Terdapat dua jenis energi yaitu energi terbarukan dan energi tak terbarukan.
Energi terbarukan merupakan sumber energi yang bisa diperbarui lagi atau bisa digunakan secara berulang.
Di sisi lain, sumber energi tak terbarukan tidak bisa digunakan terus menerus serta akan habis pada satu titik.
Tak terbarukan disini bukan berarti energi tersebut tidak bisa dibentuk kembali, melainkan karena proses pembentukannya membutuhkan waktu sangat lama hingga jutaan tahun, seperti minyak bumi dan batubara.
Biomassa merupakan jenis sumber energi terbarukan yang diperoleh dari materi alami.
Apa itu Energi Biomassa?
Energi biomassa adalah jenis bahan bakar yang dibuat dengan mengkonversi bahan biologis seperti tanaman.
Bahan organik juga dapat diperoleh dari hewan dan mikroorganisme.
Seperti diketahui, tumbuhan memproduksi makanan dengan bantuan sinar matahari melalui proses fotosintesis.
Energi ini lantas ditransfer ke hewan dan manusia saat mereka mengkonsumsi tumbuhan.
Biomassa, yang terutama terdiri dari tumbuhan, mampu memberikan sejumlah besar energi yang digunakan untuk berbagai keperluan.
Saat tidak dikonsumsi oleh hewan, tumbuhan lantas dipecah atau dimetabolisme oleh mikroorganisme untuk kemudian melepaskan karbon dioksida dan metana kembali ke atmosfer.
Hal tersebut merupakan proses berkesinambungan yang berkontribusi pada siklus karbon.
Contoh Energi Biomassa
Seperti disebutkan sebelumnya, biomassa adalah bentuk energi terbarukan karena diperoleh dari sumber-sumber yang dapat diproduksi lagi.
Hal ini karena sumber utama biomassa (tumbuhan) berlimpah di alam dan dapat terus tumbuh, serta limbahnya (dalam bentuk daun kering, cabang mati, dll) tersedia terus-menerus.
Berikut adalah berbagai contoh sumber energi biomassa:
1. Limbah pertanian
Sejumlah limbah pertanian dapat digunakan untuk produksi energi biomassa.
Berbagai limbah tersebut diantaranya adalah jerami, ampas tebu, kotoran ternak, serta kotoran unggas yang bisa digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan panas dan listrik.
2. Biogas
Biogas diproduksi melalui pemecahan bahan organik seperti kotoran manusia, material tanaman, pupuk kandang, dll.
Semua bahan organik tersebut diuraikan melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme anaerobik untuk menghasilkan karbon dioksida dan metana.
Gas yang dihasilkan lantas digunakan untuk bahan bakar seperti menyalakan kompor, digunakan sebagai pemanas, atau untuk membangkitkan listrik.
3. Tanaman energi
Terdapat juga sejumlah tanaman energi yang ditanam secara komersial sebagai sumber energi.
Tanaman ini dibudidayakan dalam skala besar dan diproses untuk menghasilkan bahan bakar.
Berbagai tanaman sumber energi ini diantaranya adalah jagung, kedelai, rami, serta gandum.
Produk bahan bakar yang dihasilkan meliputi butanol, etanol, metanol, propanol, serta biodiesel.
4. Kayu
Kayu dibakar sebagai bahan bakar di banyak tempat di seluruh dunia. Kayu dianggap sebagai bentuk sederhana dari biomassa.
Energi yang dilepaskan oleh pembakaran kayu digunakan untuk memasak, untuk menghasilkan panas, dll.
Kayu juga digunakan untuk produksi listrik pada skala besar seperti dalam kasus pembangkit listrik tenaga uap.
Hanya saja, pembakaran kayu disertai dengan emisi sejumlah besar karbon dioksida ke udara yang merupakan gas rumah kaca.
Untuk menyeimbangkan polusi, lebih banyak pohon harus ditanam sehingga mampu menyerap kelebihan karbon dioksida dari atmosfer.
Cara Mengubah Biomassa menjadi Energi
Terdapat setidaknya dua metode untuk mendapatkan energi dari biomassa.
