Studi Potensi Biogas dari Kotoran Ternak Sapi sebagai Energi Alternatif untuk Penerangan 1
Fahad Priyadi, 2Erfan Subiyanta
1
Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 (UNTAG ’45), Jalan Perjuangan No.17, Cirebon 45132
2
Dosen Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 (UNTAG ’45), Jalan Perjuangan No.17, Cirebon 4513
email :
[email protected],
[email protected],
Kata kunci sensitifitas
Abstrak – Biogas merupakan renewable energy yang dapat dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak tanah dan gas alam. Akhir-akhir ini diversifikasi penggunaan energi menjadi isu yang sangat penting karena berkurangnya sumber bahan baku minyak. Pemanfaatan limbah pertanian untuk memproduksi biogas dapat memperkecil konsumsi sumber energi komersial seperti minyak tanah juga penggunaan kayu bakar. Biogas dihasilkan oleh proses pemecahan bahan limbah organik yang melibatkan aktifitas bakteri anaerob dalam kondisi anaerobic dalam suatu digester. Pada dasarnya proses pencernaan anaerob berlangsung atau tiga tahap yaitu hidrolisis, pengasaman, dan metagonik. Proses fermentasi memerlukan kondisi tertentu seperti rasio C : N, temperature, keasaman juga jenis digester yang dipergunakan.
:Biogas,
energi
terbarukan,
anaerobic,
Abstract – Biogas is a renewable energy which can be used as alternative fuel to replaced fossil fuel such as oil and natural gas. Recently, diversification on the use of energy increasingly become an important issues because the oil sources are depleting Utilization of agricultural wastes for biogas production can minimize the consumption of commercial energy source such as kerosene as well as the use of firewood. Biogas is generated by the process of organic material digestion by certain anaerobic bacteria activity in anaerobic digester. Anaerobic digestion process is basically carried out in three steps i.e. hydrolysis, acidogenic and metanogenic. Digestion process needs certain condition such as C : N ratio, temperature, acidity and also digester design. Based on the daily potential of cattle dung in Peternakan Sapi Perah dan Penggemukan “Sumber Makmur”which is used as raw material for biogas to analyze technical and economical calculation of biogas power plant that will be implemented.These result will be tested sensitivity to rate of return and payback period of investment to the impact of rising land price, electricity tariff and cost of operation and maintenance of biogas plant.
Berdasarkan potensi harian kotoran ternak sapi di Peternakan Sapi Perah dan Penggemaukan “Sumber Makmur” yang dimanfaatkan sebagai bahan baku biogas dilakukan analisis perhitungan teknis maupun ekonomis pembangkit listrik tenaga biogas yang akan diimplementasikan. Hasil tersebut akan diuji sensitifitas untuk tingkat pengembalian dan jangka waktu pengembalian modal investasi terhadap dampak kenaikan harga lahan, tarif listrik dan biaya operasi dan pemeliharaan pembangkit biogas.
I.
2
Key words :Biogas, renewable energy, anaerobic, sensitivity.
karena itu, untuk mengganti penggunaan energi tak terbarukan diperlukan sumber energi alternatif yang mampu mengurangi laju pemakaian energi fosil.
