12 - biomassa.pdf
DESCRIPTION
kjnTRANSCRIPT
1
ENERGI BIOMASAENERGI BIOMASA
• Tumbuh-tumbuhan• Limbah padat tumbuh-tumbuhan
• Biogas• Algae
2
SUMBER ENERGI BIOMASA
POTENSI SUMBER DAYA BIOMASA�DAPAT DIPERBARUI (RENEWABLE)�BERKELANJUTAN SELAMA PRODUKSINYA DIPERTAHANKAN�TERDAPAT KURANG LEBIH 300,000 SPESIES TANAMAN
YANG DAPAT DIMANFAATKAN SEBAGAI SUMBER ENERGI BIOMASA.
�DI PERMUKAAN BUMI TERDAPAT 1,800 MILYARD TON C SEBAGAI STOCK RESOURCES (HANYA 170 MILYARD TON/TAHUN CARBON DALAM BENTUK SIKLUS CARBON TERTUTUP DAN CO2 NETRAL) YANG TERDISTRUBUSI SECARA MERATA DIPERMUKAAN BUMI.
REKAYASA PRODUKSI SUMBER DAYA BIOMASA�UNTUK MENGHASILKAN BIOMASA DIBUTUHKAN SEJUMLAH
ENERGI (DALAM PERTANIAN ENERGI YANG DIPERLUKAN LANGSUNG DAN TIDAK LANGSUNG)
GAMBARAN UMUM ENERGI BIOMASA
PENTING
Jumlah 80% dari nergi terbarukan dunia
Kebanyakan orang diBelahan dunia lain
Menggunakan biomasa untukMemasak dan memanaskan
3
KELEBIHAN
Murah
Siap pakai
Hampir tersedia secara lokal
KEKURANGAN
Beresiko bagi kesehatan
Beban kerja tinggi
Adanya emisi CO2
Memungkinnya degradasi lahan
PENGGUNAAN DI BEBERAPA NEGARA(Juta Jiwa)
2000 2030
China 706 645
India 585 632
Other Asia 420 456
Sub-Sahara Africa 583 996
Latin America 96 72
4
ENERGI BIOMASA
ETHANOLBIODIESEL
CAIRAN
CH4GAS PIROLISA
GAS
KAYU BAKARARANG KAYUSEKAM PADI
PADATAN
BAHAN BAKAR BIOMASA
ELEKTRIK, MEKANIK,PANAS
ENERGI PLANTATION SEBAGAI ISSUE YANG PENTING DAN STRATEGIS DALAM ERA
GATT,AFTA,NAFTA
ENERGI BIOMASSA ~ bioEnergy
• Energi Biomassa, adalah energi turunan yang diperoleh dari bahanorganik
• Penggunaan energi ini, secara signifikan dapat mengurangi emisigas (rumah kaca)
• Komponen bahan organik dari limbah industri dan perkotaan, tanaman, limbah pertanian/hasil hutan, limbah rumah tangga danTPS/TPA dapat menjadi sumber yang efeisien untuk energiBiomassa
• Plant yang disediakan bagi pengembangan energi biomassa, semakin berkembang dan luas. – China menargetkan 13,5 juta hektar bagi fuel wood pada tahun 2010– Brazil, menyediakan 3 juta hektar tanaman eukaliptus untuk kebutuhan
bahan bakar arang– Swedia, 16.000 hektar untuk pohon willow untuk menghasilkan energi– US, 50.000 hektar lahan pertanian telah dikonversi menjadi wood plant
dan akan semakin luas hingga 4 juta hektar pada 2020
5
PEMANFAATAN ENERGI BIOMASA
Meningkatkan pasokan energi bersih
Meningkatkan ekonomi desa
Meningkatkan perlindungan lingkungan
& pembangunan berkelanjutan
Jerami 650 Mton, 50% dapat digunakan
sebagai energi setara
210 MTCE
Jerami 650 Mton, 50% dapat digunakan
sebagai energi setara
210 MTCE
Limbah industri kayu : 270Mton, 30% dapat
digunakan sebagai energi, setara 50MTCE
Limbah industri kayu : 270Mton, 30% dapat
digunakan sebagai energi, setara 50MTCE
Biogas dari peternakan100MTCE
Biogas dari peternakan100MTCE
Limbah rumah tangga 155 Mton, setara 25MTCE
Limbah rumah tangga 155 Mton, setara 25MTCE
Potensi Biomasa
Di China
385 MTCE
Potensi Biomasa
Di China
385 MTCE
1.Contoh Kasus Pemanfaatan Energi
Biomasa Di China
1.Contoh Kasus Pemanfaatan Energi
Biomasa Di China
•Chuangzhi Wu and Haibin LI•Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese A cademy of Sciences
6
Limbah Vegetable Oil
Limbah lemak dan minyak1 juta ton/tahun
Minyak biji kapasMinyak KelapaMinyak Jarak
Minyak KemiriMinyak Sawit
Biodiesel: 2 juta ton/tahun
a. Waste materialLarge amount-clean energy
b. Energy cropsScale-up
c. Non-edible speciesFood security-Marginal land for production
