BAB II KAJIAN TEORI
3. Macam-macam Energi Alternatif
Sumber energi alternatif yang pertama yaitu air. Air merupakan salah satu energi terbarukan dengan banyak manfaatnya. Pemanfaatan energi air secara mekanis pertama kali ditemukan di Mesir, Cina, dan Persia khususnya untuk menggerakan gilingan padi dan keperluan lain.16
Energi air digunakan untuk menggerakan turbin dan penggunaan moda transportasi. Penggunaan energi air biasanya dilakukan untuk menggerakan turbin dan penggunaan moda transportasi.
14Budisan, “Fikruzzaman, Muhammad. “Lakon Ekonomi Rendah Karbon”. Harian Kompas Siang (E-Paper), Jakarta 02 November 2013.http://budisansblog.blogspot.in/2013/11/l... diakses tanggal 11 Oktober 2016 Pukul 20:49 WIB
15
Christina E. Mediastika, Hemat Energi & Lestari Lingkungan melalui Bangunan, ( Yogyakarta : C.V Andi Offset, 2013), h. 5
16
b. Energi Matahari
Matahari adalah bola berpijar dengan senyawa penyusun utamanya berupa gas Hidrogen (74%) dan helium (25%). Cahaya matahari berasal dari hasil reaksi fusi hidrogen menjadi helium.17
Pancaran matahari yang kita rasakan setiap hari didapatkan dari sinar matahari. Sinar matahari menjadi sumber utama panas bumi yang mudah didapatkan. Pemanfaatan sinar matahari digunakan untuk menjemur segala jenis keperluan manusia, berupa menjemur pakaian, menjemur badan untuk mendapatkan asupan vitamin D, dan menjemur bermacam jenis makanan.
Sinar matahari dijadikan sebagai energi alternatif dengan mengggunakan sinar matahari sebagai energi pembangkit listrik, yang dapat mengaliari listrik ke rumah-rumah. Energi matahari diserap oleh sel surya dari sel surya ini di hasilkan listrik. Listrik ini dapat dimanfaatkan untuk menyalakan televisi, memberikan penerangan, dan kebutuhan rumah tangga lainnya.
c. Energi Angin
Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan atau suhu udara.18
Arah angin yang cepat digunakan sebagai pemutar kincir angin yang nantinya akan menghasilkan energi listrik. Energi angin memutar turbin angin, hasilnya setelah turbin bergerak diteruskan menuju generator, dari generator tersebut dihasilkan energi listrik, yang dapat dipergunakan sehari-hari dalam memenuhi keperluan sesehari-hari-sehari-hari.
d. Energi Panas Bumi
Energi panas bumi adalah energi yang dieksraksi dari panas yang tersimpan di dalam bumi. Energi panas ini berasal dari aktivitas tektonik di
17
Christina, op cit h.15
18
dalam bumi. Wilayah sumber panas bumi terbesar saat ini di dunia, disebut
The Geyser berada di Islandia, Kutub Utara.19
Pembangkit panas bumi ini hanya dapat dilakukan apabila daerah dekat dengan sumber panas bumi dimana letaknya sekitaran lempeng tektonik. Energi panas bumi juga terbilang ekonomis dan ramah lingkungan. Dampak yang dihasilkan oleh panas bumi tidak berdampak langsung kepada lingkungan. Hasil panas bumi ini dapat menghasilkan listrik yang dapat memenuhi kebutuhan sehari-hari. Sejak tahun 2004, pengunaan panas bumi sudah dilakukan oleh kelima negara berikut yang daerahnya dekat dengan lempeng tektonik, El Savador, Kenya, Filipina, Islandia, dan Kostarika.20
4. Biogas
a. Pengertian Biogas
Menurut Sukandarrumidi, Herry Zardak Kotta, dan Djoko Wintolo, “Biogas (dari asal kata biologi dan gas) merupakan salah satu jenis energi terbarukan yang terbentuk melalui proses fermentasi bahan-bahan limbah organik, seperti kotoran ternak, sampah organik, serta bahan-bahan lainnya oleh bakteri metanogenik dalam kondisi anaerob ( tanpa oksigen )”.21
Berdasarkan pendapat Sukandarrumidi, biogas adalah energi terbarukan yang terbentuk berdasarkan proses fermentasi bahan-bahan limbah organik dalam kondisi anaerob.
Dewi Hastusi (Dosen Fakultas Pertanian Wahid Hasyim) mendefinisikan, gas mudah terbakar (flammable) yang dihasilkan dari proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri anaerob (bakteri yang hidup dalam keadaan kedap udara)”.22
Definisi lain di kemukakan oleh Tuti Haryati menurutnya biogas adalah
renewable energy yang dapat dijadikan bahan bakar alternatif untuk
19
Sukandarrumidi, Herry Zardak Kotta, dan Djoko Wintolo, Energi Terbarukan Konsep Dasar Menuju Kemandirian Energi ( Yogyakarta : Gadjah Mada University Press, 2013), h.118
20
Ibid., h.119
21
Ibid ., h.288
22
Dewi Hastuti, Aplikasi Tekhnologi Biogas Guna Menunjang Kesejahteraan Petani Ternak, Jurnal Mediagro, Vol 5 Tahun 2009, h. 22
menggantikan bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak tanah dan gas alam”.23
Berdasarkan pengertian diatas, dapat dikemukakan biogas adalah jenis energi terbarukan yang terbentuk melalui proses fermentasi bahan-bahan limbah organik, seperti kotoran ternak, sampah organik, pengelolaan limbah air, pengelolahan limbah organik pertanian, peternakan, industri, dan perkotaan oleh bakteri metanogenik dalam kondisi anaerob ( tanpa oksigen ) yang menghasilkan suatu gas yang sebagian besar terdiri atas campuran metan dan arang dioksida. Penggunaan biogas sebagai energi alternatif digunakan dalam rangka menemukan sumber energi baru yang dapat diperbaharui.
