Potensi Bahan Bakar Nabati Di Indonesia
Ahmad Yunus, Samanhudi, Amalia T Sakya, Muji Rahayu Lab. Fisiologi dan Bioteknologi Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret.
Seminar Nasional di Fakultas Pertanian UNS ,17 April 2013
Cadangan Minyak Dunia
Proyeksi Kebutuhan Nasional
Sistem energi = sektor energi + penggunaan energi Layanan energi : • Penerangan. • Pemanasan/ pendinginan ruangan. • Memasak. • Menyetrika. • Transportasi. • Komunikasi. • Kerja mesin. • dll. Listrik dan bahan-bahan bakar bermutu tinggi adalah bentuk-bentuk terpenting energi final !.
5
Sumber-sumber primer energi Sumber2 tak terbarukan (sumber daya fosil) : Minyak bumi. Gas bumi. Batubara. Gambut. Semua sumber daya fosil adalah bahan bakar, sedangkan kebanyakan sumber daya terbarukan adalah sumber listrik
Sumber2 terbarukan : Sinar matahari. Biomassa. Tenaga air. Panas bumi. Tenaga angin. Tenaga arus laut. Energi ombak. Energi termal samudra. Tenaga nuklir. 6
Dewasa ini, bauran energi primer dunia, masih didominasi oleh bahan bakar fosil (terutama minyak bumi) yang mengemisikan gas rumah kaca. • Kenyataan : sistem energi dunia yang ada sekarang telah dibangun, selama sekitar satu abad, dengan berdasar pada aneka keunggulan bahan bakar fosil
1 ton of oil equivalent (TOE) = 42 GJ
7
Emisi dari pembakaran sempurna berbagai bahan bakar fosil (dalam kg CO2 per GJ energi yang dibebaskan) Gas bumi Elpiji Propana
50.4 59.8 59.8
Bensin pswt terbang 65.9 Bensin mobil Minyak tanah
67.2 68.4
Solar, minyak bakar Kokas minyak bumi Batubara (lignit) Batubara (subbitumen) Batubara (bitumen) Batubara (antrasit)
69.3 96.9 92.6
91.7 88.2 92.7
Gas bumi paling bersih, batubara paling kotor
8
Sektor energi adalah pengemisi utama gas-gas rumah kaca. Akumulasi yang kian meningkat dari gas-gas rumah kaca di atmosfir menyebabkan pemanasan global dan perubahan iklim. Potensi pemanasan global, GWP : CO2 =
1
CH4 =
21
N2O = 285
Konsentrasi total gas-gas rumah kaca sebesar 400 ppm CO2 atau 550 ppm ekivalenCO2 dipandang sebagai titik tiada balik (point of no return) Konsentrasi N2O (rata-rata global) 9
• Jadi untuk mencegah terjadinya peristiwa katastropik (kiamat?) bagi kehidupan di bumi, maka sistem energi dunia harus beralih dari sebuah sistem energi berbasis sumber daya fosil ke sistem energi berbasis sumber daya terbaruk. • Tetapi karena dunia (terutama negara-negara maju) telah sangat bergantung pada bahan bakar fosil, maka peralihan tersebut akan melewati suatu periode waktu yang amat lama jika transisinya tak berlangsung lancar.
