BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Penggunaan pembangkit listrik tenaga angin secara prinsipnya memiliki beberapa keuntungan

yaitu karena sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti eksploitasi sumber energi ini tidak akan

membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar fosil.

Oleh karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di masa

depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan, dimana

penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti ke lingkungan.

Disamping keuntungan yang diberikan oleh pembangkit listrik tenaga angin, terdapat dampak

buruk yang dihasilkan. Di antaranya adalah derau frekuensi rendah, dampak visual, penggunaan

lahan terbuka hijau, emisi karbon ke lingkungan dari manufaktur komponen dan yang kurang

diperhatikan adalah adanya perubahan iklim local maupun global dan perubahan turbulensi

angin dan kekuatan angin di wilayah lokal maupun global.

Perubahan iklim dan turbulensi angin ini sudah termasuk kerusakan lingkungan. Adanya

perubahan keadaan fisis maupun nonfisis lingkungan dapat menyangkut keselamatan,

kesehatan, dan kelangsungan hidup kita. Setiap makhluk hidup dituntut untuk mampu

berperan serta dalam menyelesaikan masalah kerusakan lingkungan ini, termasuk kita.

Kepedulian kita terhadap lingkungan bisa dimulai dari hal yang sederhana hingga lebih luas

lagi..

Untuk meminimalisir dampak buruk ini, tentunya kita harus mengetahui sumber penyebabnya,

bagaimana prosesnya terjadi, dan bagaimana langkah yang harus dilakukan untuk

meminimalisir dampak buruk dari pembangkit listrik tenaga angin ini.

Sehubungan dengan hal tersebut, maka dalam hal ini saya menyusun makalah yang mengambil tema “Tenaga Angin” agar kita dapat mengetahui lebih jauh lagi dampak-dampak buruk, bagaimana dampak tersebut bisa terjadi dan bagaimana cara meminimalisirnya.

Perumusan Masalah

Berdasarkan pada latar belakang yang telas dijelaskan, maka dapat dibuat perumusan masalah sebagai berikut:

1.

Biogas

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebasBelum Diperiksa

Biogas merupakan gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari

bahan-bahan organik termasuk di antaranya; kotoran manusia dan hewan, limbah

domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik

yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas

adalah metana dan karbon dioksida.

Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk

menghasilkan listrik.

Daftar isi

  [sembunyikan] 

1 Biogas dan aktivitas anaerobik

2 Gas landfill

3 Rentang komposisi biogas umumnya

4 Kandungan energi

5 Pupuk dari limbah biogas

6 Siloksan dan gas engines (mesin berbahan bakar gas)

7 Biogas terhadap gas alam

8 Penggunaan gas alam terbaharui

9 Pranala luar

10 Referensi

Biogas dan aktivitas anaerobik[sunting | sunting sumber]

Biogas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik sangat populer digunakan untuk

mengolah limbah biodegradable karena bahan bakar dapat dihasilkan sambil Mengha

dan sekaligus mengurangi volume limbah buangan. Metana dalam biogas, bila terbakar

akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar

dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang

peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah

kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon

dioksida. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer

oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan

menambah jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan

bakar fosil.

Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik

dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan

biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah.

Gas landfill[sunting | sunting sumber]

Gas landfill adalah gas yang dihasilkan oleh limbah padat yang dibuang di landfill.

Sampah ditimbun dan ditekan secara mekanik dan tekanan dari lapisan di atasnya.

Karena kondisinya menjadi anaerobik, bahan organik tersebut terurai dan gas

landfill dihasilkan. Gas ini semakin berkumpul untuk kemudian perlahan-lahan terlepas

ke atmosfer. Hal ini menjadi berbahaya karena:

Dapat menyebabkan ledakan

Pemanasan global melalui metana yang merupakan gas rumah kaca

Material organik yang terlepas (volatile organic compounds) dapat menyebabkan

(photochemical smog)

Rentang komposisi biogas umumnya[sunting | sunting sumber]

Komposisi biogas bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang

terjadi. Gas landfill memiliki konsentrasi metana sekitar 50%, sedangkan sistem

pengolahan limbah maju dapat menghasilkan biogas dengan 55-75%CH4 [1].

Komposisi biogas[2]

Komponen %

Metana (CH4) 55-75

Karbon dioksida (CO2) 25-45

Nitrogen (N2) 0-0.3

Hidrogen (H2) 1-5

Hidrogen sulfida (H2S) 0-3

Oksigen (O2) 0.1-0.5

Kandungan energi[sunting | sunting sumber]

Nilai kalori dari 1 meter kubik Biogas sekitar 6.000 watt jam yang setara dengan

setengah liter minyak diesel. Oleh karena itu Biogas sangat cocok digunakan sebagai

bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan pengganti minyak tanah, LPG, butana,

batu bara, maupun bahan-bahan lain yang berasal dari fosil.

Pupuk dari limbah biogas[sunting | sunting sumber]

Limbah biogas, yaitu kotoran ternak yang telah hilang gasnya (slurry) merupakan pupuk

organik yang sangat kaya akan unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman. Bahkan,

unsur-unsur tertentu seperti protein, selulose, lignin, dan lain-lain tidak bisa digantikan

oleh pupuk kimia. Pupuk organik dari biogas telah dicobakan pada tanaman jagung,

bawang merah, dan padi.

Siloksan dan gas engines (mesin berbahan bakar gas)[sunting | sunting sumber]

Dalam beberapa kasus, gas landfill mengandung siloksan. Selama proses

pembakaran, silikon yang terkandung dalam siloksan tersebut akan dilepaskan dan

dapat bereaksi dengan oksigen bebas atau elemen-elemen lain yang terkandung dalam

gas tersebut. Akibatnya akan terbentuk deposit (endapan) yang umumnya

mengandung silika ( ) atau silikat ( ) , tetapi deposit tersebut dapat juga

mengandung kalsium, sulfur belerang, zinc (seng), atau fosfor. Deposit-deposit ini

(umumnya berwarna putih) dapat menebal hingga beberapa millimeter di dalam mesin

serta sangat sulit dihilangkan baik secara kimiawi maupun secara mekanik.

Pada internal combustion engines (mesin dengan pembakaran internal), deposit pada

piston dan kepala silinder bersifat sangat abrasif, hingga jumlah yang sedikit saja sudah

cukup untuk merusak mesin hingga perlu perawatan total pada operasi 5.000 jam atau

kurang. Kerusakan yang terjadi serupa dengan yang diakibatkan karbon yang timbul

selama mesin diesel bekerja ringan. Deposit pada turbin dari turbocharger akan

menurukan efisiensi charger tersebut.

Stirling engine lebih tahan terhadap siloksan, walaupun deposit pada tabungnya dapat

mengurangi efisiensi[3][4]

Biogas terhadap gas alam[sunting | sunting sumber]

Jika biogas dibersihkan dari pengotor secara baik, ia akan memiliki karakteristik yang

sama dengan gas alam. JIka hal ini dapat dicapai, produsen biogas dapat menjualnya

langsung ke jaringan distribusi gas. Akan tetapi gas tersebut harus sangat bersih untuk

mencapai kualitas pipeline. Air (H2O), hidrogen sulfida (H2S) dan partikulat harus

dihilangkan jika terkandung dalam jumlah besar di gas tersebut. Karbon dioksida jarang

harus ikut dihilangkan, tetapi ia juga harus dipisahkan untuk mencapai gas

kualitas pipeline. JIka biogas harus digunakan tanpa pembersihan yang ektensif,

biasanya gas ini dicampur dengan gas alam untuk meningkatkan pembakaran. Biogas

yang telah dibersihkan untuk mencapai kualitas pipeline dinamakan gas alam

terbaharui.

Penggunaan gas alam terbaharui[sunting | sunting sumber]

Dalam bentuk ini, gas tersebut dapat digunakan sama seperti penggunaan gas alam.

Pemanfaatannya seperti distribusi melalui jaringan gas, pembangkit listrik, pemanas

ruangan, dan pemanas air. Jika dikompresi, ia dapat menggantikan gas alam

terkompresi (CNG) yang digunakan pada kendaraan.