Metode pertama adalah dengan membakar bahan organik secara langsung untuk menghasilkan panas.
Sebagai contoh, biomassa padat, seperti kayu dan sampah, dapat dibakar langsung untuk menghasilkan panas untuk menghasilkan uap, yang kemudian melewati sistem turbin untuk menghasilkan listrik.
Baca juga: Apa Perbedaan antara File PDF dan JPEG? Fungsi dan Fiturnya
Metode kedua adalah dengan mengkonversi biomassa menjadi gas yang disebut biogas atau menjadi biofuel cair seperti etanol dan biodiesel.
Bahan bakar ini kemudian dibakar untuk mendapatkan energi untuk menjalankan berbagai alat transportasi seperti mobil, pesawat atau untuk menghidupkan berbagai mesin produksi.
Biogas terbentuk ketika kertas, sisa makanan, dan limbah pekarangan terurai di tempat pembuangan sampah, dan dapat diproduksi dengan mengolah limbah dan kotoran hewan di wadah khusus yang disebut digester.
Etanol dibuat dari tanaman seperti jagung dan tebu yang difermentasi untuk menghasilkan bahan bakar etanol yang digunakan dalam kendaraan.
Biodiesel diproduksi dari minyak nabati dan lemak hewani dan dapat digunakan untuk kendaraan dan sebagai minyak pemanas.
Kelebihan vs. Kekurangan Energi Biomassa
Kelebihan Energi Biomassa
Beberapa keuntungan dari energi biomassa adalah:
1. Biomassa selalu tersedia karena merupakan sumber energi terbarukan
Bahan organik yang digunakan untuk menghasilkan biomassa tersedia secara melimpah.
Masyarakat modern secara konsisten menghasilkan limbah seperti sampah, kayu dan pupuk kandang.
2. Bersifat karbon netral
Sebagai bagian dari proses fotosintesis, bahan bakar biomassa melepaskan karbon ke atmosfer dalam jumlah sama dengan yang diserap oleh tumbuhan selama siklus hidupnya.
3. Mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil
Tidak hanya jumlah cadangan yang terbatas, bahan bakar fosil juga menimbulkan beban lingkungan, termasuk pelepasan sejumlah besar karbon dioksida ke atmosfer dan polutan yang dihasilkan dari pemindahan, transportasi, dan produksi.
4. Lebih murah dari bahan bakar fosil
Sementara produksi bahan bakar fosil membutuhkan modal yang besar, seperti membangun fasilitas pengeboran minyak, jaringan pipa gas dan transportasi bahan bakar, teknologi biomassa jauh lebih murah.
Produsen biomassa bisa menghasilkan keuntungan yang lebih tinggi dari output yang lebih rendah.
5. Produksi biomassa menambah sumber pendapatan
Usaha yang menghasilkan limbah bisa mendapatkan penghasilan tambahan dengan menyalurkan atau menjual limbahnya ke produsen energi biomassa.
6. Lebih sedikit sampah di tempat pembuangan akhir
Dengan membakar sampah padat, jumlah sampah yang dibuang di tempat pembuangan sampah bisa berkurang 60 hingga 90 persen.
Kondisi ini berarti mengurangi biaya pemeliharaan tempat pembuangan sampah serta mengurangi jumlah lahan yang dibutuhkan untuk tempat pembuangan sampah.
Kekurangan Energi Biomassa
Meskipun terdapat berbagai keuntungan menggunakan energi biomassa, terdapat pula beberapa kerugian, termasuk:
1. Energi biomassa tidak seefisien bahan bakar fosil
Sebagian biofuel, seperti etanol, relatif tidak efisien dibandingkan dengan bensin.
Bahkan, bahan bakar seperti ini harus difortifikasi dengan bahan bakar fosil untuk meningkatkan efisiensinya.
2. Tidak sepenuhnya bersih
Sementara biomassa bersifat netral karbon, penggunaan kotoran hewan dan manusia meningkatkan jumlah gas metana yang juga merusak lingkungan.
