BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Kebutuhan akan energi semakin lama semakin meningkat. Peningkatan kebutuhan akan energi ini tidak bisa dipenuhi hanya dengan mengandalkan energi fosil seperti minyak, gas, dan batubara karena ketersediaannya semakin lama semakin berkurang. Jalan satu-satunya adalah pemerintah harus lebih serius memanfaatkan energi lain yaitu energi baru terbarukan seperti panas bumi, hidro, surya, bio, samudra, angin, coal bed methane (KESDM 2014). Sampai saat ini, Indonesia masih menghadapi persoalan dalam mencapai target pembangunan bidang energi. Ketergantungan terhadap energi fosil terutama minyak bumi dalam pemenuhan konsumsi di dalam negeri masih tinggi yaitu sebesar 96% (minyak bumi 48%, gas 18% dan batubara 30%) dari total konsumsi. Upaya untuk memaksimalkan pemanfaatan energi terbarukan belum dapat berjalan sebagaimana yang direncanakan. Tingginya konsumsi energi fosil tersebut diakibatkan oleh subsidi sehingga harga energi menjadi murah dan masyarakat cenderung boros dalam menggunakan energi. Di sisi lain, Indonesia menghadapi penurunan cadangan energi fosil yang terus terjadi dan belum dapat diimbangi dengan penemuan cadangan baru. Sedangkan keterbatasan infrastruktur energi yang tersedia juga membatasi akses masyarakat terhadap energi. Kondisi ini menyebabkan Indonesia rentan terhadap gangguan yang terjadi di pasar energi global karena sebagian dari konsumsi tersebut, terutama produk minyak bumi, dipenuhi dari impor (DEN 2014).
1
2
Indonesia dianugerahi kekayaan alam yang beraneka ragam. Satu lagi hasil alam yang bisa dijadikan sumber energi, yakni biomassa. Pengembangan biomassa bisa mengurangi penggunaan sumber energi fosil yang saat ini menjadi penyumbang emisi gas rumah kaca dan pemanasan global. Bioenergi diturunkan dari biomassa, yaitu material yang dihasilkan oleh mahluk hidup berupa tanaman, hewan maupun mikroorganisme. Indonesia memiliki banyak sumber daya alam hayati yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku bioenergi. Misalnya, bioenergi tradisional, yaitu kayu bakar serta bioenergi yang lebih modern meliputi bioetanol, biogas, biodiesel dan lain-lain (KESDM 2012). Secara geografis, Indonesia memiliki potensi sumber daya energi terbarukan yang sangat besar. Seperti yang terdapat pada Tabel 1.2.
Tabel 1.1. Neraca Energi Fosil Indonesia (KESDM 2012)
No
1 1 2 3
4
Energi Fosil
Sumber
(Tidak
daya
Terbarukan)
(SD)
2
3
4
5 = 4/3
6
7 = 4/6
56,6
7,99**)
14
0,346
23
334,5
159,64
51
2,9
55
104,8
20,48
18
0,254
83
453
-
-
-
-
Minyak Bumi (miliar barel) Gas Bumi Batubara (miliar ton) Coal Bed Methane/CMB
Cadangan (Cad)
Rasio Sd/Cad (%)
Produksi (Prod)
*) Dengan asumsi tidak ada penemuan baru **) Termasuk blok Cepu
Rasio Cad/Prod (Tahun)*)
3
Tabel 1.2. Neraca Energi Terbarukan Indonesia (KESDM 2012) No
Energi
Sumber Daya (SD)
Terbarukan
Kapasitas
Rasio KT/SD
Terpasang (KT)
(%)
1
2
3
4
5 = 4/3
1
Tenaga Air
75.670 MW
5.705,29 MW
7,45
2
Panas Bumi
28.543 MW
1.189 MW
4,17
3
Mini/Mikro
769,69 MW
217,89 MW
28,31
Hidro 4
Biomassa
49.810 MW
1.618,40 MW
3,25
5
Tenaga Surya
4,80 kWh/m2/day
13,5 MW
-
6
Tenaga Angin
3 – 6 m/s
1,8 MW
-