BIOGAS

PEMBANGKIT LISTRIK BERBAHAN BAKAR BIOGAS SKALA RUMAH TANGGA Penelitian pembuatan biogas dari kotoran ternak ini bertujuan:

1) pemanfaatan biogas untuk bahan bakar pembangkit listrik biogas; 2) penyediaan energi alternatif untuk bahan bakar kompor rumah tangga berupa biogas dari kotoran ternak;

3) Mengurangi volume timbunan kotoran ternak yang berpotensi mencemari udara, tanah dan air dan;

4) memanfaatkan kotoran ternak menjadi sesuatu yang lebih bernilai.

Pembuatan biogas dari kotoran ternak dikembangkan dengan metodologi fermentasi anaerob. Tahapan proses dengan metode ini yang pertama adalah proses asidifikasi, yaitu proses penguraian atau dekomposisi komponen penyusun bahan organik menjadi asam-asam organik tanpa oksigen. Tahapan proses yang kedua adalah proses methanasi, yaitu proses perubahan asam-asam organik menjadi biogas. Untuk proses fermentasi anaerob ini dilakukan dalam sebuah biodigester. Biodigester yang digunakan adalah type semi permanen yang berbentuk prisma yang terbuat dari bahan fiber. Volume biodigester ini sebesar 9 m3. Dengan volume sebesar ini maka diharapkan mampu menampung lebih banyak bahan baku pembuatan biogas secara kontinue. Sehingga dapat dihasilkan hasil biogas yang semakin banyak pula untuk kebutuhan bahan bakar genset secara kontinue. Pembangunan sarana dan prasarana biogas Biodigester adalah reaktor tempat berlangsungnya proses fermentasi limbah/kotoran sapi menjadi biogas.

Di dalam reaktor biodigester ini akan terjadi penguraian bahan-bahan organik yang terkandung dalam kotoran sapi menjadi asam-asam organik. Selanjutnya asam-asam organik ini akan terurai secara anaerobik menjadi biogas. Biodigester ini terbuat dari bahan fiber dengan volume 9 m3. Biodigester ini tersusun dari pelat-pelat berbentuk persegi empat dan segitiga. Bahan pembuat pelat tersebut terdiri dari campuran fiber dan resin yang disusun berlapi-lapis hingga mencapai ketebalan 0,8 - 1 cm. Selanjutnya pelat-pelat tersebut ini disusun menjadi bentuk menyerupai prisma/diamond dan ditanam/diletakkan dalam galian tanah setinggi 1 - 1,5 m. Hal terpenting dari pembuatan biodigester ini adalah tidak boleh ada kebocoran sedikitpun dari rangkaian pelat penyusun biodigester tersebut. Gas holder adalah reaktor penampung biogas yang berfungsi sebagai

tempat penyimpanan biogas sebelum dialirkan melalui pipa koneksi menuju generator ataupun kompor biogas. Gas holder ini terbuat dari bahan plastik Polyethylene 150 s/d 200 mikron diameter 1.2 m panjang 2 - 3m.

Biogas yang tertampung dalam gas holder selanjutnya mengalir melalui pipa koneksi/selang menuju ke rumah-rumah dan selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan bakar generator dan kompor biogas. Perencanaan desain unit biodigester dan pembinaan teknis Sebelum dilakukan pembuatan biodigester dan unit perlengkapan lainnya, maka terlebih dahulu perencanaan desain untuk unit biodigester tersebut. Urutan perencanaan desain unit biodigester dimulai dengan perhitungan volume biodigester, penentuan model biodigester. Uji Kinerja Pembangkit Listrik/Genset dengan menggunakan Bahan Bakar Biogas Setelah pekerjaan perencanaan biodigester dan sarana prasarana biogas telah selesai dilakukan maka untuk selanjutnya adalah uji kinerja pembangkit listrik/genset dengan menggunakan bahan bakar biogas.

Dari hasil pengujian yang telah dilakukan didapatkan data sebagai berikut :

1. Untuk menghasilkan daya sebesar 450 - 1000 Watt sebuah genset memerlukan bahan bakar biogas sebesar 0,6 - 1 m3 biogas perjam.

2. Pemakaian genset adalah berkisar 12 jam/hari.

3. Konsumsi biogas untuk genset perhari adalah berkisar 7,2 - 12 m3/hari.

Kegiatan penelitian pembangkit listrik berbahan bakar biogas skala rumah tangga ini merupakan kegiatan kerjasama antara Badan Litbang ESDM dengan Universitas Negeri Padjajaran (UNPAD) guna meningkatkan peran Energi Baru dan Terbarukan. Berdasarkan konsep penerapan teknologi produksi biogas untuk bahan bakar pembangkit listrik pada kegiatan ini maka diperoleh hal-hal berikut :

1. Biogas dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar pembangkit listrik/genset.

2. Untuk menghasilkan daya sebesar 450 - 1000 Watt sebuah genset memerlukan bahan bakar biogas sebesar 0,6 - 1 m3 biogas perjam.

3. Biogas yang dihasilkan ditampung dalam penampung gas (gas holder) kemudian disalurkan melalui selang untuk dimanfaatkan sebagai bahan bakar genset dan kompor.

4. Biodigester yang digunakan dalam pembuatan biogas ini adalah biodigester type semi permanen dengan volume 9 m3. Biodigester ini terbuat dari campuran bahan fber dan resin yang dibuat berlapis-lapis. Dengan adanya teknologi pembuatan biogas dari kotoran sapi ini maka manfaat secara langsung yang dapat dirasakan adalah berkurangnya timbunan kotoran sapi yang berpotensi mencemari

udara, tanah dan air.

BIODIESEL DARI ALGAE

Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif untuk mesin diesel yang terbuat dari bahan alami, yaitu dari minyak tumbuhan atau lemak hewan. Pembuatan biodiesel dari mikroalgae yang dilakukan, mulai dari budidaya mikroalgae (kultur), ekstraksi minyak mikroalgae, dan esterifikasi. Biodiesel dari alga hampir mirip dengan biodiesel yang diproduksi dari tumbuhan penghasil minyak (jarak pagar, sawit, dll) sebab semua biodiesel diproduksi menggunakan triglycerides (biasa disebut lemak) dari minyak nabati/alga.

Semua jenis alga memiliki komposisi kimia sel yang terdiri dari protein, karbohidrat, lemak (fatty acids) dan nucleic acids. Prosentase keempat komponen tersebut bervariasi tergantung jenis alga. Ada jenis alga yang memiliki komponen fatty acids lebih dari 40%. Dari komponen fatty acids inilah yang akan diekstraksi dan diubah menjadi biodiesel.

 

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS (PLTB)

Pembangkit Listrik Tenaga Biogas bukan hal yang baru, dan sudah beberapa orang maupun organisasi yang memilikinya. Tetapi pertanyaannya adalah:

1. Bagaimana bisa membuat PLTB tersebut bisa difungsikan dengan mudah dan murah?

2. Bagaimana sebuah PLTB tersebut bisa berfungsi dengan pemeliharaan dan perawatan oleh masyarakat yang notabene awam yang juga menikmati energi listriknya?

3. Banyak kali kita dengar PLTB dibangun dan berhasil difungsikan, tetapi seberapa lama? Seberapa betah masyarakat menggunakannya?

 

GAMBARAN SISTEM PLTB MINI

Sistem PLTB Mini yang dikembangkan SURak terdiri atas reaktor biogas yang terintegrasi dengan kandang dan alat pembangkit tenaga listrik yang dapat dioperasikan dengan menggunakan bahan bakar biogas maupun bahan bakar konvensional (sistem hybrid). Reaktor biogas sederhana yang tidak sulit perawatannya dibangun terintegrasi dengan kandang, sehingga kotoran sapi bisa digelontor langsung dari kandang dan tidak menambah “pekerjaan baru” bagi pemilik sapi. Sistem integrasi dirancang sedemikian rupa sehingga mempermudah proses pembuangan kotoran sapinya. Kotoran sapi yang biasanya dibuang, dapat dikonversi menjadi biogas yang akan menjadi sumber energi yang mampu menerangi satu perkampungan kecil.

Semua peralatan dibuat sesederhana mungkin dan disertai dengan pelatihan dan pendampingan sampai masyarakat memahami betul cara kerjanya. Tanpa ada segala sesuatu yang disembunyikan, maka diharapkan masyarakat nanti pada saatnya bisa menduplikasinya sendiri di wilayah sekitarnya. Dengan demikian PLTB bisa berkembang dengan sendirinya dengan swadaya masyarakat. Tentunya ini memperingan kerja dari PLN terutama di daerah yang infrastrukturnya kurang memadai.

