5/8/2013
Manusia
Energi
Kehidupan
Tidak dapat didaur ulang (Non-Renewable)
Fosil Nuklir Biomassa
Sumber-sumber Energi
Surya Dapat didaur ulang (Renewable)
Laut Mikrohidr o Angin
1
5/8/2013
Minyak Bumi
Sumber terbatas
Polusi
Energi Surya Energi Angin
Gas Alam
Batubara
Energi Laut Energi Air (Hydro)
Tidak dapat didaur ulang
Energi Alternatif 1: Energi surya Memungkinkan terjadinya siklus Hidrologi
2
5/8/2013
Fotosintesis
Aktivitas Manusia
Aktivitas Manusia
Aktivitas Manusia
3
5/8/2013
Teknologi Energi
Teknologi Energi
Teknologi Energi
4
5/8/2013
5
5/8/2013
Teknologi Energi Surya
Thermal Photovoltaic
Efek fotolistrik adalah pengeluaran elektron dari suatu permukaan (biasanya logam) ketika dikenai, dan menyerap, radiasi elektromagnetik (seperti cahaya tampak dan radiasi ultraungu) yang berada di atas frekuensi ambang tergantung pada jenis permukaan.
6
5/8/2013
7
5/8/2013
8
5/8/2013
Energi Alternatif 2: Energi Mikrohidro
Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) merupakan teknologi yang memanfaatkan aliran air sebagai tenaga untuk memutar turbin dan dinamo atau generator sehingga menghasilkan energi listrik kurang dari 100 kW
9
5/8/2013
Energi Potensial Ep = m.g.h Ep m g h
: energi potensial (J) : massa (kg) : percepatan gravitasi (m/s2) : head/ketinggian (m)
E m gh t t
P ρ Q g h
P Q g h
: daya (Watt) : massa jenis (kg/m3) : debit (m3/s) : percepatan gravitasi (m/s2) : head/ketinggian (m)
10
5/8/2013
Adalah bangunan untuk mengambil air dari sungai yang akan digunakan untuk pembangkit listrik mikrohidro
11
5/8/2013
12
5/8/2013
13
5/8/2013
14
5/8/2013
15
5/8/2013
16
5/8/2013
Energi Alternatif 3: Energi angin
17
5/8/2013
18
5/8/2013
19
5/8/2013
•
•
Energi Alternatif 4: Bioenergi
Minyak
merupakan sumber daya yang langka Negara menjadi lebih dan lebih tergantung pada impor minyak yaitu minyak dari negara lain semakin meningkat Efek rumah kaca pengurangan emisi CO2 Biomassa dapat menyediakan sebagian besar pasokan energi
Bioenergi adalah energi yang diekstrak dari biomasa, biomasa adalah bahan bakar dan bioenergi adalah energi yang terkandung dalam biomasa Di seluruh dunia, biomassa merupakan sumber energi terbesar keempat setelah batubara, minyak, dan gas alam diperkirakan sekitar 14% dari energi primer global (dan jauh lebih tinggi di banyak negara berkembang).