Tipe Biomasa DASAR PENGGUNAAN
Marginal land Marginal land Marginal land Marginal land developmentdevelopmentdevelopmentdevelopment----
Protect existing cropland, Protect existing cropland, Protect existing cropland, Protect existing cropland, forest and grasslandforest and grasslandforest and grasslandforest and grassland
Development of energy crop Development of energy crop Development of energy crop Development of energy crop agriculture and energy forest agriculture and energy forest agriculture and energy forest agriculture and energy forest industryindustryindustryindustry----enlarge the supply of enlarge the supply of enlarge the supply of enlarge the supply of biomass resourcebiomass resourcebiomass resourcebiomass resource
Priority: Priority: Priority: Priority: Resource utilization and Resource utilization and Resource utilization and Resource utilization and environmental protectionenvironmental protectionenvironmental protectionenvironmental protection
•Chuangzhi Wu and Haibin LI•Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese A cademy of Sciences
7
AAPembangkit Listrik
BBBahan bakar cair
CC
Bahan bakar gas
DD
Bahan bakar pelet
Pemanfaatan Energi BiomasaPemanfaatan Energi Biomasa
Component separation
Non-edible oil & fat
Hydrolysis
Pretreatment
Fermentation
Esterify
Pyrolysis & catalytic cracking
Gasification
Product separation
Refining
Heat & Power
Liquid fuel
Chemicals
CH4/H2
Power
Synthesis
Combustion
Residue
Separation
Microbe
Gas fuelNon-edible sugar and
starch
Cellulose
ROADMAP TEKNOLOGI BIOMASA
High moisture content biomass
8
EtheneAcetic acid
Heat/Power
SiO2
Fertilizer
TeknologiTeknologi KonversiKonversi BioBio
Feedingstuff
Straw & sugar crops
Ethanol
Butanol……H2
CH4
Pre
-tr
eatm
e nt
Hy d
rol y
sis
Sep
arat
ion
&
Con
cent
ratin
g
Che
mic
al
conv
ersi
on
Com
bust
ion
Residue
Cellulose enzyme
Residue
Drying
Bacteria reconstruction
Micro-algae
Ste
pp
ed
Fer
men
tati
on
Syn
chro
ferm
enta
tion
So
l id b
iom
ass
Pyrolysisliquefaction
Catalytic de-oxygen liquefaction
Bio-oil
Fuel gas
Separation Chemicals
Chemical modulation
Boiler Fuel
Catalytic synthesis
Combustion
Diesel
Gasoline
Heat & Power
Methanol
TeknologiTeknologi konversikonversi biomasabiomasa padatpadat keke kimiakimia termaltermal
Fractionation
DME
CH4GasificationH2
Syngas
Reforming
RefiningVehicle fuel
9
Lipi
d ab
stra
ctio
n
Feedingstuff
Glycol……
Oil
plan
t &
alg
ae
Oth
er li
pid
High value conversion
Esterification
acetone
Chemicals Enzyme
Se p
arat
ion
Catalyst
Fertilizer
High value conversion Medicine
……
Technologies for biodiesel
BiodieselLipid
Residue
Glycerin
POTENSI BIOMASA
10
Penggunaan Biomassa
• Walaupun pembakaran biomassa, akan samamenghasilkan CO2 (seperti juga BB Fosil), namunsecara keseluruhan, kesetimbangan kimia di alam akanberbeda. Setiap dikembangkannya plant baru, secaraaktual CO2 di alam akan diserap oleh tanaman, sehingga net emisi CO2 bisa NOL selama penanamantanaman terus dilakukan untuk kebutuhan energibiomassa
• Penggunaan biomassa secara langsung (dibakar) sangat tidak efisien
• Konversi biomassa padat menjadi BB gas atau BB cairdengan memanaskannya dalam O2 terbatas terlebihdahulu, aan meningkatkan nilai kalor dan pada akhirnyaakan meningkatkan efisiensi
HAMBATAN-HAMBATAN KUNCI PRODUKSI UNTUK ENERGI BIOMASSA MELIPUTI
• Penghalang Teknis : biaya investasi yang tinggiberdedikasi perkebunan, dan rendahnya produktivitasbiomassa.
