SOLUSI BBM BERSUBSIDI UNTUK SEPEDA MOTOR: SUBTITUSI BBM DENGAN LPG. Maymuchar, Cahyo Setyo Wibowo, Dimitri Rulianto, Reza Sukaraharja

(1)

Topik Utama

SOLUSI BBM BERSUBSIDI UNTUK SEPEDA MOTOR:

SUBTITUSI BBM DENGAN LPG

Maymuchar, Cahyo Setyo Wibowo, Dimitri Rulianto, Reza Sukaraharja

Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS”

maymuchar@lemigas.esdm.go.id

1. PENDAHULUAN

Pertumbuhan jumlah sepeda motor di Indonesia diperkirakan semakin tidak terkendali sebagai akibat sistem angkutan umum yang buruk, mahalnya biaya transportasi, dan kemacetan lalu lintas yang semakin parah (Abdullah, 2010). Dalam 10 tahun terakhir, terhitung sejak tahun 2000 hingga 2009, kenaikan jumlah sepeda motor meningkat lebih dari 300%, yakni dari hampir 21 juta buah menjadi lebih dari 87 juta buah (Jaya, dkk., 2010; Gambar 1). Untuk DKI Jakarta saja, jumlah sepeda motor nyaris melebihi jumlah penduduk DKI Jakarta, yaitu 8.523.157 orang 1)_{. Jika dipakai hitungan}

S A R I

Pertumbuhan kendaraan khususnya sepeda motor di Indonesia saat ini sangat signifikan. Jumlah jenis sepeda motor merupakan yang terbesar dibandingkan dengan jumlah kendaraan bermotor lain, seperti kendaraan penumpang, kendaraan barang, dan bus, atau sekitar 78% dari total kendaraan bermotor. Kenaikan ini dipicu oleh adanya kenaikan harga bahan bakar minyak (BBM) yang memberikan fenomena beralihnya pengguna kendaraan roda empat ke roda dua. Namun, jika dilihat dari konsumsi energi nasional, fenomena ini membuat kebutuhan energi nasional yang terus meningkat, khususnya atas BBM bersubsidi jenis premium. Melalui sebuah kegiatan litbangyasa, yaitu perancangan fuel system dalam kaitannya dengan aplikasi LPG pada sepeda motor, menunjukkan bahwa konversi BBM ke LPG pada kendaraan sepeda motor merupakan program yang perlu mendapatkan perhatian pemerintah.

Kata kunci : BBM, LPG (liquefied petroleum gas), sepeda motor.

sederhana dengan jumlah sepeda motor kurang lebih 8 juta unit, dan dengan asumsi konsumsi BBM bersubsidi rata-rata 3 liter/hari dan asumsi subsidi BBM sebesar Rp. 1.000 per liter, maka Pemerintah akan menanggung beban subsidi sebesar Rp. 8.7 triliun.

Di lain pihak, cadangan bahan bakar gas (BBG) dalam negeri sebagai bahan bakar alternatif masih cukup banyak tersedia. Bilamana bagian dari cadangan gas tersebut digunakan sebagai bahan bakar sepeda motor maka Pemerintah dapat menghemat beban subsidi BBM dengan signifikan sementara di sisi lain pengguna sepeda motor dapat membeli BBG dengan harga ekonomis.

(2)

Topik Utama

Pemanfaatan LPG sebagai bahan bakar sepeda

motor merupakan suatu alternatif yang menjanjikan jika ditinjau dari aspek ketersediaan sumber energi dan aspek lingkungan. Namun demikian, pemanfaatan LPG sebagai bahan bakar sepeda motor bukan tanpa resiko. Kondisi penyimpanan LPG dalam tabung bertekanan dapat menyebabkan keadaan berbahaya bagi pengguna dan lingkungan sekitarnya. Sistem pembakaran pada sepeda motor berbahan bakar premium juga harus disesuaikan dengan LPG sebagai bahan bakar baru. Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi sistem penyimpanan, penyaluran bahan bakar dan pembakaran LPG sehingga kendaraan dapat beroperasi dengan baik. 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 20,81 23,77 26,08 30,65 35,37 43,81 51,26 64,37 73,16 87,13 0 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 80,000 90,000

dalam ribu unit

Gambar 2. Tabung gas 3 kg (Foto: Widi Agustian, okezone.com)

Gambar 1. Jumlah dan pertumbuhan sepeda motor di Indonesia (Jaya, I., 2010)

Berangkat dari pengalaman dan keberhasilan konversi minyak tanah ke LPG tabung 3 kg (Gambar 2), Puslitbangtek Migas "Lemigas" melakukan litbangyasa pemanfaatan LPG sebagai substitusi BBM jenis premium untuk sepeda motor. Tulisan ini membahas perancangan fuel system dan aplikasi LPG sebagai bahan bakar pada sepeda motor untuk menggantikan BBM jenis premium. Perancangan tersebut meliputi pengujian di laboratorium chassis dynamometer.