Keberlanjutan: sumber energi bersih dan terbarukan Ketersediaan: pengembangan bioenergi dapat meningkatkan akses terhadap energi di daerah pedesaan Fleksibilitas: bioenergi dapat memberikan daya, panas dan transportasi Bioenergi dapat berkontribusi untuk diversifikasi energi bauran, ada berbagai bahan baku untuk bioenergi dan semua negara dapat bergantung pada beberapa sumber dalam negeri
20
5/8/2013
Pertumbuhan Penduduk dan Konsumsi Energi 4,500.000
Mitigasi perubahan iklim - bioenergi dapat secara signifikan mengurangi gas rumah kaca (GRK) dibandingkan dengan bahan bakar fosil Diversifikasi mata pencaharian pedesaan - di sektor energi, dan penggunaan jasa energi baru yang tersedia - memfasilitasi pengembangan pedesaan Pengurangan degradasi lahan khususnya melalui penanaman bahan baku bioenergi abadi
4,000.000 3,500.000 3,000.000 2,500.000 Populasi 2,000.000
kWh/person
1,500.000 1,000.000 500.000 0.000 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
Kebutuhan Batubara (juta ton) 90 80 70 60 50 82
40 62
30 42
20 10
22.6
25
0 2005
Pemerintah sedang gencar melaksanakan program PLTU 1000 MW dengan bahan bakar batu bara
2010
2015
2020
2025
Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN
21
5/8/2013
Emisi CO2, SO2, NO2, dan PM
Emisi Logam (ton)
1800
900
1600
800 700
1400
As Co
600 1200
Cr CO2 (juta ton)
1000
SO2 (ribu ton) NO2 (ribu ton)
800
PM (ribu ton)
500
Cu Hg
400
Ni Pb
300
Solid Waste (ribu ton)
600
Th 200
400
100
200
0
U
2005
2010
2015
2020
2025
0 2005
2010
2015
2020
2025
Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN
Sumber: Referensi PLTN DAN ASPEK LINGKUNGAN
Biodiesel Bioethanol
22
5/8/2013
Ethanol yang berasal dari bahan-bahan pertanian Berbentuk cair, jernih, bau kuat, larut dalam bensin, nilai oktan tinggi
Bioethanol dapat diproduksi dengan 3 cara Selulosa / Hemiseslulo sa
Pati
Gula
Gula
Gula
ETHANOL
Pada umumnya menggunakan molasses (limbah permurnian gula) produksi ethanol tidak dalam skala besar
Reaksi utama adalah Fermentasi
C6H12O6
yeast
Gula (e.g.:-glucose)
2 C2H5OH + 2 CO2 ethanol
carbon dioxide
23
5/8/2013
Bahan Baku
Kandungan gula dalam bahan Baku
Jumlah Hasil Konversi
Pebandinga n bahan baku dan Bioethanol
(Kg)
(liter)
Ubi Kayu
Konsumsi (Kg) 1000
250 – 300
166.6
6.5 : 1
Ubi Jalar
1000
150 – 200
125
8:1
Jagung
1000
600 – 700
200
5:1
Sagu
1000
120 – 160
90
12 : 1
500
250
4:1
Jenis
Tetes 1000 Sumber: Nurdyastuti I., 2006
Suhu proses: 95 – 130 oC Kelengkapan: pemanas, kontrol suhu otomatis, pengaduk. Dinding dibuat berlapis Bahan kimia tambahan: enzim alfa amilase gluko amilase
Fungsi: Menghancurkan singkong Silinder pemarut
Hopper
Outlet Diesel
24
5/8/2013
Fermentor merupakan wadah dimana proses perubahan gula menjadi alcohol dengan bantuan yeast. Proses fermentasi harus berlangsung dalam kondisi steril dan suhu berkisar 32 oC.