10
Pengertian Bioenergi • Bioenergi = energi yang diperoleh/dibangkitkan/ berasal dari biomassa. • Biomassa = bahan2 organik berumur relatif muda dan berasal dari tumbuhan/hewan, produk & limbah industri budidaya pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, perikanan . • Bentuk-bentuk final bioenergi : bahan bakar hayati (biofuels); listrik biomassa (biomass-based electricity); Hayati = nabati + hewani, karena nabati >> hewani, pemerintah mengadopsi Biofuel = bahan bakar nabati (BBN). 11
Mengapa Bioenergi penting ? • Sistem energi dunia sedang diupayakan beralih dari sebuah sistem energi berbasis sumber daya fosil ke sistem energi berbasis sumber daya terbarukan. • Sistem energi dunia yang ada sekarang telah dibangun, selama lebih dari satu abad, dengan berdasar pada aneka keunggulan sumber daya fosil. Sumber daya fosil = sumber daya bahan bakar. Karena itu semua teknologi dan mesin pengkonversi bahan bakar menjadi listrik, kalor, banyak tersedia. Tak ada teknologi dan mesin untuk mengkonversi listrik menjadi bahan bakar. 12
• Biomassa adalah satu-satunya sumber energi terbarukan yang merupakan sumber bahan bakar, lainnya: sinar surya, tenaga air, tenaga angin, panas bumi, arus laut, tenaga ombak, energi termal samudra, dan tenaga nuklir hanya mudah dikonversi menjadi listrik. Bioenergi merupakan jembatan transisi vital peralihan sistem energi berbasis sumber daya fosil ke sistem energi berbasis sumber daya terbarukan . Contoh : di Uni Eropa 2/3 dari energi terbarukan yang sudah diproduksi dan dimanfaatkan adalah bioenergi.
13
Indonesia dikaruniai biodiversitas dan lahan potensial yang amat besar • Anugerah yang harus dimanfaatkan dengan baik. • Harus didayagunakan secara berkelanjutan untuk memperkuat keterjaminan pasokan energi dan neraca pembayaran negara, membuka banyak lapangan kerja, mengentaskan kemiskinan, dan melancarkan pertumbuhan ekonomi yang merata, berkontribusi pada peredaman emisi gas-gas rumah kaca. • Jika dikelola dengan baik, produksi bioenergi dapat saling mendukung dengan pengadaan pangan dan produk-produk berbasis nabati lainnya (karet, serat, bioplastik, dan bahan-bahan bioaktif untuk obat, pestisida, insektisida, dll). 14
Faktor ketersediaan sepanjang tahun dari sumbersumber energi terbarukan Sumber energi terbarukan Panas bumi Biomassa Arus laut Hidro Gelombang Surya Angin
Faktor ketersediaan (%) 85 85 70 50 50 40 30
Aneka jenis bahan bakar nabati (BBN) • Bioetanol : untuk pencampur bensin premium/pertamax (kadar air 0,5 %-vol). Generasi 1: dibuat dari bahan bergula [misal : tetes (produk samping industri gula pasir), nira-nira tebu, sorgum manis, aren, dan nipah] atau berpati [misal : umbi singkong, umbi ubi jalar, empulur sagu, dan biji sorgum] dengan rangkaian teknologi sakarifikasi (untuk bahan berpati), fermentasi (gula ke etanol), pemisahan dan pengeringan etanol. Bioetanol yang kita kenal sekarang. Generasi 2: dibuat dari bahan lignoselulosa (a.l. tandan kosong sawit, kulit batang sagu, jerami, pelepah pisang, bagas tebu, bagas sorgum manis, tongkol & batang jagung, rumput-rumputan, kayu, dan sejenisnya) : bukan bahan pangan. Teknologinya sedang dikembangkan (diharapkan sudah bisa diterapkan pada skala industri menjelang 2015).
• Minyak nabati murni (PPO, Pure Plant Oil, atau SVO, Straight Vegetable Oil): minyak-lemak nabati yang sudah netral dan bebas getah; untuk bahan bakar mesin diesel berputaran rendah (< 1000 rpm) dan berbeban konstan. • Biodiesel : untuk pencampur solar (bahan bakar mesin diesel otomotif : beban dinamik, putaran > 1500 rpm). Generasi 1 Biodiesel FAME (Fatty Acids Methyl Ester), dibuat dari minyak nabati murni dengan teknologi metanolisis atau transesterifikasi dengan metanol; biodiesel yang dikenal industri dewasa ini. Generasi 2 Biodiesel BTL (Biomass-To-Liquids), biohidrokarbon yang dibuat dari bahan lignoselulosa dengan teknologi gasifikasi + sintesis Fischer-Tropsch.
