12/5/2013
Bioenergi Nur Hidayat TIP – FTP – UB. http://nurhidayat.lecture.ub.ac.id
Sumber energi fosil terbatas dan tak terbaharukan Sumber energi alternatif: geotermal, nuklir, matahari, air dan angin. Sumber energi bio berkembang pesat dan penting karena: ◦ Banyak biomas dari pertanian ◦ Dapat memanfaatkan limbah
Pendahuluan
Dua sumber bioenergi yang penting: ◦ Metana/biogas ◦ Etanol
Sumber bioenergi lainnya: ◦ ◦ ◦ ◦
Hidrogen Propana Metanol butanol
Biogas
Pendahuluan
1
12/5/2013
Secara alami pabrik biogas terdapat pada hewan ternak Hewan ternak menginspirasi pembuatan pabrik biogas skala besar
Pabrik biogas skala besar memanfaatkan limbah padat dan cair hewan ternak
Selain limbah ternak juga dapat memanfaatkan limbah pertanian, limbah organik industri
2
12/5/2013
Proses yang terjadi dalam pembentukan BIOGAS ???
• Merupakan
proses dekomposisi bahan organik secara anaerobik
• Acidogenesis
• Bahan organik didekomposisi oleh mikroorganisma menghasilkan CO2, H2O dan CH4 (biogas)
• Acetogenesis • Metanogenesis
Ciri BIOGAS apabila berhasil dibuat :
Komposisi Gas pada tahapan pembuatan Biogas Methanogenic 80
Oxidation
DALAM BIOGAS :
• Hidrolysis
• Tanpa keberadaan oksigen
Acidogenic Acetogenic
TAHAPAN PROSES KIMIAWI
N CO2 CH4 H2 O2
Volume-%
60
40
Terjadi reduksi bahan organik 40-50% Produksi energi bahan organik stabil ( tdk ada yang di degradasi) bahan organik higienis (dihasilkan energi panas, mikroorganisme mati)
20 0
Time
3
12/5/2013
Biogas in Helsingborg-Swedia Biogas digestor, organic waste, 10% dry matter
Sewage treatment plant Digestor, sewage sludge Upgrading of biogas Digestor, organic waste Upgrading of biogas, storage
Gas production Sewage:
10 GWh/year
NSR step 1 20 GWh/year NSR step 2 16 GWh/year
Public filling station 2
NSR Biogas production
2004: 25 GWh
Public filling station 3
NSR step 3
6 GWh/year
Total
5,2 milj. m3
Public filling station1
Filling sation for buses Natural gas pipeline
60 + 30 buses
Komponen dan komposisi LandFillGas (LFG)
Landfill Gas (LFG)
(Biogas yang dihasilkan dari tempat penimbunan sampah)
Compound Typical concentration Methane 30 – 60 % Carbon dioxide 30 – 50 % Nitrogen 0 – 10 % Oxygen 0.1 – 2 % Other H2S xxxx
4
12/5/2013
Komposisi Biogas -> Methane (CH4) yang dihasilkan tergantung dari perbandingan antara 0 kandungan Selulosa, Lemak, dan Protenin dari 100 10 Bahan Organik 90
20
80
Theoretical methane amount
40
60
(55)
50
50
70
(60) 30
80
20
90
(65)
90
l/kg
500
l/kg
600
l/kg
700
l/kg
800
l/kg
80
70
60
50
Fat
40
30
20
10
900
l/kg
100
(70) 100
400
60
40
0
Methane mudah meledak pada konsentasi 5-15 % vol- udara
30
70
10
Aspek keamanan
Faktor resiko ledakan apabila tidak adanya sirkulasi udara yang cukup di lokasi penimbunan sampah Kasus ledakan gas methane (CH4) ini terjadi di Leuwigajah - Bandung
0
weight-%
Daerah resiko ledakan akibat campuran methane (CH4) dan udara 22 (O2) - Merah Impossible mixtures
20
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas BIOGAS
Oxygen (%)
18
16 14 12 10 8 6
To much methane to explode
Not capable to form explosive mixtures with air
4
- Jumlah limbah - Waktu penimbunan - Model yang dipakai - Jumlah aliran gas - Kualitas gas disekitarnya - Radius (Besar-kecilnya lokasi)
2
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Methane (%)
5
12/5/2013
Secara teori jumlah LandFillGas 400-500 m3/ton Secara Practical 150-200 m3/ton Degradasi jelek 2-5 m3/ton*year Degradasi baik 10-15 m3/ton*year
Estimations Biogas LFG (di Europe)
Tipe lubang gas Vertical
well: 300-1000 mm pipe: 90-200 mm
Pemboran gas vertical di tempat penimbunan sampah
Tipe lubang gas Horisontal
6
12/5/2013
Tipe sumur gas Horisontal
Pembuangan Condensate
Gas Condensate
Design LFG Tipe Off-site ring
Design LFG Tipe On-site ring
Blower
Flow regulation and gas monitoring at each well
Blower
Flow regulation and gas monitoring at control stations Control station
7
12/5/2013
Utilisation (Pemanfaatan) BIOGAS tingkat rendah (sederhana) Blower
Design LFG Tipe On-site header
Flaring (Pembakaran gas) Heat production in boiler (Pemanasan pada boiler)
Flow regulation and gas monitoring at control stations Control station
Utilisation – flare
Utilisation – flare
8
12/5/2013
Utilisation (Pemanfaatan) tingkat menengah
Utilisation – tingkat tinggi Perlakuan : Tracer gas removal (Penghilangan gas yang tidak penting) seperti : CO2removal, N2-removal
Heat in boilers (Pemanasan Boiler) Electricity in engines or turbines (Listrik untuk mesin atau turbin)
Natural gas pipeline quality (GasBio Murni) Vehicle fuel (Bahan bakar penggganti minyak)
WHAT CAN WE DO….???
Bagaimana potensi dan pemanfaatan limbah organik untuk BIOGAS di Indonesia pada umumnya…?? Apakah ada pada level rendah, menengah atau tinggi…????
So…, kamu-kamu jangan hanya demo harga BBM mahal…, but be studies…n practical…
9