Reaktor biogas yang dibuat terintegrasi dengan kandang membuat ternak sapi pada kampung akan terkonsentrasi di 1 tempat, sehingga tidak lagi ada lingkungan kurang sehat karena memelihara sapi dimana kandangnya dijadikan satu dengan rumah seperti yang biasa kita lihat selama ini. Kotoran sapinya pun langsung masuk ke dalam reaktor dan akan terdegradasi di dalamnya, sehingga tidak menyebabkan pencemaran lingkungan, baik bau, lalat, dan resiko penyakit dan kesehatan lainnya.

Generator yang dipakai untuk membangkitkan tenaga listriknya merupakan modifikasi generator berbahan bakar bensin yang banyak beredar di pasaran, sehingga sama sekali tidak membutuhkan suku cadang khusus maupun ketrampilan khusus dalam pemeliharaannya. Biasanya digunakan mesin bensin kompatible dengan merek terkenal dari Jepang yang sudah banyak beredar di masyarakat. Bahkan di daerah

yang terpencil sekalipun, tidak terlalu sulit membeli suku cadangnya. Generator ini telah dimodifikasi sedemikian rupa supaya bisa beroperasi dengan dua macam bahan bakar, yaitu bensin premium dan biogas, supaya jika nantinya bisa dioperasikan baik dengan bensin, biogas, maupun campuran keduanya. Pemeliharaannya pun mudah, sama dengan merawat sepeda motor 4 langkah (4 stroke engine) biasa. Cukup dengan mengganti oli, membersihkan saringan udara, dan membersihkan karburator secara periodik.

PLTB ini sendiri juga sangat sederhana karena hanya melayani beberapa rumah saja, sehingga tidak membutuhkan jaringan yang rumit dan sistem pengamanan yang canggih. Masyarakkat awam pun akan mampu memelihara jaringannya sendiri, hanya membutuhkan pelatihan dan pendampingan selama beberapa waktu awal.

 

KALKULASI KONVERSI ENERGI

Berikut ini adalah contoh kalkulasi nilai ekonomi untuk konversi kotoran sapi menjadi biogas. Seekor sapi dewasa rata-rata menghasilkan 25 kg kotoran per hari. Untuk setiap 20 ekor sapi, diperlukan volume reaktor biogas 40 m3 dan bisa dihasilkan rata-rata 20 m3 biogas per hari dengan pengisian kotoran sapi secara rutin setiap hari.  Biogas sejumlah ini setara dengan energi senilai 12 kWh.

12kwh ini akan bisa dipakai sampai dengan 6 rumah untuk penerangan selama 10 jam dengan daya 100-200 watt per rumah. Kelompok 6 rumah yang berdekatan akan memudahkan koordinasi perawatan biogas, misalnya 1 kepala rumah tangga bertugas memelihara PLTB 1 minggu 1 kali, untuk menjaga supaya semua sistem berjalan dengan baik.

Estimasi bioaya untuk instalasi sistem PLTB mini ini adalah 100jt per unit (harga di Pulau Jawa). Koreksi harga tergantung kesulitan lokasi dan harga bahan bangunan di lokasi. Harga tersebut belum termasuk sapinya. Dengan investasi tersebut, PLTB ini bisa beroperasi dengan bahan bakar nyaris GRATIS. Belum lagi dengan biaya perawatan yang sangat minim, dan dapat dioperasikan dengan swadaya dan swapikir masyarakat.

KALKULASI PENGHEMATAN BAHAN BAKAR

Pada generator listrik berbahan bakar bensin, untuk menghidupkan genset 1.200 watt selama 10 jam minimal dibutuhkan bahan bakar bensin sebesar 3 liter. Artinya dalam sehari jika membeli bahan bakar non subsidi rata-rata membutuhkan uang sejumlah Rp.9.000 x 3 liter = Rp.27.000/hari. Dalam 1 bulan dibutuhkan biaya Rp.27.000 x 30 hari = Rp. 810.000 per bulan atau dalam satu tahun biayanya Rp.810.000 x 12 = Rp.9.720.000 per tahun (sengan catatan, tidak ada kenaikan harga bahan bakar minyak). Jika digunakan bahan bakar biogas (bisa menggantikan bensin), maka nilai penghematannya adalah senilai lebih dari 9 juta rupiah per tahun. Lebih dari itu,

instalasi ini bisa memacu tumbuhnya industri kecil yang dapat memberikan tambahan penghasilan bagi komunitas yang memakainya.

Jika dibandingkan dengan bahan bakar minyak fosil, baik dengan diesel maupun bensin, PLTB ini tidak memiliki KETERGANTUNGAN terhadap ketersediaan bahan bakar minyak. Sedangkan sapi yang kotorannya dipakai untuk sumber energi juga akan bertambah nilainya, seperti kita ketahui bahwa di pedesaan, memelihara sapi adalah salah satu cara untuk “menabung” bagi orang di pedesaan.

Tidak pernah ada kata rugi untuk energi hijau, semuanya kembali pada bagaimana kita menyikapnya. Sebelum terlambat, lebih baik kita memulainya sekarang.

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Peternakan sapi dari tahun ke tahun semakin besar jumlahnya, penambahan jumlah tersebut menyebabkan tingkat pencemaran lingkungan yang tinggi antara lain menyebabkan bau tidak sedap yang mengganggu kenyamanan lingkungan sekitar, endemik bibit penyakit, dan air resapan tanah dan sungai menjadi beracun dan bau. Dalam kotoran sapi terkandung gas metana (CH4) apabila dibuang secara bebas ke atmosfir akan menyebabkan efek rumah kaca, proses ini berakibat suhu bumi menjadi tinggi, ini adalah yang disebut dengan pemanasan global (global warning), yang secara langsung meningkatkan intensitas frekuensi angin topan, merubah komposisi hutan , mengurangi produksi pertanian, menghancurkan biota laut sehingga ikan mengalami kekurangan makanan dan ekosistem laut menjadi hancur.

Alasan diatas dapat dijadikan bahan pertimbangan bahwa kotoran sapi lebih baik dimanfaatkan daripada dibiarkan menumpuk. Beberapa cara pemanfaatan kotoran sapi antara lain dengan mengolah kotoran sapi menjadi pupuk organik maupun biogas, yaitu suatu energi yang dihasilkan dari proses biodegradasi dengan bantuan bakteri dalam kondisi anaerob pada material organik (kotoran sapi). Keuntungan yang didapat dari proses pemanfaatan kotoran sapi bagi pemilik peternakan sapi adalah menambah penghasilan dari penjualan pupuk organik dan menghemat pengeluaran biaya penggunaan listrik. Sebenarnya pemanfaatan kotoran sapi

dapat memberikan nilai ekonomis yang lebih tinggi jika dilakukan dengan cara membangun pembangkit listrik tenaga biogas (PLTBG).

Sebagai contoh Jawa Tengah memiliki potensi yang sangat besar untuk mengembangkan PLTBG karena memiliki peternakan yang besar. Data pada tahun 2002, sapi potong sebesar 13344495 ekor dan sapi perah sebesar 119026 ekor. PLTBG dapat dibangkitkan dengan penggunaan mesin diesel atau bensin, ini merupakan cara untuk mengatasi tidak adanya mesin berbahan bakar biogas di Indonesia dan apabila mendatangkan dari luar negeri biaya pembangunan instalasi PLTBG menjadi besar. Permasalahan yang muncul dengan penggunaan mesin diesel dan bensin dengan bahan bakar biogas adalah efisiensi yang dihasilkan rendah dan cara untuk mengatasi masalah ini dengan cara memodifikasi mesin diesel atau bensin dan dilakukan pemilihan mesin yang sesuai dengan daya yang dapat dibangkitkan oleh penghasil gas (digester) yang dimiliki oleh peternakan.