PENDAHULUAN
Kebutuhan akan penggunaan energi semakin meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk dan peningkatan konsumsi energi oleh masyarakat akibat penggunaan berbagai macam peralatan untuk menunjang kenyamanan dalam hidup. Sumber energi yang selama ini digunakan sebagian besar berasal dari bahan bakar fosil Seperti batubara, minyak bumi, gas alam dan lainlain. Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang proses terbentuknya memerlukan waktu jutaan tahun dan dapat dikatakan merupakan energi tak terbarukan. Selain merupakan energi tak terbarukan, penggunaan energi fosil mengakibatkan meningkatnya gas rumah kaca.Oleh
Indonesia sebagai negara tropis memiliki energi baru terbarukan yang melimpah sebagai energi alternatif pengganti energi fosil.Salah satu energi alternatif tersebut adalah pemanfaatan energi biogas.Biogas dapat dikategorikan sebagai bioenergi, karena energi yang dihasilkan berasal dari biomassa.Biomassa adalah materi organik berusia relatif muda yang berasal dari makhluk hidup atau produk dan limbah industri budidaya (pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, dan perikanan).Biogas adalah gas produksi akhir pencernaan/degradasi anaerobik (dalam lingkungan
53
tanpa oksigen) oleh bakteri menthanogen. Dan salah satu limbah yang dihasilkandari aktifitas kehidupan manusia adalah limbah dari usaha peternakan sapi yang terdiri dari feases, urine, gas dan sisa makanan ternak. Potensi limbah peternakan sebagai salah satu bahan baku pembuatan biogas dapat ditemukan di sentra-sentra peternakan, terutama peternakan dengan skala besar yang menghasilkan limbah dalam jumlah besar dan rutin. Di Indonesia cukup banyak kawasan peternakan sapi yang limbah kotoran sapinya belum dimnfaatkan sebagai pembangkit listrik secara optimum.
Metana (CH4) adalah komponen penting dan utama dari biogas karena merupakan bahan bakar yang berguna dan memiliki nilai kalor yang cukup tinggi, mempunyai sifat tidak berbau dan tidak berwarna. Jika gas yang dihasilkan dari proses fermentasi anaerobik ini dapat terbakar, berarti mengandung sedikitnya 45% gas methan. Untuk gas murni (100%) mempunyai nilai kalor 8900kkal/m3. Nilai kalor yang tinggi, biogas dapat digunakan untuk keperluan memasak, penerangan dana sumber pada penggerak mula (prime mover). Tabel 2.1. Tabel komposisi utama pada biogas
Limbah peternakan seperti feases, urine beserta sisa pakan ternak sapi merupakan salah satu sumber bahan yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan biogas.Biogas merupakan renewable energy yang dapat dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak tanah dan gas alam. Biogas juga sebagai salah satu jenis bioenergi yang didefinisikan sebagai gas yang dilepaskan jika bahan-bahan organik seperti kotoran ternak, kotoran sapi, jerami, sekam, dan daun-daun hasil sortiran sayur difermentasi atau mengalami proses metanisasi.
Nama Gas
Rumus Kimia
Jumlah (%)
1
Metha n
CH4
60-70
2
Ka rbon Dioka s ida
CO2
30-40
3
Nitrogen
N2
3
4
Hidrogen
H2
1-10
5
Oks igen
O2
3
6
Hidrogen Sulfida
H2S
5
Sumber : Meynel, 1976 B.
Bahan Penghasil Biogas
Kotoran hewan lebih sering dipilih sebagai bahan pembuat biogas karena ketersediaannya yang sangat besar diseluruh dunia.Bahan ini memiliki keseimbangan nutrisi, mudah diencerkan dan relatif dapat diproses secara biologi.Kisaran pemrosesan secara biologi antara 28-70% dari bahan organik tergantung dari pakannya. Selain itu kotoran segar lebih mudah diproses dibandingkan dengan kotoran yang lama dan atau yang telah dikeringkan, disebabkan karena hilangnya substrat volatile solid selama pengeringan. Pada umunya komposisi kotoran sapi memiliki karateristik yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Dalam kaitannya sebagai sumber energi alternatif pengganti energi fosil, biogas merupakan energi bersih yang mampu mengurangi produksi emisi gas rumah kaca.Adapun permasalahan yang akan dibahas adalah : 1. Apa yang dimaksud dengan biogas 2. Bagaimanakah pengolahan kotoran sapi menjadi energi biogas sebagai energi alternatif. 3. Bagaimanakah pemanfaatan biogas dari kotoran sapi sebagai energi alternatif.
II.
