Pemanfaatan Batubara dan Biomassa dengan Proses Pirolisa untuk Sumber Energi dan Industri di Kalimantan Timur

(1)

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi 2012

F.4

Pemanfaatan Batubara dan Biomassa dengan Proses Pirolisa untuk

Sumber Energi dan Industri di Kalimantan Timur

Drs. Hasnedi, M.Si.

(2)

LATAR BELAKANG

Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012 1

 Keputusan pemerintah mengurangi pemakaian BBM dan BBG dari minyak bumi, dan meningkatkan pemakaian batubara dan bahan bakar alternatif.

 Cadangan batubara dan limbah biomassa di daerah Kalimantan Timur masih cukup besar, namun membutuhkan teknologi pengolahan yang lebih baik guna melindungi daerah tersebut dari pencemaran lingkungan.

 Kelebihan proses pirolisa ini adalah peralatannya yang bisa dibuat sederhana sehingga biaya pembuatan plant dapat lebih murah dan terjangkau oleh industri kecil.

 Produk yang dihasilkan adalah bahan bakar gas, bahan bakar padat dan juga

bahan bakar cair, dimana pada proses ini tidak ada produk sampingan atau

buangan yang akan mencemari lingkungan.

(3)

PERMASALAHAN

• Apakah pemanfaatan batubara dan biomassa dengan proses pirolisa ini dapat diterapkan di daerah yang mempunyai potensi bahan bakunya, dalam rangka mendukung peningkatan pemanfaatan sumber daya daerah Kaltim menjadi sumber energi dan bahan baku industri?

 Karena proses pirolisa ini akan dihasilkan:

 Gas berguna sebagai sumber energi di rumah tangga dan untuk pembangkit listrik.

 Tar berguna sebagai bahan baku industri bahan bakar minyak.

 Kokas berguna sebagai sumber energi pengecoran logam maupun

sebagai bahan reduktor pada pabrik baja.

(4)

METODOLOGI

• Ruang Lingkup Kegiatan

 Proses Pirolisa pada prinsipnya adalah memanaskan batubara pada suhu tertentu dengan jumlah oksigen yang terbatas. Reaksi pembakaran parsial tersebut akan menghasilkan syngas, tar dan kokas sebagai produk.

• Fokus Kegiatan

 Sumber energi baru dan terbarukan

• Tahapan – Metode Pelaksanaan Kegiatan

 Persiapan dan perakitan peralatan Pirolisa yang dilaksanakan oleh tim pirolisa PTPSE.

 Uji coba pelaksanaan pengoperasian alat pirolisa di laboratorium PTPSE Serpong.

 Melaksanakan analisa terhadap produk yang dihasilkan.

 Melakukan evaluasi dan analisa ekonomis.

 Sosialisasi ke pemilik tambang ataupun daerah yang mempunyai sumberdaya batubara dan biomasa.

 Melaksanakan evaluasi akhir tim pirolisa bersama mitra di daerah.

(5)

• Perkembangan dan Hasil Kegiatan

Perkembangan dan Hasil Kegiatan

Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Produktivitas Litbang 2012 4

0 10 20 30 40

H2 O2 N2 CH4 CO CO2

% Komposisi

Komponen Syngas Sekam Padi

500 oC 600 oC 700 oC 0

5 10 15 20 25 30 35

H2 O2 N2 CH4 CO CO2

% Komposisi

Komponen Syngas Batubara Ecocoal

600 oC 700 oC

800 oC 0

10 20 30 40 50

H2 O2 N2 CH4 CO CO2

% Komposisi

Komponen Syngas Serbuk Gergaji Kayu Samarinda

600 oC 700 oC 800 oC

Komponen dalam syngas yang berperan penting dalam nilai kalor gas adalah metana. Komposisi metana tertinggi berasal dari :

• Batubara sebesar 23,27% (T = 800

^o

C)

• Serbuk gergaji sebesar 15.68% (T = 700

^o

C)

• Sekam padi sebesar 8,92% (T = 500

^o

C)

(6)

 Nilai kalor Syngas

Umpan GHV (kcal/kg) NHV (kcal/kg)

600 ôC 700 ôC 800 ôC 600 ôC 700 ôC 800 ôC

Batubara 5.569,18 7.246,39 7.699,72 4.949,32 6.420,04 6.831,54 Serbuk gergaji

kayu Samarinda 2.690,27 5.872,99 5.680,25 2.441,01 5. 286,95 5.107,82 500 ôC 600 ôC 700 ôC 500 ôC 600 ôC 700 ôC Sekam Padi 1.966,78 1.959,34 1.922,56 1.776,61 1.773,92 1.720,29

Nilai kalor syngas dari yang tertinggi yaitu:

• Batubara sebesar GHV 7.699,72 kcal/kg dan NHV 6.831,54 kcal/kg (T = 800^oC)

• Serbuk gergaji sebesar GHV 5.872,99 kcal/kg dan NHV 5. 286,95 kcal/kg (T = 700^oC)

• Sekam padi sebesar GHV 1.966,78 kcal/kg dan NHV 1.776,61 kcal/kg (T = 500^oC) Gambar 1. Nyala

api dari syngas batubara Ket:

Nyala sangat baik

Gambar 2. Nyala api dari syngas

serbuk gergaji kayu Samarinda Ket:

Nyala sangat baik

Gambar 4. Nyala api dari syngas sekam padi Ket:

Nyala kurang baik

(7)

• Kesimpulan:

 Komponen dalam syngas yang berperan penting dalam nilai kalor gas adalah metana.

