkan kotoran ternak terbukti layak secara teknis maupun ekonomis. Upaya ini diharapkan dapat mendukung kemandirian energi skala kecil seperti peternakan sapi kecil atau keluarga petani.

Energi dalam bentuk listrik sangat penting dalam pembangunan nasional. Ketersediaan listrik yang cukup dengan harga yang terjang- kau akan mendorong pertumbuhan ekonomi. Namun menurut data, rasio kelistrikan pada tahun 2002 hanya sekitar 52%. Oleh karena itu, peningkatan ketersediaan listrik sangat penting dan mendesak.

Dikaitkan dengan makin berku- rangnya energi fosil dan penurunan kualitas lingkungan, pengembangan instalasi listrik baru berdasarkan energi terbarukan, dan perbaikan teknologi untuk meningkatkan efisiensi penggunaan energi merupa- kan cara terbaik untuk memenuhi kebutuhan listrik. Salah satu dari energi terbarukan adalah biogas. Kapasitas terpasang pemanfaatan biogas masih kurang dari 1% dari potensi biogas yang ada (685 MW). Energi biogas dapat diperoleh dari air buangan rumah tangga, kotoran cair dari peternakan ayam, sapi dan babi, sampah organik dari pasar, industri makanan dan sebagainya.

Produksi biogas memungkinkan ter- wujudnya pertanian berkelanjutan dengan sistem proses nirlimbah (zero waste) dan ramah lingkungan. Memproduksi biogas dapat membe- rikan berbagai manfaat, antara lain:

(1) mengurangi pengaruh gas rumah kaca, (2) mengurangi polusi bau

Pengelolaan  limbah  ternak  dan  pemanfaatannya  untuk  biogas.

yang tidak sedap, (3) menghasilkan daya dan panas, dan (4) membe- rikan hasil samping berupa pupuk, campuran makanan ternak, media tanam jamur, dan sebagainya.

Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian di Serpong telah mengkaji pemanfaatan energy biogas dari kotoran sapi untuk lam- pu penerangan dan kompor gas. Ternyata biogas layak secara teknis dan ekonomis. Biogas juga telah dikaji untuk pembangkit listrik.

Uji kinerja generator listrik de- ngan motor bakar diesel berbahan bakar solar-biogas untuk membang- kitkan daya listrik 3.000 watt me- nunjukkan hasil yang memuaskan, dengan konsumsi bahan bakar solar 100 ml/jam dan 0,39 m3 biogas/ kwh. Motor bakar ini sangat ramah lingkungan karena emisi gas buang- nya sangat kecil dibandingkan stan- dar dan tingkat kebisingannya 85 dB. Analisis ekonomi dengan data biaya daya listrik (PLN) sebesar Rp495/kwh dan waktu operasional 12 jam/hari menunjukkan peman- faatan biogas untuk generator lis- trik secara ekonomi layak dengan BC ratio 2,17, IRR 44,96 dan simple pay-back 1,3 tahun (Teguh Wikan Widodo).

Biofuel

Biofuel adalah bahan bakar dari sumber hayati (renewable energy).
Biofuel, apabila diartikan untuk pengganti BBM, maka biofuel merupakan salah satu bentuk energi dari biomassa dalam bentuk cair, seperti biodiesel, bioethanol dan biooil.

Latar Belakang

Indonesia sebagai salah satu negara tropis yang memiliki sumberdaya alam yang sangat potensial. Usaha pertanian merupakan usaha yang sangat potensial untuk dikembangkan di Indonesia karena Indonesia memiliki potensi sumber daya lahan, agroklimat dan sumber daya manusia yang memadai. Kondisi iklim tropis dengan curah hujan yang cukup, ketersediaan lahan yang masih luas, serta telah berkembangnya teknologi optimalisasi produksi dapat mendukung kelayakan pengembangan usaha agribisnis.
Terjadinya krisis energi, khususnya bahan bakar minyak (BBM) yang diinduksi oleh meningkatnya harga BBM dunia telah membuat Indonesia perlu mencari sumber-sumber bahan bakar alternatif yang mungkin dikembangkan di Indonesia. Salah satu tanaman yang memiliki potensi sebagai sumber bahan bakar adalah tanaman jarak pagar (Jatropha curcas). Selama ini ini tanaman jarak pagar hanya ditanam sebagai pagar dan tidak diusahakan secara khusus. Secara agronomis, tanaman jarak pagar ini dapat beradaptasi dengan lahan maupun agroklimat di Indonesia bahkan tanaman ini dapat tumbuh dengan baik pada kondisi kering (curah hujan < 500 mm per tahun) maupun pada lahan dengan kesuburan rendah (lahan marjinal dan lahan kritis). Walaupun tanaman jarak tergolong tanaman yang bandel dan mudah tumbuh, tetapi ada permasalahan yang dihadapi dalam agribisnis saat ini yaitu belum adanya varietas atau klon unggul, jumlah ketersediaan benih terbatas, teknik budidaya yang belum memadai dan sistem pemasaran serta harga yang belum ada standar.
Luas lahan kritis di Indonesia lebih dari 20 juta ha, sebagian besar berada di luar kawasan hutan, dengan pemanfaatan yang belum optimal atau bahkan cenderung ditelantarkan. Dengan memperhatikan potensi tanaman jarak yang mudah tumbuh, dapat dikembangkan sebagai sumber bahan penghasil minyak bakar alternatif pada lahan kritis dapat memberikan harapan baru pengembangan agribisnis. Keuntungan yang diperoleh pada budidaya tanaman jarak di lahan kritis antara lain (1) menunjang usaha konservasi lahan, (2) memberikan kesempatan kerja sehingga berimplikasi meingkatkan penghasilan kepada petani dan (3) memberikan solusi pengadaan minyak bakar (biofuel).

Regulasi dan Peraturan yang terkait dengan Biofuel :

·         Peraturan Presiden No. 5 Tahun 2006 tentang Kebijakan Energi Nasional

·         Instruksi Presiden No. 1 Tahun 2006 tentang Penyediaan dan Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati (Biofuel) sebagai Bahan Bakar Lain

·         Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi Nomor 3674K/24/DJM/2006 tentang Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar yang Dipasarkan Dalam Negeri. (Keputusan ini memuat spesifikasi bensin yang memperbolehkan pencampuran bioetanol sampai dengan 10% (v/v))

·         Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi Nomor 3675K/24/DJM/2006 tentang Standar dan Mutu (Spesifikasi) Bahan Bakar yang Dipasarkan Dalam Negeri. (Keputusan ini memuat spesifikasi solar yang memperbolehkan pencampuran biodiesel sampai dengan 10% (v/v))

·         Peraturan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral Nomo 0048 Tahun 2005 tentang Standar dan Mutu (Spesifikasi) serta Pengawasan Bahan Bakar Minyak, Bahan Bakar Gas, Bahan Bakar Lain, LPG, LNG, dan Hasil Olahan yang Dipasarkan di Dalam Negeri.

Target Energi Mix 2005

Pemanfaatan Biofuel

Jenis	Penggunaan	Bahan Baku
Biodiesel	Pengganti solar	Minyak nabati, seperti minyak kelapa sawit dan jarak pagar
Bioethanol	Pengganti bensin	Tanama yang mengandung pati / gula, seperti sagu, singkong, tebu dan sogum
Biooil ·         Biokerosin ·         Minyak Bakar	·         Pengganti minyak tanah ·         Pengganti HSD	Minyak nabati (straight vagetable oil) Biomass melalui proses pirolisa
Biogas	Pengganti miyak tanah	Limbah cair dan limbah kotoran ternak