Tumbuhan sumber potensial minyak-lemak utk PPO dan biodiesel generasi 1 Nama Nama Latin Sumber Kadar, %-b kr P / NP Sabut + Dg buah 45-70 + 46-54 Sawit Elais guineensis P Kelapa Cocos nucifera Daging buah 60 – 70 P Malapari Pongamia pinnata Biji 27 – 39 NP Callophyllum inophyllum Nyamplung Inti biji 40 – 73 NP Azadirachta indica Nimba Inti biji 40 – 50 NP Jarak pagar Jatropha curcas Inti biji 40 – 60 NP Kusambi Schleichera oleosa Inti biji 55 – 70 NP Kapok/randu Ceiba pentandra Biji 24 – 40 NP Kelor Moringa oleifera Biji 30 – 49 P Karet Hevea brasiliensis Biji 40 – 50 NP Kemiri sunan Aleurites trisperma Inti biji 47 – 52 NP Kemiri Aleurites moluccana Inti biji 57 – 69 NP kr kering; P minyak/lemak Pangan (edible fat/oil), 21 NP minyak/lemak Non-Pangan (nonedible fat/oil
Di masa depan (2025), BBN juga dapat diproduksi via budidaya alga mikro di perairan-perairan pesisir
Permasalahan R & D : bagaimana caranya memproduksi minyak-lemak atau pati 22 murah dari mikroalga .
Perspektif ke depan • Produksi BBN generasi 2 berbahan mentah non pangan, yaitu bahan lignoselulosa. • Produksi BBN dari alga mikro menggunakan perairan pesisir bukan lahan pangan. • Produksi BBN generasi 1 kelak memanfaatkan surplus pangan (gula, pati, minyak-lemak). Target Indonesia mestinya bukan swasembada melainkan surplus pangan. Penyediaan BBN tak akan bersaing dengan penyediaan pangan asal kita arif bijaksana dalam mengembangkan industri BBN.
23
• Tanaman pangan pokok seperti padi, singkong dan ubi di tanam untuk kebutuhan pangan. Biomassa (bahan lignoselulosa) sisa panennya kita manfaatkan untuk pembuatan BBN dan produk-produk lain. Pilihan tanaman energi masa datang: TANAMAN ENERGI MULTIGUNA
saling mendukung dengan penyediaan pangan dan penyediaan bahan-bahan penting lain (karet/elastomer, serat, bahan bioaktif untuk obat, pestisida, dll).
24
Tanaman energi multiguna Indonesia yg potensial Kategori 1: menghasilkan bahan pangan dan biomasa sisa panennya banyak. Contoh: sawit, kelapa, sagu, tebu, sorgum manis, jagung, sorgum, dan hanjeli (Coix lacryma-jobi). • Sawit; keluarga palma berpotensi besar. • Sorgum manis dan hanjeli belum dikembangkan.
Kategori 2: menghasilkan bahan pangan dan tumbuh cepat (pohon kayu-bakar atau short-rotation coppice). Contoh: kelor (Moreinga oleifera), kacang hiris (Cajanus cajan), sukun (Artocarpus altilis). • Tepung buah sukun (breadfruit) berpotensi mengganti/ mensubstitusi gandum. • Kacang hiris berpotensi utk dibuat tahu dan tempe. 25
Kategori 3: menghasilkan minyak-lemak non-pangan dan, atau tumbuh cepat atau menghasilkan pula bahanbahan kimia bioaktif. Contoh: mabai (Pongamia pinnata), nimba (Azadirachta indica), widara (Ziziphus mauritiana), nyamplung (Calophyllum inophyllum), gatep pait (Samadera indica). • • • •
Mabai, nimba, dan gatep pait paling komplit & potensial. Nyamplung tak tumbuh cepat. Mabai, nimba, dan nyamplung tahan air asin. Mabai dan nimba mampu memfiksasi nitrogen udara.