2. TINJAUAN LITERATUR

Komponen utama LPG umumnya terdiri atas senyawa propane (C₃H₁₂), propyline atau propena (C₃H₆), butane (C₄H₁₀), butylenes atau butena (C₄H₈), dan sejumlah kecil ethane (C₂H₆), ethylene (C₂H₄), dan penthana (C₅H₁₂). LPG yang digunakan di Indonesia yang dikenal sebagai bahan bakar gas LPG, meliputi bahan bakar gas LPG untuk kebutuhan rumah

(3)

Topik Utama

tangga, industri dan komersial serta untuk

kendaraan bermotor, yaitu bahan bakar gas LPG campuran propana dan butane yang dikenal dengan Elpiji Campuran. Di Indonesia, jenis elpiji ini biasanya mempunyai komponen utama propane + 30% dan butane 70%. Bahan bakar gas LPG untuk kebutuhan khusus dan komersial, yaitu bahan bakar gas Elpiji propana, disebut Elpiji propane.

Elpiji, yang merupakan merek dagang dari LPG atau Liquefied Petroleum Gasses, secara umum bersifat sebagai berikut:

–

Berat jenis gas LPG lebih besar dari udara, yaitu:

>

Butana mempunyai berat jenis dua kali berat jenis udara.

>

Propana mempunyai berat jenis satu setengah kali berat udara.

–

Tidak mempunyai sifat pelumasan terhadap metal.

–

Merupakan solvent yang baik terhadap karet, sehingga perlu diperhatikan terhadap kemasan atau tabung yang dipakai.

–

Tidak berwarna, baik berupa cairan maupun dalam bentuk gas.

–

Tidak berbau, sehingga untuk keselamatan, LPG komersial perlu ditambah zat odor, yaitu ethyl mercaptane yang berbau menyengat seperti petai.

–

Tidak mengandung racun.

–

Bila menguap di udara bebas akan membentuk lapisan karena kondensasi sehingga adanya aliran gas.

–

Setiap kilogram LPG cair dapat berubah menjadi kurang lebih 500 liter gas LPG. Sistem konversi kendaraan berbahan bakar premium atau solar dengan bahan bakar LPG dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu:

a. Sistem Bi-fuel

Sistem bi-fuel merupakan sistem konversi bahan bakar pada kendaraan bermotor, sehingga dapat beroperasi dengan menggunakan dua jenis bahan bakar yang dipilih sesuai dengan jenis bahan bakar yang diperlukan (Gambar 3). Perubahan ke sistem ini dilakukan hanya dengan memasang peralatan konversi (conversion kit) LPG tanpa mengubah sistem bahan bakar konvensional, sehingga kendaraan tersebut dapat beroperasi menggunakan bahan bakar premium atau LPG. Pemilihan penggunaan bahan bakar tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan switch yang dipasang di bagian depan/panel kendaraan. Kelemahan sistem ini adalah belum adanya kesepakatan mengenai

Filter udara Tabung LPG Regulator Tangki Bensin Mixer Karburator Mesin Solenoid valve LPG Solenoid Valve Bensin

(4)

Topik Utama

waktu penyalaan dan bentuk mixer yang

cocok untuk kedua jenis bahan bakar sehingga menyebabkan menurunnya daya dan kecepatan maksimum yang dihasilkan bila kendaraan tersebut menggunakan bahan bakar LPG. Hal ini dikarenakan kendaraan yang digunakan memang telah di desain beroperasi dengan bahan bakar premium. Kelemahan lain adalah sistem ini hanya dapat diterapkan pada kendaraan premium.