No
TEORI Tabel 2.2 Karateristik kotoran sapi
A. Biogas Biogas merupakan bahan bakar gas (biofuel) dan bahan bakar yang dapat diperbaharui (renewable fuel) yang dihasilkan secara anaerobic digestion atau fermentasi anaerob dari bahan organik dengan bantuan bakteri metana seperti Methanobacterium sp. Bahan yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan biogas yaitu bahan biodegradable seperti biomassa (bahan organik bukan fosil), kotoran, sampah padat hasil aktivitas perkotaan dan lain-lain. Akan tetapi, biogas biasanya dibuat dari kotoran ternak seperti sapi, kerbau, kambing, kuda, dan lain-lain. Kandungan utama biogas adalah gas metana (CH4) dengan konsentrasi sebesar 5080 vol. Gas dalam biogas yang dapat berperan sebagai bahan bakar yaitu gas metana (CH4), gas Hidrogen (H2), dan gas Karbon monoksida (CO).
No
Komponen
Massa (%)
1
Total padatan
3-6
2
Total padatan volatile (mudah menguap)
80-90
3
Total Kjedhal nirogen
2-4
4
Selulosa
15-20
5
Lignin
5-10
6 Hemilulosa Sumber : Kumbahan dan industri (1979)
20-25
C. Proses Pembentukan Biogas Proses pembentukan biogas dilakukan secara fermentasi yaitu proses terbentuknya gas metana dalam kondisi anaerob di dalam suatu digester sehingga akan dihasilkan gas Metana (CH4) dan gas Karbon dioksida (CO2) yang volumenya lebih besar dari gas Hidrogen
54
(H2), gas Nitrogen (N2), dan gas Hidrogen Sulfida (H2S). Proses fermentasi memerlukan waktu 7 sampai 10 hari untuk menghasilkan biogas dengan suhu optimum 35 0C dan pH optimum pada range 6,4-7,9. Bakteri pembentuk biogas yang digunakan yaitu bakteri anaerob seperti Methanobacterium, Methanobacillus, Methanococcus, dan Methanosarcina.
kira 10% dari volume digester. Sisa pengolahan bahan biogas berupa sludge secara otomatis akan keluar dari lubang pengeluaran (outlet) setiap kali dilakukan pengisian bahan biogas. Sisa hasil pengolahan bahan biogas tersebut dapat sebagai pupuk kandang/pupuk organik, baik dalam keadaan basah maupun kering.
Reaksi kimia pembentukan biogas (gasmetan) ada 3 tahap, yaitu : 1) Reaksi Hidrolisis/Tahap Pelarutan: Pada tahap ini bahan yang tidak larut seperti selulosa, polisakarida, dan lemak diubah menjadi bahan yang larut dalam air seperti karbonhidrat dan asam lemak.Tahap pelarutan berlangsung pada suhu 250C di digester. 2) ReaksiAsidogenik/Tahap Pengasaman: Pada tahap ini, bakteri asam menghasilkan asam asetat dalam suasan anaerob.Tahap ini berlangsung pada suhu 250C di digester.
E. Digester Biogas Untuk menghasilkan biogas, dibutuhkan pembangkit biogas yangdisebut digester. Pada digester terjadi proses penguraian material organik yangterjadi secara anaerob (tanpa oksigen). Reaktor biogas dapat diklasifikasikan berdasarkan susunan konstruksi penampung gas yaitu : 1) Kombinasi reactor / penampung gas :fixeddome dan fleksible bag. 2) Penampung gas terapung terdiri dari : tanpa sekat air dan dengan sekat air. 3) Penampung gas terpisah.