Kategori 4: menghasilkan lateks atau serat dan juga minyak-lemak (non-pangan). Contoh: karet, getah-perca (Palaquium gutta), kapok (Ceiba pentandra). • Serat kapok jika surplus bisa juga untuk bioetanol. 26
Biogas • Gas produk akhir degradasi/pencernaan anaerobik biomassa oleh suatu mikroba. Teknologi pembangkitan biogas relatif sederhana. • Komponen utama: metana (CH4, 40-70%) dan karbon dioksida (CO2). 2m3 biogas memiliki kalor pembakaran sama dengan 1 liter minyak tanah. Biogas adalah pengganti ideal minyak tanah sebagai bahan bakar rumah tangga pedesaan (utk masak dan lampu): nyala apinya (biru) panas dan bersih, tak mengotori pancipanci serta tak memedihkan mata. • Penggantian minyak tanah dengan biogas juga sejalan dengan naluri alami penduduk desa : ketika kesejahteraan meningkat, bahan bakar rumah tangga beranjak dari padat (kayu bakar) cair (minyak tanah) menjadi gas (elpiji), dan akhirnya listrik (oven). 27
• Promosi besar-besaran pemanfaatan biogas pada skala kecil semestinya menjadi bagian dari program pengembangan BBN. • Biogas dapat juga digunakan sebagai bahan bakar motor/mesin untuk membangkitkan listrik dan menggerakkan mesin-mesin atau pompa-pompa air. • Biogas dapat dihasilkan tak hanya dari kotoran ternak tetapi juga dari limbah petanian dan pengolahan hasil panen.
28
Peran dan makna strategis listrik biomassa (biomass-based electricity) bagi Indonesia • Bentuk kepulauan dari negara kita mempersulit transmisi & distribusi listrik maupun BBM. • Interkoneksi jaringan listrik hanya mungkin untuk pulau-pulau besar dan sejumlah pulau kecil di dekatnya. • Sejumlah besar pulau (> 10.000) harus bisa menghasilkan dan memenuhi kebutuhan bahan bakar dan listriknya sendiri (self-sufficient). • Banyak propinsi & pulau tak memiliki cadangan bahan bakar fosil yang memadai.
29
• Pemanfaatan biomassa menjadi penting karena bisa memasok energi terbarukan sepanjang tahun. • Produksi bioenergi dapat mendayagunakan sumber daya lokal (meningkatkan pendapatan penduduk) • Sumber Biomasa : sisa & limbah pemanenan + pengolahan hasil pertanian/perkebunan. Industri pertanian/perkebunan sebenarnya adalah industri surplus energi. tanaman energi multiguna saling mendukung dengan penyediaan pangan dan produk-produk berbasis nabati lainnya. 30
Sumber daya biomassa yang sudah tersedia di negara-negara ASEAN
Sumber : Saku Rantanen (Pöyry), 2009
31
Potensi amat besar itu masih terabaikan.
Sumber : Saku Rantanen (Pöyry), 2009
Kita punya peluang besar yang harus dimanfaatkan !. • Jika tidak, negara-negara maju sudah siap mengimpor bahan mentah bioenergi ini untuk kemanfaatan mereka, sekalipun bisa berakibat kemalangan bagi lahan-lahan kita.32 •
Konfigurasi ideal pemanfaatan industrial tanaman tebu (Tatang, 2010)
33
Skema Industrialisasi Tandan Kosong Sawit (TKS) (Tatang, 2010)
34
Rute-rute pemanfaatan terpadu sagu utk pangan dan bioenergi Tatang, (2010)
35
Peran Industri Budidaya di abad 21
Sumber: Tatang (2010) 36
2007 State Of The Union Address “…we must increase the supply of alternative fuels, by setting a mandatory fuels standard to require 35 billion gallons of renewable and alternative fuels in 2017 -- and that is nearly five times the current target.” George W Bush.
KESIMPULAN • Perlu peningkatan produksi pangan sampai mencapai surplus pangan nasional • Potensi pengembangan BBN terbuka lebar tanpa harus mengganggu produksi pangan • Potensi BBN yang bersumber dari Biomasa tersedia dari berbagai jenis tumbuhan, sisa panen dan alga mikro.
Terima Kasih
39