 Dari hasil penelitian, didapatkan bahwa syngas dengan komposisi metana tertinggi berasal dari umpan batubara yaitu sebesar 23,27% (pada suhu 800ôC), disusul umpan serbuk gergaji sebesar 15.68% (pada suhu 700ôC) dan umpan sekam padi sebesar 8,92% (pada suhu 500ôC).

 Nilai kalor syngas dari yang tertinggi yaitu batubara sebesar GHV 7.699,72 kcal/kg dan NHV 6.831,54 kcal/kg (T = 800^oC), serbuk gergaji sebesar GHV 5.872,99 kcal/kg dan NHV 5. 286,95 kcal/kg (T = 700^oC), dan sekam padi sebesar GHV 1.966,78 kcal/kg dan NHV 1.776,61 kcal/kg (T

= 500^oC)

 Komposisi produk pirolisa batubara Samarinda yaitu 24,1 % gas, 42,9 % kokas, dan 33,1 % tar.

Sedangkan produk pirolisa batubara Ecocoal yaitu 18,7 % gas, 59,6 % kokas, dan 21,7 % tar.

Produk gas yang dihasilkan bagus dan kokas yang dihasilkan cocok diproduksi dengan peralatan pirolisa yang telah dirancang (karena kokas yang dihasilkan tidak menggumpal sehingga mudah dikeluarkan dari reaktor).

(8)

SINERGI KOORDINASI

• Lingkup dan bentuk koordinasi yang dilakukan

 Koordinasi dengan Balitbangda dan industri kecil

• Nama lembaga yang diajak koordinasi

 Balitbangda Kalimantan Timur Divisi Pertambangan

 PT. Bukit Baiduri Energi (BBE)

• Strategi pelaksanaan koordinasi

 Koordinasi awal dilakukan dengan pihak Ristek terkait dengan program MP3I serta lokus dan fokus yang ditentukan

 Koordinasi dengan pihak Kalimantan Timur dalam hal ini diwakili oleh Balitbangda Kaltim.

 Koordinasi di Kalimantan dengan pihak Balitbangda serta mitra terkait. Selain itu dilakukan pengambilan sampel beruapa batubara.

 Koordinasi terakhir yaitu dilaksanakannya sosialisasi ke pada Balitbangda dan mitra terkait.

• Signifikansi capaian koordinasi yang dilakukan

 Sudah didapat sampel batubara dari Samarinda.

 Pertemuan dengan Balitbangda Kaltim dan Dinas Pertambangan dan Energi Kaltim

(9)

PEMANFAATAN HASIL KEGIATAN

• Kerangka dan strategi pemanfaatan hasil kegiatan

 Tahap pertama dilakukan uji coba peralatan pirolisa skala lab, kemudian di scale up menjadi bench hingga pilot berkapasitas 10‐15 kg/hari.

 Pendekatan dan sosialisasi ke Pemda Kaltim untuk bekerjasama dalam menerapkan pemanfaatan batubara dan biomasa dengan proses Pirolisa

• Wujud ‐ bentuk pemanfaatan hasil kegiatan

 Pembangunan pilot plant pirolisa.

• Data (jumlah dan demografi) pihak yang memanfaatkan hasil kegiatan

 Jumlah belum ada. Pihak yang memanfaatkan hasil kegiatan yaitu produsen batubara dan penghasil limbah kayu di sekitar tambang batubara dan hutan.

• Signifikansi pemanfaatan yang dirasakan pihak penerima manfaat hasil kegiatan

 Gas produk dapat dengan mudah dimanfaatkan oleh industri dan rumah tangga.

 Kokas dapat digunakan sebagai bahan bakar pada industri logam.

(10)

POTENSI PENGEMBANGAN KE DEPAN

• Rancangan Pengembangan ke depan

 Pengembangan skala seperti bench scale atau pilot, dengan mengacu pada prototipe yang sudah ada.

 Modifikasi pada beberapa bagian, seperti modifikasi pada sistem heater yang saat ini menggunakan listrik, untuk ke depannya menggunakan panas dari batubara.

• Strategi Pengembangan ke depan

 Melakukan kerjasama dengan mitra atau dengan Balitbangda Kalimantan Timur, untuk melakukan pengembangan skala laboratorium.

 Bersama dengan mitra industri menyelidiki dan meneliti teknologi pirolisa skala laboratorium.

 Bersama dengan mitra industri dan Balitbangda mengembangkan skala alat pirolisa menjadi skala pilot plant yang digunakan untuk mendukung industri batubara maupun biomassa hulu.

• Tahapan Pengembangan ke depan Lab

Data kondisi optimum Data analisa GC, uji proximate,

nilai kalor, sulfur

Scale up

Bench

Scale up

Pilot

(11)

FOTO KEGIATAN

• Foto Koordinasi dengan pihak terkait

• Foto Pelaksanaan dan Hasil kegiatan

•Foto Pemanfaatan Hasil Kegiatan – Sosialisasi – Pelatihan

(12)

TERIMA KASIH

Tim Peneliti:

Nurdiah Rahmawati, ST.

Galuh Wirama Murti, ST.

Al Hakam, SE.

Nugroho Adi Sasongko, ST., M.Sc.