KAJIAN PUSTAKA
A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan 1. Kajian Teori
1) Jenis-jenis bahan bakar a) Berdasarkan Bentuknya
(1) Bahan bakar padat
Bahan bakar padat merupakan bahan bakar berbentuk padat, dan kebanyakan menjadi sumber energi panas. Misalnya kayu dan batubara. Energi panas yang dihasilkan bisa digunakan untuk memanaskan air menjadi uap untuk menggerakkan peralatan dan menyediakan energi.
Batubara diklasifikasikan menjadi tiga jenis utama yakni antracit, bituminous, dan lignit, meskipun tidak jelas pembatasan diantaranya. Pengelompokannya lebih lanjut adalah semiantracit, semi-bituminous, dan sub-bituminous.
Antracit merupakan batubara tertua jika dilihat dari sudut pandang geologi, yang merupakan batubara keras, tersusun dari komponen utama karbon dengan sedikit kandungan bahan yang mudah menguap dan hampir tidak berkadar air.
Lignit merupakan batubara termuda dilihat dari pandangan geologi. Batubara ini merupakan batubara lunak yang tersusun terutama dari bahan yang mudah menguap dan kandungan air dengan kadar fixed carbon yang rendah. Fixed carbon merupakan karbon dalam keadaan bebas, tidak bergabung dengan elemen lain. Batu bara lignit merupakan batubara yang mudah terbakar yang menguap apabila batubara dipanaskan. Batubara yang umum
commit to user
digunakan, contohnya pada industri di India adalah batubara bituminous dan sub-bituminous.
Gambar 2.12. Batu Bara
(Sumber: Anonim, 2008)
(2) Bahan bakar cair
Bahan bakar yang berbentuk cair, paling populer adalah bahan bakar minyak atau BBM. Selain bisa digunakan untuk memanaskan air menjadi uap, bahan bakar cair biasa digunakan kendaraan bermotor. Karena bahan bakar cair seperti Bensin bisa dibakar dalam karburator dan menjalankan mesin.
Jenis Bahan Bakar Minyak (BBM) merupakan nama umum untuk berbagai jenis bahan bakar yang diperuntukkan mesin dengan pembakaran pengapian. Di Indonesia terdapat beberapa jenis bahan bakar bensin yang memiliki mutu pembakaran yang berbeda. Nilai mutu jenis bahan bakar minyak ini di hitung berdasarkan nilai Randon Octane Number (RON). Berdasarkan
Randon Octane Number (RON) tersebut maka bahan bakar minyak
commit to user
(a) Premium (RON 88)
Premium adalah bahan bakar distilat berwarna kuning yang jernih. Warna kuning tersebut adalah akibat zat pewarna tambahan (dye). Penggunaan premium pada umumnya adalah untuk bahan bakar kendaraan bermotor berbensin, seperti mobil dan sepeda motor. Bahan bakar ini juga sering disebut motor
gasoline atau petrol.
(b) Pertamax (RON 92)
Bahan bakar ini ditujukan untuk kendaraan yang mempersyaratkan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan tanpa timbal. Pertamax juga direkomendasikan untuk kendaraan yang diproduksi diatas tahun 1990 terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan electric fuel injection
(EFI) dan catalic converters.
(c) Pertamax plus (RON 95)
Jenis bahan bakar minyak ini telah memenuhi standar
performance Interntional World Wide fuel Charter (WWFC).
Ditunjukan untuk kendaraan yang berteknologi mutakhir yang mempersyaratkan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan ramah lingkungan. Pertamax plus sangat direkomendasikan untuk kendaraan yang memiliki kompresi ratio > 10,5 dan juga yang menggunakan electric fuel injection (EFI), Variable Valve
Timing Inteelligent (VVTI), Turbochargers dan catalytic converter.
(3) Bahan bakar gas
Bahan Bakar Gas merupakan gas alam yang telah dimampatkan. Secara umum lebih dari 80% komponen gas bumi yang dipakai sebagai BBG merupakan gas metana, 10%-15% gas etana, dan sisanya adalah gas karbon dioksida, dan gas-gas lain.
commit to user
Susunan BBG yang dipakai di Jakarta 93% terdiri dari gas metana, 3,2% gas etana, dan 3,8% sisanya adalah gas nitrogen, propana, dan karbon dioksida.
Komposisi gas alam tersebut berbeda-beda antara satu sumber dengan sumber lainnya. Bahan bakar gas dapat dikelompokkan ke dalam dua bagian utama yaitu gas alam (natural
gas) dan gas buatan (manufactured gas). Gas alam umumnya
berada di tempat yang sama dengan endapan minyak dan batubara. Sedangkan gas buatan diproduksi dari kayu, tanah gambut, batubara, minyak, dan sebagainya.