3) Reaksi Metagonik/Tahap Gasifikasi: Pada tahap ini, bakteri metana membentuk gas metana secara perlahan secara anaerob. Proses ini berlangsung selama 14 hari dengan suhu 250C di dalam digester. Pada proses ini akan dihasilkan 70% CH4, 30% CO2, sedikit H2 dan H2S D. Pengolahan Digester Cara Pengoperasian Unit Pengolahan (Digester) Biogas seperti terjabar dalam Seri Bioenergi Pedesaan Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian Direkrot Jenderal Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian Departemen Pertanian tahun 2009, sebagai berikut : 1) Buat campuran kotoran ternak dan air dengan perbandingan 1 : 2 (bahan biogas). 2) Masukkan bahan biogas ke dalam digester melalui lubang pengisian (inlet) hingga bahan yang dimasukkan ke digester ada sedikit yang keluar melalui lubang pengeluaran (outlet), selanjutnya akan berlangsung proses produksi biogas di dalam digester. 3) Setelah kurang lebih 8 hari biogas yang terbentuk di dalam digester sudah cukup banyak. Pada sistem pengolahan biogas yang menggunakan bahan plastik, penampung biogas akan terlihat mengembung dan mengeras karena adanya biogas yang dihasilkan. Biogas sudah dapat digunakan sebagai bahan bakar, kompor biogas dapat dioperasikan, 4) Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak kira-
Gambar 2.3.Macam-macam digester
F. Komponen Utama Biodigester Komponen utama pada digester sangat bervariasi, tergantung pada jenis digester yang digunakan. Tetapi secara umunya biodigester terdiri dari komponen-komponen utama sebagai berikut: 1. Saluran masuk slurry (kotoran segar). 2. Ruang digestion / ruang rermentasi. 3. Saluran keluar residu (sludge). 4. Tangki penyimpan gas. G. Komponen Pendukung Digester Selain empat komponen utama tersebut di atas, pada sebuah digester perlu ditambahkan beberapa komponen pendukung untuk menghasilkan biogas dalam jumlah banyak dan aman. Beberapa komponen pendukung adalah : 1) Katup pengaman tekanan (control valve). 2) Sistem pengaduk. 3) Saluran gas.
55
H. Perancangan Digester
Dari tabel di tersebut dapat diketahui jumlah potensi biogas yang dapat dihasilkan oleh limbah kotoran sapi yang berada di kandang peternakan melalui perhitungan sebagai berikut: 1. Jumlah sapi di peternakan yang berjumlah 13 ekor, dimana tiap ekor menghasilkan 25kg/hari. Maka,
Dari potensi yang ada dan memungkinkan untuk dirancang sutu digester untuk menghasilkan biogas. Perancangan digester dengan pertimbangan beberapa aspek tersebut 1. Temperature. 2. Derajat Keasaman (pH). 3. Rasio C/N bahan isian. 4. Kebutuhan Nutrisi. 5. Kadar Bahan Kering. 6. Pengadukan. 7. Zat Racun (Toxic). 8. Pengaruh Stater.
III.
A.
Konversi Energi Biogas dan Ketenagalisrikkan
Diketahui bahwa seekor sapi dengan bobot 450Kg dapat menghasilkan limbah berupa feases dan urine kurang lebih 25Kg/hari.Jumlah sapi yang dimiliki tiap peternak rata-rata 13 ekor.Jadi, apabila penelitian fokus kepada satu peternak, maka kotoran sapi yang dihasilkan adalah 13 x 25 = 325 kg/hari/peternak. Tabel 3.1. Populasi sapi yang ada di suatu kawasan peternakan sapi Jenis Sapi
Jumlah (Ekor)
1
Pedet Betina
30
2
Pedet Jantan
18
3
Dara
34
4
Jantan Muda
10
5
Laktasi
184
6
Kering Kandang
26
7
Jantan Dewasa
23
Total
Jenis
1 2 3 4 5 6 7
Gajah Sapi Kambing Ayam Itik Babi Domba
Banyak Tinja (kg/hari) 30 25-30 1.13 0.18 0.34 7 0.25-0.4
Kandungan Bahan Kering-BK 18 20 26 28 48 9 23
Bahan yang Dihasilkan (m³/kg.BK) 0.018-0.025 0.023-0.040 0.040-0.059 0.065-0.116 0.065-0.116 0.040-0.059 0.020-0.028
produksi kotoran sapi perhari: 13 x 25 = 325kg/hari. 2. Kandungan bahan kering (BK) untuk kotoran sapi adalah 20%, maka kandungan bahan kering total adalah: 325 x 0.20 = 65kg-BK. 3. Sehingga, potensi biogas dari kotoran sapi adalah sebesar: 65 x 0.04 = 2.6m3/hari. Berdasarkan sumber Departemen Pertanian, untuk mengetahui konversi biogas menjadi energi lain, dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 3.3 Tabel konversi biogas menjadi energi lain
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
No
No
Energi 1m³ biogas
No
Penggunaan
1
Penerangan
Lampu 60-100Watt selama 6 jam
2
Memasak
Memasak 3 jenis makanan untuk 5-6 orang
3
Tenaga
Menjalankan motor 1 hp selama 2 jam
4
Listrik
4.7Kwh energi listrik
(Sumber : Suriawiria, Menuai Biogas dari Limbah, Departemen Pertanian, 2005) [4]
Dengan demikian potensi energi listrik yang dihasilkan dari limbah kotoran sapi dari satu peternakan yang memiliki 13 ekor sapi adalah sebagai berikut: 2.6m3 x 4.7 Kwh = 12.22 Kwh/hari, dengan daya =
12.22 24
= 0,509 Kw.