Berdasarkan Tabel 1.2. Salah satu sumber energi terbarukan yang masih kecil nilai rasio KT/SD adalah biomassa. Hal ini dapat dikarenakan beberapa faktor. Diantaranya adalah densitas energi yang terkandung pada biomassa relatif kecil dan ketersediaannya yang erat kaitannya dengan sistem musiman. Pemanfaatan biomassa yang paling efisien adalah digunakan sebagai bahan bakar padat. Teknologi yang paling efisien dalam pembakaran bahan bakar padat adalah Fluidized Bed Combustor (FBC). Keunggulan yang paling signifikan dari teknologi Fluidized Bed Combustor dibandingkan dengan metode pembakaran konvensional adalah efektif untuk berbagai macam bahan bakar padat, menghasilkan temperatur yang uniform dan memiliki kemampuan mengurangi emisi seperti NOx dan SO2 (Armesto dkk, 2003). Salah satu jenis FBC adalah Bubbling Fludized Bed Combustor (BFBC). Saat ini FBC sudah banyak digunakan untuk menggantikan teknologi pembakaran konvensional (Basu, 2006). Penelitian mengenai fluidized bed combustor ini melanjutkan penelitian proyek STRANAS yang telah dilakukan sebelum – sebelumnya. Dimana pada penelitian sebelumnya yang telah dilakukan yaitu pembuatan alat fluidized bed combustor, single firing batu bara, dan co-firing antara
4
batu bara dengan biomassa (sekam padi dan batok kelapa). Sehingga perlu diadakan penambahan database co-firing antara dua biomassa yang berbeda. Penggunaan co-firing dengan dua biomassa yang berbeda tentu akan memberikan hasil dan dampak yang berbeda terutama dari segi temperatur pembakaran. Untuk itu perlu dilakukan penelitian tentang co-firing dengan dua biomassa yang berbeda untuk menambah referensi yang sudah ada. Pada penelitian ini biomassa yang digunakan adalah batok kelapa dan sekam padi. 1.2
Rumusan Masalah Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan yang dilakukan tahun 2012-2013 melalui poyek STRANAS. Ditahun pertama proyek ini lebih fokus terhadap desain alat dan penelitian terhadap efek excees air pada karakteristik pembakaran. Untuk tahun ini, penelitian akan difokuskan pada karaktristik pembakaran dari co-firing batok kelapa dan sekam padi. Penelitian fluidized bed combustor ini menggunakan bahan bakar batok kelapa dan sekam padi sebagai biomassanya. Penelitian ini akan mempelajari tentang karakteristik pembakaran single firing dan co-firing dua buah biomassa yang berbeda dalam BFBC. Komposisi bahan bakar yang digunakan antara lain batok kelapa dominan dengan penambahan sekam padi dan sekam padi dominan dengan penambahan batok kelapa. Kedua komposisi bahan bakar tersebut divariasikan terhadap laju massa udara dengan laju kalor input tetap.
1.3
Batasan Masalah Penelitian ini akan meneliti karakteristik pembakaran dalam fluidized bed combustor. Beberapa batasan masalah dalam penelitian ini adalah: a) Material bed yang digunakan adalah pasir silika.
5
b) Karakteristik pembakaran dilihat dari distribusi temperatur radial, profil temperatur aksial, dan emisi gas buang. c) Biomassa yang digunakan adalah batok kelapa, dan sekam padi. 1.4
Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah : a) Untuk mengetahui karakteristik pembakaran single firing dari biomassa batok kelapa dan sekam padi. b) Untuk mengetahui karakteristik pembakaran co-firing dua biomassa yang berbeda yaitu sekam padi dan batok kelapa. Adapun yang dimaksud karakteristik pembakaran adalah sifat, ciri – ciri, atau pola yang dihasilkan oleh bahan bakar ketika dilakukan proses pembakaran.
1.5
Manfaat Hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu perkembangan pemanfaatan biomassa sebagai potensi energi terbarukan yang masih minim pemanfaatannya khususnya pada bidang industri di Indonesia. Cofiring antara dua biomassa yang berbeda dalam fluidized bed combustor menjadi salah satu bentuk optimalisasi pemanfaatan biomassa melalui diversifikasi bahan bakar biomassa sebagai sumber energi skala kecil sampai menengah.