Komponen dari bahan bakar gas yang mampu terbakar adalah metana, karbondioksida, dan hidrogen dalam jumlah yang bervariasi. Karakteristik dari gas sangat tergantung pada komponen yang ada dalam gas tersebut
Tabel 2.1. Sifat Bahan Bakar
No. Karakteristik Premium LPG CNG
1 Komposisi C8H18 C3H8 CH4 2 Densitas 752 kg/m 3 1,5 kg/m 3 0,6 kg/m 3 3 Berat molekul 114,8 kg/kmol 44,09kg/k mol 17,51 kg/kmol 4 Nilai Kalor 45950 kj/kmol 46360 kj/kmol 47476 kj/kmol 5 AFR Stoikiometri 14,57 15,6 16,15 6 Temperatur Penyalaan Min. 360 o C 460 o C 521,4 o C 7 Kecepatan Nyala 20 - 40 m/s 0,82 m/s 0,66 m/s 8 Angka Oktan 88 110 130
commit to user
Sebenarnya BBG merupakan bahan bakar alternatif yang paling prospektif dikembangkan untuk kendaraan, karena:
(a) Cadangan gas bumi relatif masih cukup besar dan biaya pengadaannya lebih murah dari BBM.
Tabel 2.2. Cadangan Minyak dan Gas Bumi di Indonesia
No. Cadangan
Minyak Gas Alam
10 9 TOE* TSCF 10 9 TOE 1 2 3 4 Jawa Sumatera Kalimantan Pulau Lainnya 0,275 0,834 0,193 0,108 8,89 19,84 22,81 38,49 0,217 0,484 0,556 0,938 5 Indonesia 1,411 90,03 2,195
(Sumber: Tulus Burhanudin Sitorus, 2002: 3)
(b) Konsumsi BBM untuk sektor transportasi adalah yang paling besar (mencapai 52%) dibandingkan untuk industri (19%), listrik (7%) dan rumah tangga (22%). Sehingga pengalihan BBM dengan BBG akan mengurangi konsumsi BBM secara signifikan.
(c) Aman karena BBG memiliki berat jenis yang lebih ringan daripada udara sehingga bila terjadi kebocoran maka BBG segera membumbung ke udara dan sulit bagi BBG untuk membentuk campuran mampu terbakar di udara. Untuk menghindari ledakan, maka pada tangki BBG dilengkapi dengan katup yang akan terbuka jika tekanan tangki melebihi batas tekanan yang diizinkan dan segera kembali setelah tekanan tangki normal kembali.
commit to user
(d) Murah karena BBG dijual dalam satuan liter setara premium lebih murah 40% – 50% dari premium.
(e) Bahan Bakar Gas memiliki nilai oktan yang lebih tinggi daripada BBM sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya detonasi.
(f) Lebih hemat dalam pemakaian minyak pelumas dan busi. (g) Diproduksi di dalam negeri
Gas alam (Natural gas) tersusun oleh komponen utama gas metana (CH4). Selain gas metana terkadang pada gas alam juga ditemui gas etana, propana, butana, karbonmonoksida, nitrogen, helium, dan hidrogen sulfida dalam jumlah kecil. Bahan bakar gas alam memiliki beberapa kelebihan jika dibanding jenis bahan bakar padat dan cair, yaitu :
(a) Tersedia dalam jumlah yang sangat besar di dalam perut bumi. (b) Transportasi gas alam lebih mudah karena bisa melalui
pipa-pipa gas bawah tanah.
(c) Menghasilkan pembakaran yang bersih, tidak menghasilkan hasil pembakaran yang membahayakan bagi lingkungan, tidak menghasilkan abu.
(d) Dapat digunakan pada ruang bakar yang sederhana.
(e) Harga bahan bakar gas lebih murah dibanding bahan bakar cair. Bahan bakar gas ada dua jenis, yakni Compressed Natural
Gas (CNG) dan Liquified Petroleum Gas (LPG). CNG pada
dasarnya terdiri dari metana sedangkan LPG adalah campuran dari propana, butana dan bahan kimia lainnya. LPG yang digunakan untuk kompor rumah tangga, sama bahannya dengan Bahan Bakar Gas yang biasa digunakan untuk sebagian kendaraan bermotor.