Selain itu, polusi yang dihasilkan oleh pembakaran kayu dan bahan alami lainnya dapat dianggap sama buruknya dengan polusi yang dihasilkan dari pembakaran batu bara dan jenis sumber energi fosil lainnya.
3. Dapat memicu deforestasi
Karena kayu adalah salah satu sumber energi biomassa yang paling banyak digunakan, sejumlah besar kayu dan produk limbah harus dibakar untuk menghasilkan energi yang diinginkan.
Meskipun saat ini limbah kayu sudah cukup banyak, terdapat risiko terjadi deforestasi (penggundulan hutan) untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar kayu di masa depan.
4. Tempat pengolahan biomassa membutuhkan area luas
Masalah ini mungkin juga dialami oleh tempat pengolahan bahan bakar fosil.
Dengan kemajuan teknologi, area yang dibutuhkan untuk mengolah biomassa diharapkan bisa dikurangi sehingga lebih mudah dibangun di area perkotaan yang padat.[]
Oleh KARNA WIJAYA (Pusat Studi Energi Universitas Gadjah Mada)
Biomassa adalah material yang berasal dari organisma hidup yang meliputi tumbuh-tumbuhan, hewan dan produk sampingnya seperti sampah kebun, hasil panen dan sebagainya. Tidak seperti sumber-sumber alamiah lain seperti petroleum, batubara dan bahan bakar nuklir, biomassa adalah sumber energi terbarukan yang berbasis pada siklus karbon.Biomassa bisa digunakan secara langsung maupun tidak langsung sebagai bahan bakar. Briket arang, briket sekam padi, briket ranting dan daun kering adalah contoh bahan bakar biomassa yang dapat digunakan secara langsung sebagai bahan bakar pemanas atau sumber tenaga. Nilai kalor bakar biomassa bervariasi tergantung kepada sumbernya. Pemakaian biomassa dapat memberi kontribusi yang signifikan kepada managemen sampah, ketahanan bahan bakar dan perubahan iklim. Di pedesaan, utamanya di negara-negara berkembang, biomassa dari kayu, daun, sekam padi dan jerami merupakan bahan bakar utama untuk pemanasan dan memasak. Catatan dari International Energy Agency menunjukkan bahwa energi biomassa menyediakan 30% dari suplai energi utama di beberapa berkembang. Dewasa ini lebih dari 2 juta penduduk dunia masih tergantung kepada bahan bakar biomassa sebagai sumber energi primer. Pemakaian biomassa secara langsung dapat menghemat bahan bakar fosil, akan tetapi disisi lain jika dipakai dalam ruang tanpa ventilasi yang memadai bahan bakar biomassa yang digunakan secara langsung dapat membahayakan kesehatan. Laporan International Energy Agency dalam World energy Outlook 2006 menyebutkan bahwa 1.3 juta orang di seluruh dunia meninggal karena pemakaian biomassa secara langsung. Selain pennggunaan secara langsung sebagai bahan bakar padat, biomassa dapat diolah menjadi berbagai jenis biofuel cair dan gas.
Biofuel merupakan bahan bakar terbarukan yang cukup menjanjikan. Biofuel dapat secara luas didefinisikan sebagai padatan, cairan atau gas bakar yang mengandung atau diturunkan dari biomassa. Definisi yang lebih sempit mendefinisikan biofuel sebagai cairan atau gas yang berfungsi sebagai bahan bakar transportasi yang berasal dari biomasssa. Biofuel dipandang sebagai bahan bakar alternatif yang penting karena dapat mengurangi emisi gas dan meningkatkan ketahanan energi. Penggunaan minyak nabati (BBN) sebagai bahan biofuel sebenaranya sudah dimulai pada tahun 1895 saat Dr. Rudolf Christian Karl Diesel mengembangkan mesin motor yang dijalankan dengan BBN. BBN saat itu adalah minyak yang didapatkan langsung dari pemerasan biji sumber minyak, yang kemudian disaring dan dikeringkan. Bahan bakar minyak nabati mentah yang digunakan pada mesin diesel buatan Dr. Rudolf Christian Karl Diesel tersebut berasal dari minyak sayur. Namun karena pada saat itu produksi minyak bumi berlimpah dan murah, maka BBN untuk mesin diesel tersebut secara perlahan-lahan diganti dengan minyak solar dari minyak bumi. Selain itu BBN yang didominasi oleh trigliserida memiliki viskositas dinamik yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan solar. Viskositas bahan bakar yang tinggi akan menyulitkan pengaliran bahan bakar ke ruang bakar sehingga dapat menurunkan kualitas pembakaran dan daya mesin. Oleh karena itu, untuk penggunaan BBN secara langsung mesin diesel harus dimodifikasi terlebih dahulu, misalnya dengan penambahan pemanas BBN untuk menurunkan viskositas. Pemanas dipasang sebelum sistem pompa dan injektor bahan bakar.