Dengan kapasitas 12.22 kWh/hari maka biogas dari kotoran sapi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan milik satu peternak 13 ekor sapi perah.
325
Untuk mengetahui proses konversi kotoran sapi menjadi biogas dapat dilihat dari tabel berikut yang didapatkan dari Balai Besar Pengembangan Mekanisme Pertanian Badan Litbang Pertanian, Departemen Pertanian. Tabel 3.2 Kandungan Bahan Kering dan Volume Gas yang Dihasilkan Tiap Jenis Kotoran. Sumber:Balai Besar Pengembangan Mekanisme Pertanian Badan Litbang Pertanian,Departemen Pertanian, 2008
56
B.
Generator Biogas
metan selama =
509 1200
= 0.424 hari. Jadi penampung gas
dapat menampung gas metan selama 0.424 hari. Adapun biogas yang dibutuhkan untuk menyalakan genset selama 24 jam berdasarkan minimal konsumsi biogas yang tertera pada spesifikasi genset (1.46m3/hour) adalah = 24 jam x 1.46m3/hour = 35.04m3/hari Sementara itu biogas yang dihasilkan 13 ekor sapi adalah 2.6m3 dalam 24 jam. Jadi proses pembentukan biogas untuk menghasilkan sumber penggerak generator minimal 35.04m3 pemakaian 24 jam diperlukan waktu selama :
35.04𝑚 3 2.6𝑚 3
= 13.47 hari.
Lamanya generator set (genset) beroperasi untuk volume biogas 2.6m3 dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut
Gambar 3.1 Generator Biogas [10]
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝐵𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠
Adapun spesifikasi generator digunakan adalah sebagai berikut:
biogas
𝐵𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝐺𝑒𝑛𝑠𝑒𝑡
yang
C.
= 1.78 hari.
Pada gambar di bawah ini, dapat dilihat layout rancangan sederhana dari instalasi pembangkit listrik biogas yang akan digunakan.
4-Stroke Features
2.6 1.46
Perancangan Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas
Tabel 3.4. Spesifikasi generator biogas yang direncanakan Single Cylinder
=
OHV Forced Air-cooled Single Phase Ac Synchronization with Brush Altenator
AC Voltage
230V
AC Output / Max
Running Power : 1200 Watt
Frequency Starting System Fuel Fuel Capacity Weight
Peak Power
: 1300 Watt
50 / 60 Hz Recoil Start / Electric Start Biogas 0.55 Liter
Gambar 3.2 Layout Rancangan Sederhana Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas
65 Kg
Penjelasan singkat dari rancangan instalasi tersebut adalah:
Other Min. Fuel Consumption : 1.46m³/hour Sumber: Bhinneka.com [10]
1.
Dengan asumsi generator biogas akan dioperasikan selama 24 jam sehari, maka energy keluaran dari pembangkit listrik tenaga biogas ini adalah:
2.
Energi
= Daya x waktu (t) = 1200 watt x 24 jam = 28.800 Wh Kemampuan digester dengan daya 0.509 kW = 509 Watt digester tersebut mampu untuk generator yang mempunyai kemampuan 1200 Watt. Bila menggunakan mesin generator dengan kapasitas 1200 Watt dengan kemampuan 509 Watt digester dapat menampung gas
3.