b. Sistem Full Dedicated

Sistem full dedicated merupakan sistem konversi bahan bakar pada kendaraan bermotor, sehingga kendaraan tersebut hanya dapat beroperasi dengan bahan bakar LPG saja. Kelebihan sistem ini dapat diterapkan pada kendaraan premium maupun diesel. Pada kendaraan premium, untuk mendapatkan hasil yang baik perlu dilakukan sedikit perubahan dengan menaikkan rasio kompresi satu angka lebih tinggi daripada rasio kompresi kendaraan sebelum dikonversikan, dan waktu penyalaan yang perlu disesuaikan dengan

Filter udara

Tabung LPG

Regulator

Mixer

Karburator

Mesin

Solenoid

valve LPG

Gambar 4. Skema sistem full dedicated

bahan bakar LPG. Sistem full dedicated pada kendaraan premium dapat diubah kembali ke sistem konvensional (Gambar 4). Sedangkan pada kendaraan diesel perubahan yang diperlukan lebih rumit karena kendaraan tersebut harus diubah menjadi kendaraan premium.

Perancangan sepeda motor berbahan bakar LPG yang dilakukan adalah memasang atau menambahkan peralatan konversi pada sepeda motor yang berbahan bakar premium tanpa harus mengubah secara total sistem bahan bakar konvensional tersebut.

3. PERANCANGAN FUEL SYSTEM BAHAN BAKAR LPG PADA SEPEDA MOTOR Pada pemasangan peralatan konversi LPG, penyetelan mesin dioptimalkan untuk menggunakan bahan bakar LPG sehingga dapat diketahui unjuk kerja optimal dari sepeda motor yang menggunakan bahan bakar LPG. Peralatan konversi LPG yang utama pada sepeda motor

(5)

Topik Utama

(Gambar 5) meliputi:

–

Tabung LPG

–

Pipa Tembaga

–

Regulator

–

Mixer

–

Power valve 3.1. Pemasangan Regulator

Regulator dipasang pada rangka besi yang dibuat khusus yang menempel pada bagian rangka sepeda motor agar posisi regulator kokoh dan bebas dari getaran mesin. Posisi regulator diletakkan dekat dengan mesin agar panas yang dihasilkan mesin dapat dimanfaatkan untuk

Gambar 5. Peralatan fuel system bahan bakar LPG untuk sepeda motor

membantu mengubah LPG menjadi gas di dalam regulator (Gambar 6 dan 7). Selain itu posisi regulator dirancang sedemikian rupa agar sisi masuk gas maupun sisi keluar gas ke dan dari regulator dapat memudahkan pemasangan pipa tembaga.

3.2. Pemasangan Tabung LPG

Pemasangan tangki/tabung penyimpan LPG diletakkan pada box yang biasa digunakan untuk penyimpanan helm. Box tersebut diletakkan pada bagian belakang sepeda motor dan letakkan pada bracket yang telah dirancang sehingga kuat untuk menahan beban tangki dan getaran (Gambar 8).

(6)

Topik Utama

Gambar 6. Regulator terpasang pada sepeda motor 150 cc

Gambar 7. Regulator terpasang pada sepeda motor 110 cc

Gambar 8. Box terpasang pada braket Gambar 9. Tabung LPG di dalam box

Pemasangan tabung LPG diletakkan sedemikian rupa sehingga cocok dengan ruang box dan box dapat ditutup. Dalam hal ini tabung dipasang melintang sehingga keseimbangan sepeda motor pada arah kiri dan kanan dapat terjaga (Gambar 9). Selain itu tabung harus diikat sedemikian rupa agar tetap pada kedudukannya dan memudahkan untuk melepas dan memasang tabung.

Untuk menghindari kebocoran, pada bagian bawah box diberi lubang ventilasi mengingat sifat gas LPG lebih berat daripada udara sehingga apabila terjadi kebocoran gas LPG akan lebih mudah keluar dari box (Gambar 10).