PLTBG adalah instalasi pembangkit listrik dengan pemanfaatan biogas sebagai bahan bakar yang dapat diperbaharui. Kotoran sapi sebagai media penghasil biogas dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar PLTBG sehingga mengurangi pencemaran lingkungan dan efek rumah kaca. Jawa Tengah dengan kapasitas peternakan yang besar mempunyai potensi yang cukup baik untuk pembangunan PLTBG. PLTBG dapat dibangkitkan dengan penggunaan motor bakar berbahan bakar biogas tetapi mesin berbahan bakar biogas di Indonesia belum ada. Mesin diesel dan bensin secara teknis dapat digunakan sebagai penggerak generator PLTBG tetapi efisiensinya yang dihasilkan rendah sehingga perlu dilakukan modifikasi.Pemilihan mesin dalam penulisan ini untuk menghasilkan efisiensi maksimal dari mesin dengan memodifikasi mesin berbahan bakar diesel dan bensin. Berdasarkan hasil analisa mesin diesel dan bensin memerlukan penambahan conversion kit dan mixer. Conversion kit berfungsi mengatur debit bahan bakar supaya mengalir konstan dan penambahan mixer bertujuan untuk pencampur biogas dengan udara. Mesin diesel yang dimodifikasi ini menggunakan system dualfuel engine dimana bahan bakar solar digunakan bersama-sama dengan biogas, dengan komposisi sekitar 20 % solar dan 80% biogas. Mesin bensin dapat menggunakan 100% biogas untuk bahan bakar.

2. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari judul makalah ini adalah sebagai berikut :

a. Apa yang dimaksud dengan biogas ?

b. Apa saja karakteristik kandungan biogas ?

c. Bagaimana sistem kerja biogas ?

d. Bagaimana teknologi biogas ?

e. Bagaimana proses terjadinya gas bio dan manfaatnya ?

f. Bagaimana kajian teoritik sistem konversi Energi PLTBG ?

g. Bagaimana Perhitungan ekonomi PLTBG ?

h. Bagaimana pengembangan teknologi PLTBG di Indonesia ?

3. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah :

a. Untuk mengetahui tentang biogas

b. Untuk mengetahui karakteristik kandungan biogas

c. Untuk mengetahui sistem produksi biogas

d. Untuk mengetahui teknologi biogas

e. Untuk mengetahui proses terjadinya gas bio dan manfaatnya

f. Untuk mengetahui kaji teoritik sistem konversi energi PLTBG

g. Untuk mengetahui perhitungan ekonomi PLTBG

h. Untuk mengetahui pengembangan teknologi PLTBG

4. Manfaat Penulisan

Adapun manfaat penulisan dari makalah ini adalah untuk menambah pengetahuan kita tentang “ Pembangkit Listrik Tenaga Biogas” bagi para pembaca.

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA BIOGAS

Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial didunia. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbaharukan. Selain itu, peningkatan harga minyak dunia hingga mencapai 130 U$ per barel juga menjadi alasan yang serius yang menimpa banyak negara di dunia terutama Indonesia.

Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan bangsa Indonesia. Konsumsi BBM yang mencapai 1,3 juta/barel tidak seimbang dengan produksinya yang nilainya sekitar 1 juta/barel sehingga terdapat defisit yang harus dipenuhi melalui impor. Menurut data ESDM (2006) cadangan minyak Indonesia hanya tersisa sekitar 9 milliar barel. Apabila terus dikonsumsi tanpa

ditemukannya cadangan minyak baru, diperkirakan cadangan minyak ini akan habis dalam dua dekade mendatang.

Untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar minyak pemerintah telah menerbitkan Peraturan presiden republik Indonesia nomor 5 tahun 2006 tentang kebijakan energi nasional untuk mengembangkan sumber energi alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak. Kebijakan tersebut menekankan pada sumber daya yang dapat diperbaharui sebagai altenatif pengganti bahan bakar minyak.

Salah satu sumber energi alternatif adalah biogas. Gas ini berasal dari berbagai macam limbah organik seperti sampah biomassa, kotoran manusia, kotoran hewan dapat dimanfaatkan menjadi energi melalui proses anaerobik digestion. Proses ini merupakan peluang besar untuk menghasilkan energi alternatif sehingga akan mengurangi dampak penggunaan bahan bakar fosil. Pada daerah pedesaan Kabupaten Temanggung masyarakat peternak terutama peternak sapi maupun kerbau belum bisa memanfatkan kotoran ternak sebagai sumber enerni alternatif sebagai pengganti bahan bakar minyak, sehingga kotoran ternak hanya dikumpulkan di kebun dan setelah menjadi kompos baru digunakan sebagai pupuk tanaman.

1. Biogas

Biogas adalah suatu jenis gas yang bisa dibakar, yang diproduksi melalui proses fermentasi anaerobik bahan organik seperti kotoran ternak dan manusia, biomassa limbah pertanian atau campuran keduanya, didalam suatu ruang pencerna (digester). Komposisi biogas yang dihasilkan dari fermentasi tersebut terbesar adalah gas Methan (CH4) dan gas karbondioksida (CO2). Gas methan (CH4) yang merupakan komponen utama biogas merupakan bahan bakar yang berguna karena mempunyai nilai kalor yang cukup tinggi,. Karena nilai kalor yang cukup tinggi itulah biogas dapat dipergunakan untuk keperluan sumber energi. Sistim produksi biogas juga mempunyai beberapa keuntungan seperti: (1) mengurangi pengaruh gas rumah kaca, (2) mengurangi polusi bau yang tidak sedap, (3) sebagai pupuk dan (4) produksi energi.

2. Karakteristik Kandungan Biogas

Untuk tulisan kali ini, ada baiknya kita bahas mengenai apa saja yang terkandung dalam biogas ini dan apa saja akibatnya terhadap sebuah system pembakitan listrik berbasis biogas ini. Adapun Biogas mengandung beberapa komponen yaitu :

CO2, sekitar 25% sampai 50% per volume, akibat yang ditimbulkan kandungan CO2 yaitu menurunkan nilai kalori, meningkatkan jumlah methane dan anti knock pada engine, menyebabkan korosi (kurangnya kandungan karbon acid)jika gas dalam keadaan basah, serta merusak alkali dalam baan bakar biogas ini.

H2S, sekitar 0 sampai 0,5%, akibat yang ditimbulkan kandungan H2S yaitu : mengakibatkan korosi pada peralatan dan system perpipaan (stress corrosion) oleh karena itu banyak produsen mesin menetapkan batas maksimal H2S yang terkandung hanya 0,05% saja.

NH3, sekitar 0-0,05%, emisi NOx setelah pembakaran merusak kandungan bahan bakar biogas ini, dan meningkatkan sifat anti-knock pada engine.

Uap air, sekitar 1-5%, dapat menyebabkan korosi, resiko pembekuan, pada peralatan, instrument, plant dan system perpipaan.

Debu/ Dust, sekitar >5µm, mengakibatkan terhalangnya nozzle, dan kandungan biogas.

N2, sekitar 0-5%, akibat yang ditimbulkan yaitu mengurangi kandungan nilai kalori, dan meningkatkan anti-knock pada engine.

Siloxanes, sekitar 0-5mg m-3 , mengakibatkan terjadinya abrasive dan kerusakan pada mesin.

Untuk lebih jelasnya bisa dilihat tabel di bawah ini :

Main composition of biogas produced with biogas plants and added substrates

Kombinasi dari biomassa dan CO-substrat dapat membantu dalam menurunkan kadar CO2 yang dihasilkan selama proses fermentasi. Dengan FAF sebagai co-fermentasi, kandungan CO 2

adalah sekitar 35% – lebih rendah dari yang diperoleh dengan hanya fermentasi pupuk kandang cair (sekitar 40%). Jika jagung dan kotoran digunakan sebagai co – ferments CO2 sekitar 45%

3. Sistem Produksi Biogas

Sistem produksi biogas dibedakan menurut cara pengisian bahan bakunya, yaitu pengisian curah dan pengisian kontinyu

a. Pengisian curah

Yang dimaksud dengan sistem pengisian curah (SPC) adalah cara pengantian bahan yang dilakukan dengan mengeluarkan sisa bahan yang sudah dicerna dari tangki pencerna setelah produksi biogas berhenti, dan selanjutnya dilakukan pengisian bahan baku yang baru. Sistem ini terdiri dari dua komponen,yaitu tangki pencerna dan tangki pengumpul gas. Untuk memperoleh biogas yang banyak, sistem ini perlu dibuat dalam jumlah yang banyak agar kecukupan dan kontinyuitas hasil biogas tercapai.

b. Pengisian kontinyu

Yang dimaksud dengan pengisian kontinyu (SPK) adalah bahwa pengisian bahan baku kedalam tangki pencerna dilakukan secara kontinyu (setiap hari) tiga hingga empat minggu sejak pengisian awal, tanpa harus mengelurkan bahan yang sudah dicerna. Bahan baku segar yang diisikan setiap hari akan mendorong bahan isian yang sudah dicerna keluar dari tangki pencerna melalui pipa pengeluaran. Keluaran biasanya dimanfaatkan sebagai pupuk kompos bagi tanaman, sedang cairannya sebagai pupuk bagi pertumbuhan algae pada kolam ikan. Dengan SPK, gas bio dapat diproduksi setiap hari setelah tenggang 3 - 4 minggu sejak pengisian awal. Penambahan biogas ditunjukkan dengan semakin terdorongnya tangki penyimpan keatas (untuk tipe floating dome). Sedangkan untuk digester tipe fixed dome pernambahan biogas ditunjukkan oleh peningkatan tekanan pada manometer. Sampai pada tinggi tertentu yang dianggap cukup, biogas dapat dipakai seperlunya secara efisien.