b. Proses Pembentukan Biogas
Biogas secara karakteristik fisik bersifat gas. Oleh karenanya proses pembentukannya harus dalam keadaan tertutup dan dalam kondisi kedap udara. Proses yang berlangsung secara tertutup juga memberikan keuntungan kepada lingkungan karena tidak menimbulkan bau. Biogas sendiri terbentuk melalui serangkaian proses kimiawi yang melibatkan mikroorganisme. Proses pembentukan biogas terbagi menjadi tiga proses yakni: hidrolisis, pengasaman, dan metanogenesis.24
a) Hidrolisis
Hidrolisis adalah proses pemecahan molekul komplek berukuran besar menjadi molekul yang sederhana. Fermentasi adalah proses penguraian senyawa-senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana dalam kondisi anaerob. Pada tahap ini, bahan-bahan organik seperti karbohidrat, lipid dan protein didegradasi menjadi senyawa dengan rantai pendek.25
23
Tuti Haryati, op. cit., h. 160
24
Sri Wahyuni, Biogas Energi Alternatif pengganti BBM, Gas, dan Listrik, ( Jakarta : Agro Media Pustaka, 2013), h. 17
25LailanNi’mah, Biogas From Solid Waste Of Tofu Production And Cow Manure
Tahap ini juga diartikan sebagai struktur dari bentuk polimer menjadi bentuk monomer. Senyawa yang dihasilkan dari proses hidrolisis di antaranya senyawa asam organik, glukosa, etanol, CO₂, dan senyawa hidrokarbon lainnya. Senyawa ini akan dimanfaatkan mikroorganisme sebagai sumber energi untuk melakukan aktivitas fermentasi.
b) Pengasaman ( Asidifikasi )
Senyawa-senyawa yang terbentuk pada tahap hidrolisis akan dijadikan sumber energi bagi mikroorganisme untuk tahap selanjutnya, yaitu pengasaman atau asidifikasi.
Haryati mengungkapkan pada tahap pengasaman komponen manomer (gula sederhana) yang terbentuk pada tahap hidrolisis akan menjadi bahan makanan bagi bakteri pembentuk asam. Produk ahkir dari perombakan gula-gula sederhana tadi yaitu asam asetat, asam propionat, asam butirat, dan asam laktat beserta produk sampingan berupa alkohol, CO₂, hidrogen, dan zat amonia.26
Dapat disimpulkan bahwa proses pengasaman adalah suatu proses awal mula berkembangnya beberapa sumber energi yang nantinya dapat dijadikan sebagai bahan makanan untuk mikroorganisme yang berperan dalam proses pembentukan asam yang selanjutnya menghasilkan gas.
c) Metanogenesis
Menurut Gunawan dalam Sri Maryani mengungkapkan bahwa bakteri metanogen adalah bakteri yang terdapat pada bahan-bahan organik dan menghasilkan metana secara anaerob. Bakteri metanogen menggunakan senyawa karbon dan energi untuk melakukan proses metanogenesis.27
Bakteri metanogen seperti methanococus, methanosarcina dan methano bactherium akan mengubah produk lanjutan dari tahap pengemasan menjadi gas metan, karbondioksida, dan air yang merupakan komponen
26
Tuti Haryati, op. cit, h. 160-169 27
Sri Maryani, Potensi Campuran Sampah Sayuran Dan Kotoran Sapi Sebagai Penghasil Biogas, Skripsi pada Universitas Islam Malik Ibrahim Malang 2016, tidak dipublikasikan
penyusun biogas. Sedangkan bakteri non metanogen yang terlibat dalam proses pembentukan biogas sebagai bakteri hidrolitik dan pembentukan asam yakni Bacteroidesfragilis, Peptostreptococcus, Clistridium diffeliclie, E. Coli, Micrococcus, Bacillus, Bacillusanthracis, Bacillus Subtilis Coryne bacteium mamycolatum, Pseudemonasborbori, Salmonella enteris Streptococcus bovis Entrococus.
Peranan bakteri hidrolitik untuk menghidrolisis bahan-bahan yang ada di dalam digester. Seperti adalah satunya adalah Bacillus Subtilis yang merupakan bakteri gram positif dan motilitas positif.
Gas metana yang terkandung dalam komposisi biogas menjadi penentu jumlah energi yang dikeluarkan, semakin banyak jumlah metana dalam setiap komponennya maka semakin baik pula hasil energi yang dihasilkan. Begitu juga sebaliknya, semakin sedikit jumlah metana maka semakin rendah pula energi yang dihasilkan.
c. Bahan Baku Pembuatan Biogas
Bahan baku pembuatan biogas merupakan limbah-limbah hasil aktivitas manusia. Limbah ini antara lain: limbah peternakan, limbah pertanian, limbah industri, limbah perairan, hingga sampahorganik.