4.
5.
57
Kotoran ternak dialirkan menuju Reaktor (Digester) melalui saluran masuk (inlet). Sebelum masuk digester, kotoran ternak dicampur dengan air dengan perbandingan 1:2 dengan menggunakan pengaduk mekanis. Kemudian gas yang dihasilkan dari campuran kotoran dan air dialirkan menuju penampung gas, dengan diatur oleh valve pengatur tekanan. Penampung gas dibuat lebih dari satu agar biogas yang dihasilkan bisa digunakan untuk lebih dari satu fungsi. Biogas dari penampung gas biasa digunakan untuk menyalakan lampu petromaks, kompor gas, dan
6.
D.
generator biogas untuk kemudian menyalakan peralatan listrik. Zat sisa proses Digesterisasi dapat digunakan langsung sebagai pupuk kandang atau diolah menjadi pupuk urea kemasan yang siap dijual.
6) 7)
Komponen-komponen listrik tenaga biogas antara lain:
8)
1) Saluran Masuk Slurry (Kotoran Segar dan Air ): Saluran ini digunakan untuk memasukkan slurrysebagai bahan utama ke dalam reactor (digester). 2) Sistem Pengaduk : Sistem pengadukan yangpaling mungkin dilakukan agar kotoran segar danair tercampur secara sempurna adalah denganpengadukan mekanis. 3)
4)
5)
Saluran Gas : Saluran gas ini disarankan terbuat dari polimer untuk menghindari korosi. Penampungan Gas : Penampung gas adalah sebuah ruang kedap udara yang digunakan sebagai tempat penyimpanan biogas yang telah dihasilkan oleh proses biodigester sebelum disalurkan ke kompor atau genset biogas. Generator (Genset) Biogas : Generator biogas yang akan digunakan diadalah generator dengandaya keluaran 1.2 kW sesuai dengan potensi biogas yang bisa mencapai 12.22 kWh/hari atau 0.509 kiloWatt perjamnya.
IV.
ASPEK EKONOMI PEMBANGKIT BIOGAS
Aspek ekonomi dari pembangkit yang dibahas terdiri dari : 1. Biaya investasi. 2. Biaya operasi dan perawatan (O&M cost). 3. Harga jual listrik.
Reaktor (Digester) : Reaktor yang digunakan untuk pembangkitan biogas menggunakanTipe Kubah (fixed dome) dikarenakan model ini merupakan model yang paling popular di Indonesia, dimana instalasi digester dibuat di dalam tanah dengan konstruksi permanen. Selain menghemat tempat/lahan, pembuatan digester di dalam tanah juga berguna mempertahankan suhu digester stabil dan mendukung pertumbuhan bakteri menthanogen, tekanan yang dihasilkan lebih stabil, dan mempunyai harga yang relatif lebih murah dan umurnya cukup panjang.
A. Biaya Investasi Biaya investasi adalah biaya yang dikeluarkan pada awal usaha untuk memenuhi kebutuhan saran dan prasarana yang dibutuhkan untuk mewujudkan suatu proyek.Pada pembuatan proyek instalasi biogas, biaya investasi dikeluarkan pada awal proyek secara keseluruhan.Umur ekonomis dari instalasi biogas adalah 15 tahun.Hal ini dapat dilihat dari kondisi bangunan serta peralatan yang dipakai yang diperkirakan dengan perawatan dapat bertahan selama 15 tahun.
Saluran Keluaran Residu : Saluran ini digunakan untuk mengeluarkan kotoranyang telah difermentasi oleh bakteri.Saluran inibekerja berdasarkan prinsip kesetimbangan tekananhidrostatik.Residu yang keluar pertama kalimerupakan slurry masukan yang pertama setelahwaktu retensi. Sesuai penjelasan sebelumnya, sisapengolahan kotoran ini masih bisa digunakansebagai pupuk kompos yang baik bagi tanamankarena terjadi penurunan COD sehingga kotoranmengandung lebih sedikit bakteri patogen sehinggaaman untuk pemupukan sayuran atau buah,terutama untuk konsumsi segar.