4. Teknologi Biogas

Teknologi biogas adalah proses penguraian limbah ternak oleh bakteri anaerob (bakteri Aceton dan Metan) dalam suatu tangki pencerna (digester). Dari proses tersebut dihasilkan gas bio dan pupuk slurry. Bahan bangunan yang dipakai adalah material setempat, yang sebagian besar terdiri dari pasangan batu kali, pasangan batu bata, serta beton.

Bangunan yang diperlukan dalam proses bio digester adalah:

a. Bak pemasukan (inlet)

b. Digester

c. Bak pengeluaran

d. Bak penampung slurry

e. Bak pengencer slurry

Gambar 1.   Pencerna tipe floating dome (India)

Gambar 2.  Pencerna tipe fixed dome (China)

a. Bak Pemasukan (inlet)

Bak yang berguna sebagai penampung kotoran dan air kencing ternak (sapi) sebelum dimasukkan di dalam digester. Bak pemasukan ini dilengkapi dengan penyaring agar sisa rumput atau benda lain yang tidak dikehendaki masuk ke dalam digester dapat tersaring dan dibersihkan.

b. Digester

Digester adalah bangunan ruangan (tandon) sebagai tangki pencerna untuk memproses limbah organik misalnya kotoran sapi, air kencing dan air, sebagai tempat bakteri anaerob menguraikan limbah isian tersebut selama waktu tertentu. Dari proses fermentasi limbah tersebut akan menghasilkan gas bio, serta slurry (sisa keluaran setelah di proses sebagai pupuk organik) yang siap pakai dengan unsur hara yang tinggi.

Gas bio adalah campuran gas yang terdiri dari bermacam-macam gas, antara lain : CH4 (methana) sebagai unsur utama , CO2, dan gas-gas lainnya yang kandungannya sangat sedikit. Dari proses permentasi limbah tersebut akan mengeluarkan sisa yang bernama slurry dimana slurry mengandung unsur-unsur : N, P, K, Ca, Mg, yang sangat dibutuhkan sebagai pupuk bagi tanaman.

c. Bak Pengeluaran

Bak Pelimpahan adalah bak sebagai tampungan limpahan slurry dari digester dan bila telah penuh menuju ke bak penampungan slurry.

d. Bak Penampung Slurry

Bak ini berfungsi sebagai tempat menampung slurry luapan dari Bak Pengeluaran. Slurry di Bak Penampungan digunakan untuk menyaring/memisahkan slurry cair untuk dikeringkan sehingga ringan pengangkutannya, mudah dikemas dalam plastik untuk dijual. Dalam keadaan basah/ cair kandungan unsur haranya sangat tinggi. Penggunaan pupuk dalam keadaan basah/cair sangat dianjurkan sehingga tidak perlu melalui penyaring ini.

e. Bak pengencer Slurry

Bak pengencer Slurry ini digunakan untuk menambah kandungan oksigen yaitu secara aerasi dan bisa diencerkan dengan tambahan air sehingga bisa dimanfaatkan untuk ternak lele.

5. Proses Terjadinya Gas Bio dan Manfaatnya.

Kotoran sapi yang dicampur dengan air kencing/air dicampur dalam bak pemasukan (inlet) selanjutnya disebut manure, masuk ke digester.. Kandungan metan dalam biogas kurang lebih 60 % dan gas bio yang terbentuk. Gas metan (CH4) ini yang digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan sehari-hari,. Produksi gas bio menurut Nurhasanah (2007) satu ekor sapi untuk suhu (23-32) °C antara (600-1.000) liter biogas/hari. Untuk 15 ekor sapi gas- bio yang dihasilkan 9000-15000 liter/hari. Sisa dari proses tersebut di atas keluarlah slurry cair yang merupakan pupuk organik yang mengandung unsur makro yang dibutuhkan tanaman..

6. Kaji Teoritik Sistem Konversi Energi

Sistem instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG) dapat dibuat skema sebagai berikut:

Gambar 1.

Bagan sistem instalasi pembangkit listrik dari biogas kotoran sapi.

Perubahan biogas menjadi energi listrik dilakukan dengan memasukkan gas dalam tabung

penampungan kemudian masuk ke conversion kit yang berfungsi menurunkan tekanan gas dari tabung sesuai dengan tekanan operasional mesin dan mengatur debit gas yang bercampur dengan udara didalam mixer, dari mixer bahan bakar bersama dengan udara masuk kedalam mesin dan terjadilah pembakaran yang akan menghasilkan daya untuk menggerakkan generator yang menghasilkan energi listrik. Karakterisrik pembakaran yang terjadi pada mesin diesel berbeda dengan pembakaran pada mesin bensin.

a. Karakteristik pembakaran biogas didalam mesin diesel

Bahan bakar biogas membutuhkan rasio kompresi yang tinggi untuk proses pembakaran sebab biogas mempunyai titik nyala yang tinggi 645 0C – 750 0C dibandingkan titik nyala solar 220 0C, maka mesin diesel umumnya digunakan secaradualfuel dengan rasio kompresi sekitar 15 – 18. Proses pembakaran pada mesin dualfuel, bahan bakar biogas dan udara masuk ke ruang bakar pada saat langkah hisap dan kemudian dikompresikan didalam silinder seperti halnya udara dalam mesin diesel biasa. Bahan bakar solar dimasukkan lewat nosel pada saat mendekati akhir langkah kompresi, dekat titik mati atas (TMA) sehingga terjadi pembakaran.

Temperatur awal kompresi tidak boleh lebih dari 80 0C karena akan menyebabkan terjadinya knocking dan peristiwaknocking yang terjadi pada mesin dualfuel hampir sama dengan yang terjadi pada mesin bensin, yaitu terjadinya pembakaran yang lebih awal akibat tekanan yang tinggi dari mesin diesel. Hal ini disebabkan karena bahan bakar biogas masuk bersama-sama dengan udara ke ruang bakar, sehingga yang dikompresikan tidak hanya udara tapi juga biogas.

Gambar 2.

Grafik performance pada mesin

a) a sfc biogas dalam dualfuel, b sfc solar dalam mesin diesel, c sfc solar dalam dualfuel

b) a mesin diesel dengan solar yang diritkan, b efisiensi mesin diesel, c efisiensi dualfuel

b. Karakteristik pembakaran biogas di dalam mesin bensin

Mesin bensin dengan rasio kompresi yang hanya berkisar antara 6 – 9,5 tidak cukup untuk melakukanpembakaran biogas karena titik nyala biogas yang tinggi 645 0C - 750 0C, untuk itu dilakukan penambahan rasio kompresi mesin menjadi 10 – 12. Proses pembakaran biogas sama seperti pada mesin bensin normal, yaitu biogas dan udara masuk ke ruang bakar dan pada akhir langkah kompresi terjadi pembakaran, pembakaran ini terjadi karena bantuan loncatan bunga api dari busi.

Gambar 3.

Diagram performance mesin bensin dengan bahan bakar bensin dan biogas

1) daya, 2) torsi, 3) konsumsi bahan bakar spesifik

c. Pemilihan Mesin Penggerak

Berdasarkan hasil survey lapangan bahwa mesin yang dapat digunakan untuk mesin penggerak generator PLTBG adalah mesin diesel dan bensin. Di pasaran untuk mesin bensin harganya jauh lebih mahal dari mesin diesel dengan daya yang sama dan untuk daya yang besar hanya mesin diesel yang dapat digunakan sebab tidak adanya mesin bensin dengan daya besar di pasaran. Penggunaan kedua jenis mesin tersebut dalam kenyataannya menghasilkan efisiensi yang rendah sehingga perlu adanya modifikasi.