4. PENGUJIAN UNJUK KERJA MESIN DI

CHASSIS DYNAMOMETER

Untuk mengetahui pengaruh dan respon mesin sepeda motor akibat adanya perubahan penggunaan bahan bakar, maka sepeda motor tersebut perlu diuji unjuk kerjanya. Jenis pengujian yang dilakukan adalah pengujian di bangku dynamometer (Gambar 11). Persiapan pengujian yang dilakukan meliputi persiapan teknis maupun nonteknis. Persiapan teknis dilakukan terhadap kendaraan uji, baik terhadap yang berhubungan langsung dengan proses pembakaran maupun yang tidak berhubungan langsung tetapi berhubungan dengan

(7)

Topik Utama

keselamatan pada saat dilakukannya pengujian. Persiapan teknis yang berhubungan langsung atau yang mempengaruhi proses pembakaran meliputi pergantian suku cadang sistem pengapian dan memasang suku cadang yang baru dengan setelan yang sesuai dengan spesifikasi mesin uji. Suku cadang sistem pembakaran yang diganti meliputi aki, piston, ring piston, filter bahan bakar, saringan udara, platina, kondensor, dan busi. Sedangkan persiapan teknis yang tidak mempengaruhi proses pembakaran tetapi harus dilakukan

Gambar 10.Sepeda Motor Berbahan Bakar LPG

Gambar 11. Pengujian di Chassis Dynamometer

karena menyangkut pada aspek keselamatan pengemudi/analis dalam melaksanakan pengujian dinamometer meliputi pemeriksaan rem, pergantian oli mesin, rantai, ban, dan pemeriksaan tekanan ban.

Pengujian dilakukan diatas chassis dynamometer serta perangkat fuel consumption tester dan exhaust gas analyzer. Besarnya performa sepeda motor diukur dengan chassis dynamometer dengan simulasi berat pembebanan yang sama. Uji kinerja konsumsi

(8)

Topik Utama

bahan bakar premium dilakukan dengan

flowmeter sedangkan pengukuran konsumsi bahan bakar LPG berdasarkan berat.

Daya maksimum yang dihasilkan oleh sepeda motor berbahan bakar premium adalah sebesar 8,3 HP (Horse Power) pada putaran mesin 6500 rpm. Daya yang dihasilkan meningkat proporsional seiring dengan meningkatnya putaran mesin sampai kepada puncak maksimumnya pada putaran mesin tertentu. Setelah itu pada kecepatan lebih tinggi lagi daya cenderung turun.

Kecenderungan ini dikarenakan semakin tinggi putaran mesin semakin sedikit volume udara -bahan bakar yang masuk ke ruang bakar. Mekanisme katup masuk tidak dapat mengimbangi putaran mesin yang semakin tinggi sehingga udara dan bahan bakar yang masuk berkurang. Semakin tinggi putaran semakin sedikit jumlah bahan bakar dan udara yang masuk sampai pada putaran tertentu dimana terjadi misfiring.

a. Konsumsi Bahan Bakar

Brake specific fuel comsumption (BSFC) sepeda motor berbahan bakar LPG dibandingkan dengan yang berbahan bakar premium lebih rendah, yaitu sebesar 23,4%. Hal ini menunjukkan bahwa sepeda motor LPG lebih efisien dalam penggunaan bahan bakar terhadap daya yang dihasilkan. Gambar 12 menunjukkan perbandingan konsumsi bahan bakar Premium dengan LPG sepeda motor 100 cc dan 150 cc. Untuk sepeda motor 100 cc dan 150 cc berturut turut konsumsi rata-rata bahan bakar sepeda motor berbahan bakar LPG adalah 0,649 kg/jam dan 0,676 kg/jam sedangkan konsumsi rata-rata premium 0,393 kg/jam dan 0,421 kg/jam. Dengan demikian, terjadi penurunan jumlah konsumsi bahan bakar sebesar 39,5% untuk sepeda motor 100 cc dan 37,6% untuk sepedamotor 150 cc.

b. Emisi CO

Emisi CO yang dikeluarkan oleh sepeda motor 110 cc berbahan bakar premium rata-rata 0,8%,

(9)

Topik Utama

sedangkan sepeda motor berbahan bakar LPG

sebesar 0,5%. Penurunan emisi CO untuk sepeda motor 110 cc setelah penggunaan bahan bakar LPG adalah sebesar 33,4%. Sementara itu, perbandingan emisi CO yang dihasilkan oleh sepeda motor 150 cc disajikan pada Gambar 13.