Tabel 4.1 Perkiraan biaya investasi sebuah pembangkit biogas
B. Biaya Operasi dan Perawatan (O&M cost)
Katup Pengaman Tekanan (Control Valve) : Katup pengaman ini digunakan sebagai pengaturtekanan gas dalam biodigester. Katup pengamanini menggunakan prinsip pipa T, bila tekanan gasdalam saluran gas lebih tinggi dari kolom air, makagas akan keluar melalui pipa T, sehingga tekanandalam biodigester akan turun.
Biaya operasi dan pemeliharaan biasanya terdiri dari biaya tenaga kerja dan biaya pemeliharaan, antara lain : 1. Akusisi (pembelian, pengumpulan, dan transfortasi) dari kotoran sapi. 2. Pasokan air untuk membersihkan dan pencampuran substrat.
58
3. 4. 5. 6.
Pengawasan, pemeliharaan, dan perbaikan digester. Penyimpanan dan pembuangan lumpur tersebut. Distribusi gas dan pemanfaatannya. Administrasi.
Pemakaian listrik dalam 1 tahun adalah 422 x 12 = 5.064 kWh/th.
Tabel 4.2 Perkiraan biaya pemeliharaan sebuah pembangkit biogas
Harga Jual
=
Harga Jual
=
Harga Jual
𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑃𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖𝑡 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑅𝑝 .8.900.000 5.064
= Rp. 1.757,50
Jadi harga jual Listrik dalam 1 tahun dengan menggunakan PLTBG (Pembangkit Listrk Tenaga Biogas) di daerah Peternakan Sapi Perah dan Penggemukan “Sumber Makmur”. Kecamatan Tanah Sereal, Kelurahan Kebon Pedes, Kota Bogor adalah Rp. 1.757,50.
V. C. Harga Jual Listrik Pertahun Energi yang dhasilkan apabila generator beroperasi dengan daya 1200 watt. Daya = 1200 watt Dengan waktu 24 jam energi adalah Energi = Daya x Waktu (t) Energi = 1200 watt x 24 jam = 28.800 watt/hari Jadi energi yang dihasilkan generator dengan daya 1200 watt yang beroperasi selama 24 adalah 28.800 watt/hari. Sesuai dengan Peraturan Menteri ESDM Nomor 27 tahun 2014 harga jual Biogas sebesar Rp. 1.050 perKwh. Sesuai dengan Peraturan Menteri ESDM Nomor 27 tahun 2014 harga jual Biogas sebesar Rp. 1.050 perKwh. Pemasangan instalasi biogas ini dimaksimalkan untuk 3 rumah, dengan masing-masing rumah menggunakan daya yang berbeda-beda dalam 1 bulan, yaitu : 1. 142 kWh. 2. 134 kWh. 3. 140 kWh. Jadi total pemakaian listrik untuk 3 rumah dalam 1 bulan adalah 422 kWh.
A.
422 30
16
2.
Dengan daya sebesar 0.509 kW = 509 Watt digester mampu untuk generator yang mempunyai kapasitas 1200 Watt, dengan kemampuan digester menampung gas metan selama 4.2 hari.
3.
Dengan harga jual listrik Rp.1.757,50/kWh.
B.
Saran 1.
Perlu diadakan pergantian dari bahan bakar fosil ke bahan bakar terbarukan untuk mengatasi permasalah krisis energi listrik.
2.
Perlunya penelitian lebih lanjut tentang pemanfaatan energi terbarukan untuk pembangkit listrik sehingga didapatkan alternatif untuk diversifikasi dan mendapatkan harga energi yang lebih kompetitif untuk jangka panjang.
= 14.06 kWh/hari.