• Penghalang Keuangan : kurangnya investasi di sektorkehutanan, kesulitan dalam mengakses keuangan, dankurangnya insentif.
• Penghalang Kelembagaan : kurangnya koordinasi antaraberbagai instansi pemerintah, kurangnya mekanismeuntuk interaksi dengan sektor swasta, tidak adanya agenyang ditunjuk untuk mempromosikan energi biomassa / perkebunan dan kurangnya akses terhadap keahlian diperkebunan di lahan rusak
• Penghaang Kebijakan : jelas, dan tidak mendukungkebijakan pemerintah yang bias dan tidak adanyastrategi atau prioritas nasional untuk mempromosikanpenggunaan energi biomassa.
11
Proses konversi biomasa
Pirolisis dan Gasifikasi• Proses pirolisis, mengacu pada proses dimana bahan
BIOMASSA diberi temperatur tinggi dalam keadaan tanpaudara dengan maksud agar terjadi dekomposisi (prosespengarangan)
• Hasil akhir dari proses ini adalah campuran dari Padatan(char), cairan (oxygenated oils) dan gas (methane, carbon monoxide, and carbon dioxide).
• Pirolisis biasanya menjadi tahap awal dari proses gasifikasi• Teknologi gasifikasi biomassa, menjadi subjek yang menarik
secara komersial pada beberapa dekade terakhir.• Proses gasifikasi dilakukan dengan memanaskan biomassa
dalam keadaan dimana biomassa padatan dipecah menjadibentuk yang mudah terbakar sebagai gas rendah-kalori.
• Gas hasil gasifikasi ini kemudian dibersihkan dan difilter untukmenghilangkan kandungan kimianya.
• Dalam penggunaannya, gas lebih memiliki efisiensi yang lebihbaik dalam sistem pembangkit gas turbin untuk menghasilkanlistrik.
12
• Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik dengan pemanasan. • Pirolisis adalah kasus khusus dari thermolysis terkait dengan proses kimia terjadi
secara spontan pada temperatur tinggi (misalnya, di atas 300 °C
Directorate General of Electricity and Energy UtilizationRepublic of Indonesia
13
Gasifikasi untuk menghasilkan tenaga
Alur Hasifikasi dari panas menjadi sumber tenaga (energi)
TEKNOLOGI TUNGKU …..
14
Efisiensi tungkuPersamaan reaksi secara umum dituliskan sbb.:
C3H8(g) + 5 O2(g) --> 3 CO2(g) + 4 H2O(g)
Tabel1. Komposisi dan nilai kalor beberapa bahan bakar
14400-174000.3-37-22-34- 423-535 - 45Kayukering
2900312--184Batu bara
AbuH2OSO-NHCNilai Kalor (kj/kg)
Komposisi (%berat)
Bahan Bakar
Pertamina:NILAI KALORI BAHAN BAKAR PADA UMUMNYA ANTARA 18300~19800BTU/LB ATAU 10160~11000 KCAL/KG
Pengukuran efisiensi tungku dan penggunaan panas efektifuntuk memasak dilakukan dengan menentukan nilai-nilai benikut (lihatgambar):
15
A
q4Teσ
σ
E = =
dengan e = emisivitas benda
= nilai tetapan Stefan-Boltzmann(1730.10-12 Btu / ft2 hr 0F)
T= temperatur absolut benda
GGGG ATQ 4..σε=
∑ 3..1LQ
∑ 5..1LQ
Parameter pengukuran1.Panas pembakaran (QG) dengan Pendekatan
1.Komponen Panas Hilang-QL1 = U1.A1.T1-QL2 = K2.A2.T2-QL3 = M3.Cp5.TG-QL4 = h4.A4.T4-QL5 = M5.Cp5.TG
2.Panas Efektif dan Efesien tungku
Qe1 = QG-
Ef1 = Qe1/QGPanas Efektif dan Efesien memasak
Qe2 = QG -
atau Qe2 = Qe1 - (QL4+QL5)Ef2 = Qe2/Qe1
Efisiensi system (total)EfT = Qe2 / QG