Saat ini biofuel telah digunakan di berbagai negara, industri biofuel tersebar di Eropa, Amerika dan Asia. India, misalnya mengembangkan biodiesel dari tanaman jarak pagar (Jatropha). Kebanyakan biofuel dipakai untuk transportasi otomotif. India mentargetkan penggunaan 5% bioetanol sebagai bahan bakar transportasi, sementara cina sebagai prodesen utama etanol di Asia mentargetkan 15% bioetanol sebagai bahan bakar transportasinya pada tahun 2010. Biofuel dapat diproduksi dari sumber-sumber karbon dan dapat diproduksi dengan cepat dari biomassa. Sebagai Negara agraris Indonesia sangat potensial mengembangkan industri biofuel nya sendiri. Pertama, bahan baku berupa tanaman energi tersebar di seluruh wilayah Indonesia dari Sabang sampai Merauke. Produksi tanaman energi dari tahun ke tahun juga cenderung meningkat sehingga kita tidak perlu kawatir kekurangan sumber energi nabati ini. Sebagai contoh luas perkebunan tebu dan ubi kayu dari tahu ketahun meningkat dengan tajam. Kedua jenis tanaman tersebut merupakan bahan baku pembuatan bioetanol.
Tabel 1. Potensi EBT (Biofuel) di Indonesia
(diolah dari Blue Print Pengelolaan Energi Nasional 2005 – 2025, Lampiran B, Jakarta, 2005)
Bioetanol
Bioetanol saat ini merupakan biofuel yang paling banyak digunakan. Di USA pada tahun 2004 produksi etanol (termasuk bioetanol) mencapai 3 sampai dengan 4 billion gallons dan terus meningkat dari tahun ke tahun. Bioetanol adalah bahan bakar alternatif yang prospektif karena beberapa alasan seperti tidak member kontribusi pada pemanasan global, dapat dicampur dengan gasoline sampai 10% (E10) dapat dibuat dari bahan-bahan alami (biomassa) yang dapat diperbaharui (renewable) seperti ubi kayu, jagung dan buah-buahan. Sebagai pengganti MTBE (methyl tertiary butyl ether) yang potensial. MTBE adalah aditif bahan bakar (fuel additive) yang bersifat toksik dan dewasa ini banyak digunakan di beberapa negara.
Bioetanol pada prinsipnya adalah etanol yang diperoleh melalui proses fermentasi sehingga dinamakan bioetanol. Bioetanol dihasilkan dari distilasi bir hasil fermentasi. Bioetanol merupakan bahan bakar nabati yang relatif mudah dan murah diproduksi sehingga industri rumahan sederhana pun mampu membuatnya. Biasanya bioetanol dibuat dengan teknik fermentasi biomassa seperti umbi-umbian, jagung atau tebu dan dilanjutkan dengan destilasi. Bioetanol dapat digunakan secara langsung maupun tidak langsung sebagai bahan bakar. Untuk bahan bakar kendaraan bermotor terlebih dahulu bioetanol harus dicampur dengan premium dengan perbandingan tertentu. Hasil pencampuran ini kemudian disebut dengan Gasohol (Gasoline Alcohol). Gasohol memiliki performa yang lebih baik daripada premium karena angka oktan etanol lebih tinggi daripada premium. Selain itu gasohol juga lebih ramah lingkungan daripada premium. Penguapan bioetanol dari cair ke gas juga tidak secepat bensin. Karena itu pemakaian bioetanol murni pada kendaraan dapat menimbulkan masalah. Tetapi masalah dapat diatasi dengan mengubah desain mesin dan reformulasi bahan bakar.