Untuk pemakaian biogas dilakukan selama 16 jam = 14.06
Kesimpulan
Melalui proses digestifikasi anaerobik, kotoran ternak sapi di satu kawasan peternakan sapi dapat dimanfaatkan menjadi energi primer untuk pembangkit listrik tenaga biogas. Dengan rata-rata produksi kotoran sapi 325 kg/hari menghasilkan produksi biogas sebesar 12.22 kWh/hari potensi tersebut menghasilkan daya keluaran sebesar 0.509 kW. Dari hasil penelitian diatas didapatkan beberapa kesimpulan mengenai pemanfaatan kotoran sapi di suatu kawasan peternak sapi antara lain : 1. Dengan potensi ternak 13 ekor sapi menghasilkan energi listrik 0.509 kW.
Pemakaian listrik dalam 1 hari yaitu :
KESIMPULAN DAN SARAN
= 0.878 kW,
0.878 kW = 878 watt/hari. Daya yang terpasang pada rangkaian 1 rumah yaitu 878 watt/hari.
59
[6] Kajian Indonesia Energy Outlook, Pusat Data dan Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, 2012.
UCAPAN TERIMA KASIH
[7] Waskito, Didit, Analisa Pembangkit Listrik Tenaga Biogas dengan Kotoran Sapi di Kawasan Ternak Sapi, Universitas Indonesia, 2011.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dan selama belajar di Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Cirebon, saya banyak mendapatkan bantuan, dorongan baik moril maupun spiritual dan informasi dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Dr.Ir.Hery Sonawan., MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945. 2. Bapak Agus Siswanto, S.T., MT Ka.Prodi Teknik Elektro yang telah meluang-kan waktu untuk memberikan bimbingan, dukungan, semangat, koreksi dan nasehatnya. 3. Bapak Erfan Subiyanta,S.T., M.Eng selaku dosen pembimbing 1 dan Bapak H. Sugeng Suprijadi, S.T.,MT selaku dosen pembimbing 2 atas segala bantuan baik berupa bimbingan, diskusi, arahan, waktu serta ilmu yang bermanfaat yang telah diberikan. 4. Bapak H.Komarudin selaku pengurus Kelompok Peternakan Sapi Perah dan Penggemukan “Sumber Makmur”, Kecamatan Tanah Sereal, Kelurahan Kebon Pedes, Kota Bogor. 5. Orang tua tercinta yang selalu memberikan dorongan dan memberikan kasih sayang, semangat , doa yang tiada hentinya dan banyak nasehat disaat saya belajar sehingga sampai selasainya penyusunan Tugas Akhir ini . 6. Seluruh civitas Universitas 17 Agustus 1945 Cirebon atas semua ilmu yang bermanfaat yang telah diberikan kepada saya .
[8] Hanif, Andi, Studi Pemanfaatan Biogas Sebagai Pembangkit Listrik 10Kw Kelompok Tani Mekarsari Desa Dander Bojonegoro Menuju Desa Mandiri Energi, ITS, 2010. [9] Feber Suhendra, The Usage of Biogas Technology to Reduce Livestock Pollutant in Bali on Clean Development Mechanism, Mulya Tiara Nusa, 2008. [10] www.Bhinneka.com [11] Peraturan Menteri ESDM Nomor 27 tahun 2014
DAFTAR PUSTAKA [1] Pengaruh suhu dan C/N rasio terhadap reaksi biogas berbahan baku sampah organik, Endang Sulistiawati, Skripsi Institut Pertanian Bogor, 2008. [2] Analisis Potensi Biogas untuk menghasilkan energy listrik dan termal pada gedung komersil di daerah perkotaan, Budiman R. Saragih, Thesis Universitas Indonesia, 2010. [3] Peraturan Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor 9 Tahun 2014, Tarif Tenaga Listrik yang Disediakan oleh Perusahaan Perseroan (Persero) PT. Perusahaan Listrik Negara, 2014. [4] Suriawiria, Menuai Biogas dari Limbah, 2005. [5] Rekayasa dan Pengujian Reaktor Biogas Skala Kelompok Tani Ternak, Teguh Wikan Widodo, Ahmad Asari, Ana.N, dan Erlita.R, 2006.
60