Modifikasi yang perlu dilakukan untuk mengubah mesin diesel menjadi mesin berbahan bakar biogas adalah dengan cara menambahkan conversion kit dan mixer. Fungsi conversion kit adalah untuk mengatur debit dan menurunkan tekanan aliran bahan bakar sesuai dengan tekanan operasional yang diinginkan sedangkan mixer berfungsi sebagai pencampur bahan bakar dengan udara. Pemasangan mixer terletak pada saluran masuk udara dan conversion kit terpasang antaramixer dan tabung gas (Gas holder). Sistem modifikasi ini menggunakan sistem dualfuel yaitu mesin menggunakan dua bahan bakar yang dilakukan secara bersamaan

dengan komposisi 20% solar dan 80% biogas . Hal ini dilakukan karena titik nyala pembakaran biogas sangat tinggi yaitu sekitar 645°C-750°C.

Gambar 4

Skema pemasangan mixer dan conversion kit pada mesin diesel

Modifikasi mesin bensin hampir sama dengan mesin diesel yaitu dengan cara menambah Conversion kit dan mixer. Perbedaannya adalah pada mesin bensin bahan bakar biogas dapat digunakan 100%, hal ini dikarenakan adanya busi sehingga bahan bakar biogas akan cepat terbakar. Pemasangan mixer terletak antara saringan udara dan karburator, sedangkan Conversion kit terpasang antara mixer dan tabung gas (gas holder). Perkiraan biaya untuk pembelianConversion kit dan mixer yaitu sekitar Rp. 4.800.000,00 untuk kondisi alat baru.

7. Perhitungan ekonomi PLTBG

Perhitungan ekonomi penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG) untuk peternakan sedang dan besar dengan pemakaian mesin diesel dan bensin , dan dibandingkan dengan keuntungan listrik yang dihasilkan yang disesuaikan dengan tarif dasar listrik PLN.

Tabel 1. Daya listrik yang dapat dihasilkan dari peternakan sedang dan besar

Tabel 2. Perkiraan biaya investasi PLTBG pada peternakan sedang dan besar

Tabel 3. Perkiraan biaya operasi PLTBG pada peternakan sedang dan besar

Biaya investasi dari mesin diesel lebih kecil dari pada mesin bensin, sehingga mesin diesel lebih menguntungkan dari segi ekonomi. Di lain sisi dari aspek perawatan mesin diesel dan mesin bensin dapat dikatakan sebanding dan membutuhkan biaya yang relatif sama. Dilihat dari aspek operasi mesin diesel lebih mudah, mempunyai umur operasi yang lama dan menggunakan sedikit bahan bakar untuk penyediaan daya yang sama dibandingkan dengan mesin bensin. Hal ini dapat dijadikan alasan bahwa mesin diesel lebih menguntungkan sebagai mesin penggerak pada PLTBG.

Keuntungan dari membangkitkan listrik dari PLTBG adalah energi listrik yang dapat hasilkan dikalikan dengan harga listrik yang harus dibayar pemakai jika menggunakan listrik dari PLN. Harga listrik Rp. 545/kWh dan biaya beban Rp. 30.000,00/kVA. Nilai rupiah yang dapat dihasilkan dari membangkitkan listrik dari biogas pada peternakan sedang dengan daya 3 kW (4 kVA) dalam satu tahun dengan penggunaan tiap hari 24 jam adalah Rp. 15.762.600,00.

Analisa ekonomi pembangkit listrik tenaga biogas dengan mesin penggerak dari mesin diesel untuk peternakan skala sedang, jika bunga investasi untuk kredit dari bank 19 % adalah :

Total investasi = Rp. 7.300.000,00 + Rp. 7.300.000,00 x 19%

= Rp. 8.687.000,00

Umur teknis ekonomis 10 Tahun

Depresiasi = Rp. 8.687.000,00 / 10

= Rp. 868.700,00

Cash flow = Keuntungan + Depresiasi- biaya operasional

= Rp. 15.762.600,00 +Rp. 868.700,00 – Rp. 10.316.000,00

= Rp. 6.220.400,00

IRR(Initial Rate of Return) = 72 %

NPV (Net Present Value) = Rp. 15.726.618,00

BCR (Benefit Cost Ratio ) = 1,45

PB ( Pay back) = 1 tahun 5 bulan

Nilai rupiah yang dapat dihasilkan, sesuai harga listrik dari PLN, dari membangkitkan listrik dengan biogas pada peternakan besar dengan daya 15 kW (19 kVA) dalam satu tahun dengan penggunaan tiap hari 24 jam adalah Rp. 78.453.000,00. Jika bunga investasi untuk kredit dari bank 19 % maka analisa pembangkit listrik tenaga biogas untuk peternakan skala besar adalah

Total investasi = Rp. 56.300.000,00 + Rp. 56.300.000,00 x 19%

= Rp. 66.997.000,00

Umur teknis ekonomis 10 Tahun

Depresiasi = Rp. 66.997.000,00 / 10

= Rp. 6.699.700,00

Cash flow = Keuntungan + Depresiasi- biaya operasional

= Rp. 78.453.000,00 + Rp. 6.699.700,00 – Rp. 22.883.600,00

= Rp. 61.537.200,00

IRR(Initial Rate of Return) = 93 %

NPV (Net Present Value) = Rp. 170.743.335,00

BCR (Benefit Cost Ratio ) = 2,87

PB ( Pay back) = 1 tahun 1 bulan

8. Pengembangan Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTBG)

Pembangkit Listrik Tenaga Biogas Listrik dari Sampah Kota Menanggapi tulisan yang berjudul Energi masa lalu, kini dan masa depan kita selaku kota yang baru berdiri harus bercermin kepada kota yang sudah menghadapi masalah dan mampu menyelesaikannya, khususnya terhadap permasalahan ketersediaan energi yang sangat pokok dan penting tetapi mampu memecahkan permasalahan lainnya. Sampah telah menjadi masalah besar terutama di kota-

kota besar di Indonesia. Hingga tahun 2020 mendatang, volume sampah perkotaan di Indonesia diperkirakan akan meningkat lima kali lipat. Tahun 1995 saja, menurut data yang dikeluarkan Asisten Deputi Urusan Limbah Domestik, Deputi V Menteri Lingkungan Hidup, Chaerudin Hasyim, di Jakarta baru-baru ini, setiap penduduk Indonesia menghasilkan sampah rata-rata 0,8 kilogram per kapita per hari, sedangkan pada tahun 2000 meningkat menjadi 1 kilogram per kapita per hari. Pada tahun 2020 mendatang diperkirakan mencapai 2,1 kilogram per kapita per hari. Meningkatnya sampah perkotaan telah menimbulkan berbagai permasalahan lingkungan. Bukan hanya pemandangan tak sedap atau bau busuk yang ditimbulkannya tetapi juga ancaman terhadap kesehatan. Untuk memanfaatkan sampah perkotaan sebenarnya telah sejak lama diupayakan para ahli. Salah satunya adalah pemanfaatan untuk produksi listrik biogas dari sampah kota. Namun sejauh ini, rencana tersebut baru sebatas wacana. Yang sudah beroperasi dan baru saja diresmikan adalah listrik dari sekam padi di Desa Cipancuh, Kecamatan Haur Geulis Indramayu, memanfaatkan sekam padi yang selama ini terbuang. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) sekam pertama di Indonesia itu berkapasitas 100 ribu watt. Setelah sekam padi, angin segar dihembuskan PLN Distribusi Jawa Barat dan Banten yang berniat memanfaatkan sampah di TPA Leuwigajah Cimahi dan TPA Bantargebang Bekasi, untuk menghasilkan listrik, dengan menggandeng investor swasta PT Navigat Organik Energy Indonesia. Saat ini, rencana pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Biogas (PLTB) dari sampah kota itu memang masih dalam tahap MoU. Selain mengatasi masalah sampah kota, diharapkan pemanfaatan sampah untuk listrik tersebut juga bisa membantu PLN dalam mengatasi krisis enerji listrik. Paling tidak, listrik penduduk di seputar TPA tak akan sering-sering byar pet. Bila PLTB di TPA Leuwigajah tersebut beroperasi, pada mulanya akan memberikan kontribusi pasokan listrik sebesar 1 MW (mega watt) terhadap jaringan PLN di wilayah Distribusi Jawa Barat dan Banten, dengan kapasitas maksimumnya 10 MW. Meski kontribusi listrik sebesar 1 MW tergolong relatif kecil, namun jika disalurkan kepada pelanggan rumah tangga daya tersambung 450 atau 900 VA (volt ampere) dengan pemakaian rata-rata misalnya 100 kwh (kilo watt hour) perbulan, diperkirakan dapat memasok kepada sekira 10 ribu pelanggan. Menurut Direktur Utama PT Navigat Organic Energy Indonesia, Sri Andini, selain ingin turut memberikan kontribusi enerji listrik, pembangunan PLTB itu diharapkan pula mampu memberikan solusi terhadap permasalahan sampah selama ini. Upaya tersebut sekaligus pula agar masyarakat terbebas dari hal-hal yang membahayakan lingkungan, terutama akibat limbah sampah yang dapat mengeluarkan gas-gas beracun. "Melalui pengelolaan energi biogas dari sampah ini, gas metan yang dihasilkan limbah sampah itu dapat diolah menjadi energi listrik," jelasnya usai menandatangani MoU (nota kesepahaman) "Rencana Jual Beli Tenaga Listrik Pembangkit Listrik Tenaga Biogas dari Sampah TPA (tempat pembuangan akhir) Leuwigajah-Cimahi" antara PT PLN (Persero) Distribusi Jabar-Banten dan PT Navigat Organic Energy Indonesia. Menurut Sri, saat ini pembangkit listrik tenaga biogas di TPA Leuwigajah dan Bantar Gebang tersebut masih dalam perencanaan dan akan segera dibangun. Pembangunan diperkirakan memakan waktu sekira enam bulan, dengan kapasitas maksimum pembangkit sebesar 10 MW (mega watt) dan mulai dapat beroperasi 9 bulan lagi. "Untuk tahap awal nanti, kapasitasnya baru 1 MW. Selain di Leuwigajah, juga ada di Bantar Gebang Bekasi dengan