Biodiesel
Biodiesel atau alkil ester bersifat sama dengan solar, bahkan lebih baik nilai cetanenya. Riset tentang biodiesel telah dilakukan di seluruh dunia khususnya di Austria, Jerman, Perancis, dan Amerika Serikat. Bahan baku utamanya antara lain minyak kedelai, minyak rapeseed, dan minyak bunga matahari. Di Hawaii biodiesel dibuat dari minyak goreng bekas dan di Nagano, Jepang bahan baku dari restoran-restoran cepat saji telah dipakai sebagai bahan baku biodiesel. Saat ini biodiesel telah merebut 5% pangsa pasar ADO (automotive diesel oil) di Eropa. Pada tahun 2010 Uni-Eropa mentargetkan pencapaian sampai 12%. Malaysia telah mengembangkan pilot plant biodiesel berbahan baku minyak sawit dengan kapasitas berkisar 3000 ton/hari yang telah siap memenuhi kebutuhan solar transportasi. Secara keseluruhan Saat ini di dunia telah terdapat lebih dari 85 pabrik biodiesel berkapasitas 500 – 120.000 ton/tahun dan pada 7 tahun terakhir ini 28 negara telah menguji-coba biodiesel sebagai pengganti BBM, 21 di antaranya kemudian memproduksi. Amerika dan beberapa negara Eropa bahkan telah menetapkan Standar Biodiesel yang kemudian diadopsi di beberpa Negara berkembang.
Di Indonesia biodiesel biasanya menggunakan bahan baku minyak sawit mentah (Crude Palm Oil), minyak nyamplung, minyak jarak, minyak kelapa, palm fatty acid distillate (PFAD) dan minyak ikan. Biodiesel dapat digunakan pada mesin diesel tanpa modifikasi. Biodiesel dibuat dengan berbagai metode. Transesterifikasi adalah salah satu teknik pembuatan biodiesel yang paling popular dewasa ini karena aman, murah dan mudah dilakukan. Biodiesel bersifat ramah lingkungan karena tidak memberi kontribusi kepada pemanasan global, mudah didegradasi, mengandung sekitar 10% oksigen alamiah yang bermanfaat dalam pembakaran dan dapat melumasi mesin. Keuntungan-keuntungan lain pada penggunaan biodiesel adalah mudah dibuat sekalipun dalam sekala rumah tangga (home industry) dan menghemat sumber energi yang tidak terbarukan (bahan bakar fosil) serta dapat mengurang biaya biaya kesehatan akibat pencemaran udara. Pemanfaatan sumber-sumber nabati seperti minyak kelapa dan CPO (Crude Palm Oil) baik minyak segar maupun bekas (jelantah) sebagai bahan baku produksi biodiesel juga merupakan keuntungan karena dapat membuka peluang usaha bagi petani dan pelaku Usaha Mikro Kecil dan Menegah (UMKM).
Biogas
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah domestik, sampah atau limbah biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik. Metana yang terkandung di dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Saat ini, banyak negara maju mulai meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair, padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan limbah. Komposisi gas di dalam biogas yang dihasilkan bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Rata-rata biogas memiliki konsentrasi metana sekitar 50%, sedangkan sistem pengolahan limbah modern dapat menghasilkan biogas dengan kadar metana berkisar dari 55-75%.
Biofuel dalam waktu dekat mungkin tidak dapat menggantikan sepenuhnya energi fosil, Namun biofuel tetap akan menjadi sumber energi alternatif yang sangat potensial untuk dikembangkan di Indonesia. Pengembangan biofuel melalui penggunaan produk samping industri pertanian atau sampah menjadi energi melalui pembakaran langsung atau dikonversi menjadi biofuel tidak saja menyediakan energi alternatif terbarukan namun juga dapat membuka lapangan kerja baru.