Liquified Petroleum Gas (LPG) merupakan gas hasil
produksi dari kilang BBM dan kilang Gas, komponen utamanya adalah gas propane (C3H8 ) dan butane (C4H10) kurang lebih 97%
commit to user
dan sisanya adalah gas pentana yang dicairkan. LPG lebih berat dari udara dengan berat jenis sekitar 2.01 (dibandingkan dengan udara), tekanan uap LPG cair dalam tabung sekitar 5.0 – 6.2 kg/cm². Zat markaptan yang ditambah pada LPG dimaksudkan untuk keselamatan dengan memberikan bau yang khas, sehingga kebocoran gas mudah diketahui dengan cepat.
LPG umumnya dipasarkan di masyarakat dalam bentuk
cair dalam tabung – tabung logam bertekanan, dalam kemasan tabung 3 kg, 12 kg, 50 kg. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas dari cairan yang dikandungnya, tabung LPG tidak diisi secara penuh, hanya sekitar 80 – 85% dari kapasitasnya. Sifat – sifat LPG meliputi:
(a) Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar.
(b) Gas tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat.
(c) Gas dikirimkan dalam bentuk cairan yang bertekanan di dalam tangki atau silinder.
(d) Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat (e) Gas LPG lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak
menempati daerah yang rendah.
Jenis-jenis produk LPG yang ditawarkan PERTAMINA agar dimanfaatkan oleh konsumen adalah jenis LPG campuran antara propana dan butana. Ciri-cirinya adalah berbentuk cair mempunyai daya pemanasan yang tinggi, sehingga mempunyai nilai kalori yang relatif lebih tinggi per-satuan beratnya dibanding bahan bakar lain untuk kegunaan yang sama.
Tingkat polusi udara dari gas buang rendah dan tidak meninggalkan residu apabila menguap. Bersih, tidak beracun, tidak berwarna, mudah dan aman dalam pengangkutan dan
commit to user
penyimpanannya. Selain itu tidak menyebabkan pengkaratan pada besi dan tabung kemasan.
Jenis LPG yang ada dipasaran adalah bahan bakar untuk kebutuhan rumah tangga, industri dan komersial yaitu bahan bakar
LPG campuran yang disebut LPG campuran. Dalam proses
pembakaranya gas LPG yang beraksi dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan uap air dan inilah reaksi kimia C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O.
BBG (Bahan Bakar Gas) adalah alternative BBM. BBG ini tentunya berbeda dengan LNG (Liquified Natural Gas), BBG lebih ramah lingkungan, lebih bersih dan diperoleh dari bahan yang lebih alamiah. BBG 90 persennya terdiri dari Metana di mana tingkat Oktannya lebih tinggi daripada bensin sehingga membuat mesinnya lebih efisien.
BBG sendiri pembakarannya cukup bersih hampir menyaingi kendaraan jenis Hybrids yang ramah lingkungan sehingga sedikit sekali pencemaran yang dihasilkan dari sisa pembakaran.
b) Berdasarkan Materinya
(1) Bahan Bakar Tidak Berkelanjutan
Bahan bakar tidak berkelanjutan bersumber pada materi yang diambil dari alam dan bersifat konsumtif. Sehingga hanya bisa sekali dipergunakan dan bisa habis keberadaannya di alam. Misalnya bahan bakar berbasis karbon seperti produk-produk olahan minyak bumi.
(2) Bahan bakar berkelanjutan
Bahan bakar berkelanjutan bersumber pada materi yang masih bisa digunakan lagi dan tidak akan habis keberadaannya di alam. Misalnya tenaga matahari.
commit to user e. Proses Pembakaran
Pembakaran merupakan oksidasi cepat bahan bakar disertai dengan produksi panas, atau panas dan cahaya. Pembakaran sempurna bahan bakar terjadi hanya jika ada pasokan oksigen yang cukup. Oksigen (O2) merupakan salah satu elemen bumi paling umum yang jumlahnya mencapai 20.9% dari udara.
Bahan bakar padat atau cair harus diubah ke bentuk gas sebelum dibakar. Biasanya diperlukan panas untuk mengubah cairan atau padatan menjadi gas. Bahan bakar gas akan terbakar pada keadaan normal jika terdapat udara yang cukup.
Proses pembakaran dapat terjadi bila konsentrasi antara uap bahan bakar dan oksigen terpenuhi, dan terdapat energi panas yang cukup. Proses terjadinya api (pembakaran) dikenal dengan nama segi tiga api, yaitu unsur bahan bakar, unsur udara ( oksigen ), dan energi panas. Bila ketiga unsur ini bertemu dan mencapai konsentrasi yang tepat, maka akan terjadi proses pembakaran, namun sebaliknya bila salah satu unsur dari 3 unsur tersebut ditiadakan maka proses pembakaran tidak akan terjadi.
Tawarjo Us (1991:10) dalam penelitian menjelaskan lagi mengenai proses pembakaran ada dua macam, yaitu :