TEKNOLOGI BIOMASSA MENJADI BIOENERGI

Saat ini ketersediaan energi fosil, khususnya minyak bumi semakin berkurang. Pasca krisis energi yang mencapai puncaknya pada tahun 1970-an, dunia kini dihadapkan pada kenyataan bahwa cadangan minyak bumi, salah satu basis utama produksi energi, terus mengalami penurunan. Di masa depan, energi dunia berada dalam bahaya, karena semakin sulitnya mencari sumber energi dari fosil. Penelitian yang dilakukan menyatakan bahwa konsumsi yang tinggi dan pertumbuhan penduduk yang berambah di masa depan membuat pasokan energi fosil, khususnya minyak, tidak dapat memenuhi permintaan kebutuhan energi. Para ahli percaya bahwa dengan tingkat konsumsi saat ini, energi fosil diperkirakan akan habis. Minyak akan habis dalam 30 tahun pada tahun 2052, gas alam dalam 40 tahun pada tahun 2060, dan batu bara dalam 70 tahun pada tahun 2090, seperti yang terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Cadangan Energi Masa Depan Untuk Batubara, Gas, dan Minyak

(Sumber : https://mahb.stanford.edu/)

Faktanya masyarakat telah menggunakan biomassa sebagai sumber energi bahkan sebelum bahan bakar fosil diperkenalkan. Namun, ketika masyarakat beralih menggunakan minyak, gas alam, atau batu bara untuk produksi energi, penggunaan biomassa mulai ditinggalkan dalam kehidupan manusia. Biomassa merupakan bahan organik yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan. Bahan organik ini dapat berasal dari tumbuhan, hewan atau mikroorganisme. Jenis energi ini dapat digunakan untuk menghasilkan listrik, panas, dan bahan bakar cair. Indonesia memiliki ketersediaan biomassa sebagai sumber energi dalam jumlah besar. Potensi biomassa tahunan sebesar 146,7 juta ton. Sementara itu, potensi biomassa yang diperoleh dari sampah pada tahun 2020 diperkirakan mencapai 53,7 juta ton. Maka dari itu, transisi energi dari energi yang tidak terbarukan menjadi energi yang terbarukan sangat diperlukan pada masa krisis perubahan iklim seperti saat ini. Berikut adalah teknologi konversi biologi yang dijelaskan pada gambar 2 untuk mengubah biomassa menjadi bioenergi.

Gambar 2. Teknologi Konversi Biomassa

Pengolahan biomassa menjadi bioenergi dapat dilakukan dalam tiga cara:

1.     Pembakaran biomassa padat

2.     Produksi bahan bakar gas dari biomassa

3.     Produksi bahan bakar cair dari biomassa

Cara yang pertama adalah pembakaran, biomassa yang digunakan bisa apa saja, namun biasanya merupakan sisa hasil hutan dan pertanian, batu bara, atau sampah kota.

Gambar 3. Pembangkit Listrik Tenaga Sampah dengan Filter Abu

Cara kedua yaitu produksi biomassa dalam bentuk gas. Hasil yang diperoleh dari produk biogas ini dapat digunakan sebagai bahan bakar pembakaran dalam mesin dan turbin gas selain pembakaran/pemanasan konvensional. Konversi ke dalam bentuk gas dapat dilakukan melalui proses biokimia dan termokimia. Untuk proses biokimia, digunakan anaerob yang kemudian akan memecah materi organik ke dalam senyawa gula, dan kemudian menjadi zat asam, hasil akhirnya adalah gas. Pada proses termokimia tidak jauh berbeda dengan gasifikasi batu bara, hanya saja biomassa yang menjadi sasarannya (objek utama). Proses gasifikasi menghasilkan gas sintesis, kombinasi hidrokarbon dan hidrogen terbentuk dalam kondisi tertentu. Dari gas sintesis ini hampir seluruh hidrokarbon, bensin sintesis dan bahkan hidrogen murni dapat dibentuk (yang nantinya dapat digunakan pada fuel cell).

Cara ketiga adalah memproduksi biofuell cair dari biomassa. Fokus terbesar pengembangan bioenergi adalah biofuell sebagai pengganti bahan bakar minyak bumi. Penggunaan bahan bakar minyak dapat dikelompokkan menjadi tigas jenis biofuell yaitu:

1.     Bioetanol

2.     Biodiesel

3.     Bio-Oil

Konversi biomassa secara biologi menggunakan mikroba dalam menghasilkan bahan bakar. Penerapan lain dari energi biomassa adalah proses biokimia seperti hidrolisis, fermentasi dan pencemaran anaerobik. Anaerobik digestion adalah penguraian bahan organik atau selulosa diubah menjadi CH₄ dan gas lainnya melalui proses biokimia. Tahapan proses pencernaan anaerobik dituju pada Gambar 4. 

Gambar 4. Proses Pencernaan Anaerobik

Selain anaerobik digestion, produksi etanol dari biomassa diklasifikasikan sebagai konversi biokimia. Biomassa yang mengandung karbohidrat atau glukosa dapat difermentasi untuk dipecah menjadi etanol dan CO2. Namun karbohidrat harus terlebih dahulu mengalami penguraian (hidrolisis) untuk menjadi glukosa. Etanol yang difermentasi biasanya memiliki kandungan air yang tinggi dan tidak cocok untuk digunakan sebagai pengganti bahan bakar bensin. Etanol ini harus disuling sehingga kandungan etanol mencapai 99.5%.