kapasitas maksimum pembangkit mencapai 35 MW. Sebelum membangun PLTB, sambung Sri, pihaknya akan mengupayakan dulu composing pada TPA tersebut, kendati kegiatan ini dinilai tidak akan berkembang. Pasalnya, untuk melakukan itu harus melalui banyak prosedur dan kemungkinan besar dapat mengganggu keberadaan pemulung. "PLTB sendiri tidak akan mengganggu pemulung, sehingga mereka masih dapat mencari keuntungan dari sampah-sampah yang ada," jelasnya. Mengenai besarnya alokasi investasi yang dibutuhkan untuk membangun PLTB tersebut, Sri mengakui dananya cukup besar. Meski begitu, ia belum dapat menyebutkan nominalnya, karena harus melakukan survei di lapangan dan perhitungan berbagai biaya yang timbul. Begitu pula keuntungan ekonomis dari investasi bisnis PLTB ini, yang tidak dapat langsung dirasakan perolehan laba terutama untuk jangka pendek, tapi akan mulai dirasakan untuk jangka panjang. Selain membutuhkan waktu yang tidak sebentar untuk membangun PLTB dari sampah, yakni mulai dari pembangunan instalasi, pengeboran, maupun infrastruktur lainnya, juga akan memakan waktu lama untuk mencapai keuntungan ekonomis. BEP (break event point atau titik impasnya saja baru dapat tercapai selama 9 sampai 10 tahun mendatang. Sri mengakui, pembangkit listrik tenaga biogas tersebut merupakan yang pertama di Indonesia. Kalau di negara-negara lain terutama di Eropa, termasuk di Asia seperti Korea Selatan, Malaysia maupun Thailand sudah berjalan. Di Inggris misalnya, pembangkit listrik tenaga biogas sampah sudah berjalan selama 15 tahun dengan kapasitas mencapai 400 MW. "Pembangunan PLTB ini tidak hanya di TPA Leuwigajah dan Bantargebang saja, karena sebelumnya kita juga telah melakukan kerjasama dengan PLN Sumatera Selatan. Bahkan di masa mendatang, kita akan melakukannya di seluruh Indonesia," tambah Sri. Namun menurut catatan "PR" pemanfaatan sampah untuk listrik sudah pernah dibuat di TPA Pasir Impun yang terletak di Desa Karang Pamulang, sekira 6 Km dari arah timur Kota Bandung. Di TPA seluas 7 hektar itu, sekira 500-1.000 meter kubik sampah yang dibuang ke sana dimanfaatkan untuk pembuatan listrik biogas. Pembuatan listrik biogas di sana menggunakan parit-parit yang kemudian biogas hasil pembusukan sampah organik itu disalurkan dari parit ke pompa vortex. Vortex kemudian mengalirkan gas metana yang mudah terbakar ini ke sebuah mesin diesel yang menghasilkan daya listrik sebesar 40.000 watt. ** PLTB merupakan salah satu upaya untuk menjaga kelestarian lingkungan, terutama dalam menangani limbah sampah utamanya sampah organik. Sekaligus menjadi salah satu alternatif memberikan pasokan energi listrik yang dinilai cukup terbatas selama ini. Serta masih banyak menggantungkan pada pembangkit listrik seperti PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air), dsb. Mengenai besaran HPP (harga pokok produksi) yang akan ditetapkan perusahaan, Sri menjelaskan pihaknya akan tetap mengikuti aturan dari pemerintah untuk menetapkan besarnya HPP. "Jadi, apa yang ditetapkan oleh pemerintah akan kita ikuti. Harga listrik yang akan dijual, kita mengikuti harga PLN atau pemerintah," ujarnya. Hal senada diungkapkan Agus Pranoto. Pada prinsipnya HPP tersebut akan dibicarakan lagi lebih lanjut. Meski demikian, secara umum sebenarnya telah ada kebijakan yang mengatur besarnya HPP, baik dari pemerintah maupun PLN itu sendiri. Bagi PLN misalnya, HPP dapat mencapai tingkat keekonomisannya sekira 7 sen dolar AS per kwh (kilo watt hours). Melalui rencana pembangunan PLTB di TPA Leuwigajah dan Bantar Gebang Bekasi tersebut, Agus mengharapkan pada akhir tahun 2003 ini PLTB tersebut dapat memberikan kontribusi sebesar 1