5. PENUTUP

Hasil litbangyasa terhadap sepeda motor berbahan bakar LPG 3 kg membuktikan bahwa penambahan konverter kit, sistem dual fuel, berfungsi dengan baik. Hasil unjuk kerja mesin dan uji emisi atas sepeda motor berbahan bakar LPG memperlihatkan konsumsi bahan bakar gas lebih irit dan emisi beracun CO yang dihasilkan juga lebih sedikit dibanding dengan sepeda motor berbahan bakar premium. Penggunaan Bahan Bakar Gas (BBG) untuk sepeda motor bukan hal yang baru. Inovasi yang ditawarkan dari hasil kegiatan litbangyasa

Gambar 13. Perbandingan Emisi CO antara bahan bakar premium dengan LPG

Kelompok Litbang Aplikasi Produk, Puslitbangtek Migas "LEMIGAS" ini terletak pada pengisian bahan bakar yang tidak harus menunggu selesainya pembangunan Stasiun Pengisi Bahan Bakar Gas (SPBG), tetapi cukup dilakukan di warung-warung sekitar rumah atau bahkan di berbagai outlet waralaba yang ada di setiap pojok kota.

Karena beragamnya jenis dan merek sepeda motor yang beredar di Indonesia, serta untuk menguji unjuk kerjanya, maka diperlukan uji coba pada sepeda motor jenis lain, sekaligus melakukan pengembangan terhadap standar dan safety dari sistem peralatan konversi untuk menghindari trauma ledakan seperti yang terjadi pada kompor LPG 3 kg. Jika semua ini telah dilakukan dan berhasil, maka terbuka kemungkinan untuk memassalkan penggunaan LPG 3 kg pada seluruh sepeda motor yang ada di Indonesia. Pemerintah pun sudah sepatutnya memberikan subsidi dalam bentuk pemberian konverter kit dan tabung gas LPG 3 kg secara

(10)

Topik Utama

gratis pada tahap awal, persis sebagaimana

dilakukan oleh pemerintah pada saat pertama kali dilakukan konversi minyak tanah oleh LPG, yakni dengan membagikan kompor dan tabung LPG 3 kg secara gratis.

Dalam jangka menengah, tidak tertutup kemungkinan pemerintah melarang sepeda motor menggunakan BBM bersubsidi jenis premium, sehingga penghematan subsidi BBM menjadi lebih besar lagi. Sementara dalam jangka panjang, seyogyanya pabrik pembuat sepeda motor memproduksi sepeda motor yang memang dirancang untuk menggunakan LPG.

DAFTAR PUSTAKA

Bartok. W, Sarofin Adel. F, "Fossil Fuel Combustion", A Wiley-interscience Publication, John Wiley & Son Inc, 1991, Canada

Christopher F, Blazek, 1980, "Use of Alternative Fueled Vehicles, Institute of Gas Technology, Chicago, Illinois, USA

Dirjen MIGAS, " Spesifikasi Bahan Bakar Minyak Jenis Premium 88 TT", 2006 Heywood, John B, "Internal Combustion Engine

Fundamentals", Mc Graw Hill, International Edition, 1989, Singapore

Nevers, Noel De, "Air Pollution Control Engineering", Mc Graw Hill, 1995, USA

Owen Keith, Coley Trevor, "Automatic Fuels Reference Book", SAE Inc, Warrentale, 1985 Pallawagau La Puppung, 1986, Penggunaan LPG sebagai Bahan Bakar untuk Motor Bakar, Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi "LEMIGAS", Jakarta

Strehlow Roger. A, "Combustion Fundamentals, Mc Graw Hill, International Edition, 1985, Singapore.

Van Der Weide, et.al, 1981, Gaseous Fuels for Internal Combustion Engines, Internal Agency, New Enegy Conservation Technologies and Their Commercialization, Vol 2, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, New York

Abdullah, Nurudin, 2010, Jumlah sepeda motor tak terkendali, 07 Jun 2010, Bisnis Indonesia Nasional, http://bataviase.co.id/node/ 241350, diunduh 8 Maret 2011

Meryani, A. -, 2009, Konversi Minyak Tanah ke LPG Capai 100%, Okezone, Economy -Industri Jum'at, 25 Desember 2009 - 10:27 wib, http://economy.okezone.com/ read/ 2009/12/25/320/288137/320/konversi-minyak-tanah-ke-lpg-capai-100, diunduh 16 Maret 2011

Jaya, I, Wibowo, C. S., Kaifiah, I., Agustini, 2010, Solusi Pembatasan dan Konservasi Bahan Bakar Minyak Sektor Transportasi di Jabodetabek, Majalah Mineral dan Energi, Vol. 8/No. 3- September 2010, halaman 69-81