Berfungsi untuk memisahkan ethanol dari air berdasarkan perbedaan titik didih Untuk mendapatkan tingkat kemurnian ethanol yang tinggi (untuk memenuhi standar bahan akar) destilasi dilakukan secara bertingkat
25
5/8/2013
Biodiesel
26
5/8/2013
Reaksi Transesterifikasi Biodiesel merupakan salah satu bahan bakar alternatif untuk mesin diesel. Keuntungan: • Dapat diperbaharui, • Tidak beracun dan biodegradable atau jauh lebih mudah terurai oleh mikroorganisme dibandingkan minyak mineral. • Dapat digunakan secara langsung untuk mesin diesel tanpa memerlukan modifikasi. • Memiliki efek pelumas tinggi sehingga mesin awet
Minyak dengan kandungan FFA tinggi. FFA tinggi memicu pembentukan sabun, sabun menyulitkan proses separasi. Keberadaan FFA dg nilai asam < 1.5 dapat diabaikan
Solusi : ◦ Saponifikasi : RCOOH+KOH→RCOOK+H2O ◦ Esterifikasi:
Kadar air minyak harus < 1 %. Keberadaan air akan menimbulkan sabun dan meningkatkan FFA harus dievaporasi dulu
27
5/8/2013
Proses secara konvensional • 20 % methanol dicampur dengan katalis (KOH 3.5 gr / liter minyak) menghasilkan metoksida (zat berbahaya jangan kena kulit atau terhirup) • Minyak yang telah di treatment di campur dengan metoksida pada suhu 580C – 65 oC selama 60 menit dalam kondisi kedap udara (sehingga methanol tidak menguap)
Hasil transesterifikasi diendapkan selama 8jam untuk memisahkan ester dan gliserin Reaksi transesterifikasi yang tidak sempurna mengakibatkan masih adanya zat antara yaitu digliserida dan monogliserida (Zat ini menyebabkan kualitas biodiesel rendah dan emulsifikasi selama pencucian) Ester yang dihasilkan masih mengandung kontaminan (sisa katalis, sabun, dll) sehingga harus dicuci
PRINSIP DASAR: Mengkontakkan biodiesel dengan air sebaik mungkin secara hati-hati
• Lama pencucian : 8 jam • Lama pengendapan 1 jam • Pengulangan min 3 kali
1. Pencucian Gelembung 2. Pencucian Kabut 3. Pencucian Pengaduk
Pencucian yang terlalu bergolak, akan monogliserda dan digliserida membentuk emulsi
• Pencucian selesai jika pH air 7 Udara ke atas membawa air mengambil sabun dan kontaminan lain Ketika gelembung sampai atas pecah air turun dan membawa lebih banyak kontaminan
28
5/8/2013
Keunggulan pencucian gelembung : murah, bahan mudah di dapat, proses tidak memerlukan perhatian (dapat ditinggal)
• Pengadukan lebih sedikit di banding gelembung emulsifikasi dapat dicegah
Kelemahan Pencucian Gelembung • Untuk wadah yang terlalu kecil pengadukan terlalu kuat emulsifikasi (oleh adanya sabun dan mg & dg akibat reaksi yang tidak sempurna)
• Memerlukan peralatan yang lebih rumit
Catatan: mg & dg larut dalam biodiesel, tidak ikut tercuci dan dapat mengakibatkan korosi dan penyumbatan injektor
• Pencucian ini dapat digabung dengan pencucian gelembung pada akhir proses
• Oksidasi polimerisasi (Oksidasi memecah ikatan ganda minyak tak jenuh membentuk hydroperoksida polimer) • Oksidasi hydroperoksida menyerang elasteomers seperti seal karet
Pengeringan
Prosedur:
Tujuan: menurunkan kadar air sampai 0.05 % Metode : - Pengering biasa - Pengering vakum - Pemanasan pada biodiesel yang dikabutkan
• Pengadukan selama 5 menit • Pengendapan selama 1 jam • Pemisahan air dari biodiesel • Pengulangan pencucian
29
5/8/2013
Nurdyastuti I, 2006, Teknologi Proses Produksi Bioethanol, http://www.oocities.com/markal_bppt/publish/biofbbm/biindy. pdf Pemasinghe, 2004, Bioethanol production technologies: Where are we? Where should we be?, www.sajeewa.wikispaces.com/file/view/bioethanol.ppt Singh P., 2009, Biotechnology for Agro-Industrial Residues Utilisation, www.springerlink.com/index/u622081h1g1t685r.pdf Sumaryono W., 2007, Technology Development in Bioethanol Production in Indonesia,
www.jst.go.jp/asts/asts_j/files/ppt/20_ppt.pdf
Dan Anderson, Derek Masterson, Bill McDonald and Larry Sullivan. 2003, Industrial Biodiesel Plant Design and Engineering: Practical Experience.
http://www.crowniron.com/userImages/Biodiesel.pdf
30