MW. "Meski tidak signifikan, tapi itu dapat memberikan dukungan moral yang luar biasa untuk menghadapi krisis enerji. Jadi, makin cepat makin bagus," ucap Agus. Diakui, sejauh ini tengah digalakkan pembangunsan pembangkit listrik dengan tenaga terbarukan. Sejauh ini, PLN sangat mengharapkan adanya pembangunan pembangkit baru. Pasalnya, kebutuhan enerji listrik dari tahun ke tahun terus berkembang. "Jadi, berapapun listrik yang dapat disediakan PLTB, kita akan beli. Tentang harga, nanti akan kita bicarakan. Yang pasti PLN ataupun pemerintah sudah memiliki patokan yang jelas," tegasnya. Selain dengan PLN Distribusi Jabar dan Banten, PT Navigat Organic Energy Indonesia telah melakukan kerjasama dengan PT PLN Distribusi Jawa Timur di bidang jual beli energi listrik berbahan baku sampah bertegangan 20 kV dan frekuensi 50 hertz, baru-baru ini. Menurut Manajer Humas PT PLN Distribusi Jatim, Bambang Harmanto, kerjasama tersebut merupakan bagian dari rangkaian negosiasi dengan sejumlah perusahaan swasta yang memiliki pembangkit dan kelebihan daya, untuk memenuhi tingginya permintaan energi listrik dari industri. Selain PT Navigat, sebuah perusahaan swasta lain yakni PT Ginaris Mukti Adiluhung (GMA) telah menawarkan pula teknologi mengubah sampah menjadi energi listrik (waste to energy) ke Pemprov DKI, baru-baru ini. GMA menawarkan Pemprov DKI agar membayar Rp 30 ribu untuk setiap ton sampah yang mereka ubah menjadi listrik. Meski demikian Eddy Mardanus dari GMA mengakui, biaya yang harus dikeluarkan untuk mengubah sampah menjadi energi listrik memerlukan biaya tiga kali lipat dibandingkan biaya pembangkit biasa. Dengan begitu, dana yang dibayar Rp 30 ribu tersebut tergolong cukup wajar, apalagi Pemprov DKI selama ini mengeluarkan biaya untuk tiap ton sampah. Bedanya, biaya yang dikeluarkan kini tergolong lebih rendah. Investor lain yang sudah menandatangani nota kesepahaman adalah pembangkit listrik dari sampah yang berkapasitas 1.000 ton sampah perhari di atas lahan seluas enam hektare di Marunda. Produksi sampah di Jakarta tiap hari sekitar 5.000 ton dan jika tiga tempat pengolahan sampah sudah berfungsi penuh, sampah yang diserap adalah 3.500 ton sampah setiap hari. Sedangkan 1.500 ton lainnya diatasi oleh TPA dan "incenerator" milik Pemprov DKI. Memilah sampah Upaya pengelolaan limbah sampah ini dapat berjalan optimal, bila pemda maupun masyarakat itu sendiri memiliki kesadaran pula akan pentingnya kebersihan dan kelestarian lingkungan. Di Batam misalnya, pemda setempat terus berupaya mengajarkan masyarakatnya untuk memilah sampah menurut jenis dan sifatnya, yakni dengan menyebarkan sebanyak 100 tong sampah untuk kebutuhan tersebut di sejumlah tempat-tempat umum di Batam. Menurut Kepala Seksi Pemanfaatan dan Pemusnahan Sampah, Air Limbah dan Tinja di Batam, pihaknya sangat mengharapkan masyarakat Batam terbiasa untuk memilah sampah menurut jenis dan sifatnya. Apakah sampah basah, kertas dan plastik. Untuk mendukung hal itu, sebanyak 100 tong sampah yang masing-masing terdiri dari tiga tong yaitu untuk sampah basah, sampah kertas dan sampah plastik disebarkan di sejumlah tempat-tempat umum yang sering dilalui masyarakat. Langkah ini tiada lain untuk membelajarkan masyarakat Batam agar menjadi masyarakat yang pintar dalam hal kebersihan.

PENUTUP

1. Kesimpulan

PLTBG adalah instalasi pembangkit listrik dengan pemanfaatan biogas sebagai bahan bakar yang dapat diperbaharui. Kotoran sapi sebagai media penghasil biogas dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar PLTBG sehingga mengurangi pencemaran lingkungan dan efek rumah kaca. Jawa Tengah dengan kapasitas peternakan yang besar mempunyai potensi yang cukup baik untuk pembangunan PLTBG. PLTBG dapat dibangkitkan dengan penggunaan motor bakar berbahan bakar biogas tetapi mesin berbahan bakar biogas di Indonesia belum ada. Mesin diesel dan bensin secara teknis dapat digunakan sebagai penggerak generator PLTBG tetapi efisiensinya yang dihasilkan rendah sehingga perlu dilakukan modifikasi.Pemilihan mesin dalam penulisan ini untuk menghasilkan efisiensi maksimal dari mesin dengan memodifikasi mesin berbahan bakar diesel dan bensin. Berdasarkan hasil analisa mesin diesel dan bensin memerlukan penambahan conversion kit dan mixer. Conversion kit berfungsi mengatur debit bahan bakar supaya mengalir konstan dan penambahan mixer bertujuan untuk pencampur biogas dengan udara. Mesin diesel yang dimodifikasi ini menggunakan system dualfuel engine dimana bahan bakar solar digunakan bersama-sama dengan biogas, dengan komposisi sekitar 20 % solar dan 80% biogas. Mesin bensin dapat menggunakan 100% biogas untuk bahan bakar. Energi biogas dapat dimanfaatkan secara optimal dengan cara teringrasi dan penggunaan pada kegiatan-kegiatan yang produktif. Sehingga pemanfaatan energi biogas dapat memberikan dampak yang lebih luas dan dapat meningkatkan produktivitas, efisiensi serta nilai tambah pada produk.

2. Saran

a. Perlu adanya kerjasama antara pemerintah maupun pihak swasta dengan peternakan sapi untuk pembangunan PLTBG.

b. Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang penggunaan dan pemodifikasian mesin diesel dan bensin dengan bahan bakar biogas untuk mendapatkan efisiensi mesin yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

http://dicafab.blogspot.com/2010/01/v-behaviorurldefaultvml-o.html

eprints.uny.ac.id/1283/1/Journal_PPM_biogas.doc

ntb.litbang.deptan.go.id/ind/2006/NP/femanfaatanenergi.doc

www.bbrp2b.kkp.go.id/publikasi/rumputlaut/3.%20 biogas .doc

maul24hours.wordpress.com/.../manfaat-biogas-lebih-besar-daripada..

http://www.banjar-jabar.go.id/?pilih=news&mod=yes&aksi=lihat&id=491

 

Tahapan Produksi:

✔

a s a m ( a s a m c u k a , a s a m s e m u t , a s a m b u t y r i c , a s a m p r o p i o n i c , a s a m c a p r o i c , asam laktat),

✔

alkohol dan ketone (metanol, ethanol, propanol, butanol, gliserin dan aseton),

✔

gas (carbon dioksida, carbon, hidrogen sulfida dan amoniak).Tahap ini disebut oksidasi.Sesudah itu bakteri acid-forming membentuk susunan awal metana, (asam cuka,carbon dioksida dan hidrogen). produk ini tersusun dari asam organik. dalam caraini suhu kandang sangat penting.L a n g k a h i n i a d a l a h l a n g k a h t e r a k h i r d a l a m p e m b e n t u k a n m e t a n a , c a r b o n dioksida dan air. 90% hasil pembentukan metana diproduksi di tingkatan ini, 70%d a r i a s a m c u k a . j a d i f o r m a s i a s a m c u k a 3 t a h a p i n i a d a l a h f a k t o r y a n g m e n e t a p k a n kecepatan pembentukan metana.Tahapan Proses 1 dan 2Skema 1 dan 2 proses produksi metanaUkuran PartikelSemakin kecil ukuran substrate partikel semakin mudah pembusukan dilakukanoleh bakteri (ukuran bakteri 1/1000 mm), periode Fermentasi menjadi lebih pendek,Proses produksi biogas jauh lebih cepatHasil akhir dari Penguraian secara biological:

✔

Biogas (55% metana , 42% gas carbon dioksida, 2% sulfida hidrogen , 1%hidrogen.

✔

fermented substrate sebagai sisa fermentasi, terdiri dari air, selulosa sisa,kuantitas kecil bakteri dan bahan gizi organik ( nitrogen, fosfor, kalium dan lain-lain ).

 

BAB IIIKESIMPULAN DAN SARAN

3.1. Kesimpulan

1 . B i o g a s a d a l a h g a s m u d a h t e r b a k a r ( f l a m m a b l e ) y a n g d i h a s i l k a n d a r i p r o s e s f e r m e n t a s i b a h a n - b a h a n o r g a n i k o l e h b a k t e r i -b a k t e r i a n a e r o b ( b a k t e r i y a n g hidup dalam kondisi kedap udara).2 . P a d a p e m b a n g k i t i n i m e m a n f a a t k a n g a s u n t u k m e m u t a r t u r b i n . 3 . P e m b a n g k i t i n i m e m p u n y a i b a n y a k k e u n t u n g a n , d i a n t a r a n y a : d a p a t m e n g u r a n g i sampah yang ada di lingkungan, bahan baku mudah untuk dicari, dan zat sisa dari pembangkit ini dapat digunakan sebagai pupuk.4 . K e k u r a n g a n d a r i p e m b a n g k i t i n i y a i t u d a p a t m e n i m b u l k a n b a u y a n g t a k s e d a p dan susah dalam perawatan/ pembersihannya.

3.2. Saran

Hendaknya pembangkit ini terus disempurnakan untuk mengantisipasi krisis energy di masa yang akan datang.

 

DAFTAR PUSTAKA

http:// biogas zorg-biogas.com Arismunandar Wiranto,

Penggerak Mula Turbin, Edisi Ketiga,

Bandung, ITB, 2004

 

Betty Sri Laksmi Jenie dan Winiati Pudji Rahayu,

Penanganan Limbah Industri Pangan,

Jakarta, 2008Daryanto, DRS.,

Energi (Masalah dan Pemanfaatannya Bagi Manusia),

2