TUGAS KARYA TULIS PENDIDIKAN LINGKUNGAN HIDUP Kelas XII IPA Semester II-2011/2012
PENGOPTIMALAN POTENSI BIOETANOL DI INDONESIA
Oleh
MIRZA ILMAWAN HAKIM NIS : 9332
XII-IPA 3
SMAN 1 KEDUNGWARU
ABSTRAK
PENGOPTIMALAN POTENSI BIOETANOL DI INDONESIA MIRZA ILMAWAN HAKIM
NIS : 9332
ABSTRAK
Pertambahan jumlah penduduk, kemajuan teknologi, dan peningkatan perekonomian menyebabkan peningkatan konsumsi energi di Indonesia. Apabila peningkatan tersebut dibiarkan, konsumsi energi Indonesia, yang didominasi oleh bahan bakar fosil, akan menyebabkan penurunan kualitas udara sekitar dan peningkatan emisi gas rumah kaca. Selain itu, produksi minyak dan gas Indonesia saat ini semakin mengalami penurunan sehingga tidak mampu lagi memenuhi kebutuhan energi. Kepedulian terhadap permasalahan-permasalahan di atas menyebabkan pemerintah mendorong peningkatan penyediaan sumber energi melalui pemanfaatan sumber energi baru dan terbarukan (EBT).
Biomassa merupakan salah satu bentuk EBT yang tersedia dalam jumlah besar. Biomassa memiliki berbagai variasi rute konversi termokimia. Salah satu rute yang cukup menjanjikan adalah kombinasi antara gasifikasi biomassa dan sintesis Fischer Tropsch (BGFT). Biomassa digasifikasi kemudian produk gas yang telah dibersihkan digunakan dalam sintesis FT untuk menghasilkan hidrokarbon rantai panjang yang kemudian dikonversikan menjadi diesel ramah lingkungan.
Permasalahan utama dalam pengaplikasian sistem BGFT di Indonesia adalah ketersediaan nasional yang melimpah namun tidak terpusat di satu lokasi tertentu. Selain itu, sistem BGFT merupakan teknologi yang mahal, sehingga perlu dikaji mengenai kapasitas sistem BGFT yang ekonomis terkait dengan ketersediaan biomassa di Indonesia. Oleh karena itu melalui penelitian ini akan disusun rencana usaha sistem konversi biomassa menjadi bahan bakar Fischer Tropsch melalui rute gasifikasi.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya tulis yang berjudul “Memaksimalkan Potensi Bioetanol di Indonesia”. Karya tulis ini dibuat untuk penuntasan tugas laporan ilmiah Mata Pelajaran Pendidikan Lingkungan Hidup (PLH). Penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu penyusunan laporan penelitian ini :
Devit Romy S, S. Si, M. Pd selaku guru pembimbing, atas segala saran, bimbingan, dan arahannya,
orang tua dan keluarga yang selalu memberikan dukungan,
seluruh teman-teman XII-IPA3 SMAN 1 Kedungwaru th. 2012 yang memberikan perhatian, semangat, dukungan, dan kerjasama dalam menyelesaikan laporan ini,
semua pihak yang telah membantu dalam penulisan laporan ini.
Penulis mengharapkan kritik, saran, dan masukan dari pembaca demi peningkatan kualitas laporan ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan terutama dalam bidang kualitas lingkungan hidup.
Tulungagung, 5 Maret 2012
DAFTAR ISI
A. Potensi – potensi bioetanol di Indonesia...9
1. Potensi Sumber Bioetanol...9
2. Potensi Pemanfaatan Bio-Etanol...9
3. Ketersediaan bahan baku bioetanol di Indonesia...9
B. Contoh Proses Pembuatan Bioetanol...11
1. Pemrosesan Bahan...11
2. Skema Pengolahan Bahan Baku...12
C. Pengoptimalan Potensi Bioetanol di Indonesia...14
2. Bioetanol dalam Instruksi Presiden...15
3. Manfaat Penggunaan Bioetanol...16
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN...17
A. Kesimpulan...17
B. Saran...17
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pertambahan jumlah penduduk, kemajuan teknologi, dan peningkatan perekonomian menyebabkan peningkatan konsumsi energi di Indonesia. Namun peningkatan kebutuhan akan konsumsi energi tersebut tidak diiringi dengan kestabilan harga dan pasokan energi yang mencukupi (Gambar I.1), sehingga memunculkan permasalahan keamanan ketersediaan energi[1]. Dalam Blue Print Energi Nasional 2005 – 2025, dinyatakan bahwa cadangan minyak bumi nasional hanya tersisa hingga 18 tahun ke depan. Rincian potensi energi nasional (2004) diberikan pada Tabel I.1 [2].
Tabel I.1 Potensi Energi Nasional (2004) Minyak 86,9 miliar
barel
9 miliar barel 500 juta barel 18
Gas 384,7 TSCF 182 TCSF 3,0 TSCF 61
Batubara 57 miliar ton 19,3 miliar ton 130 juta ton 147 Sumber: Blueprint Energi Nasional 2005-2025
Penggunaan energi fosil seperti minyak bumi, gas, dan batu bara juga memunculkan isu lingkungan dalam hal emisi CO2 dan pemanasan global. Gas rumah kaca seperti karbondioksida (CO2), metana (CH4), dan NO2 membentuk lapisan di atmosfir yang dapat menahan panas yang akan keluar dari bumi sehingga menyebabkan atmosfir bumi semakin panas (pemanasan global). Selain CO2, penggunaan bahan bakar fosil juga menghasilkan emisi polutan seperti CO, NO, SO2, VOC, POP, PAH, partikulat, logam beracun (Cd, Hg, As, dll.) ke udara. Kepedulian terhadap permasalahan-permasalahan di atas mendorong keluarnya kebijakan pengurangan konsumsi bahan bakar fosil dan peningkatan penggunaan energi baru terbarukan (EBT) yang dituangkan dalam bentuk sasaran bauran energi primer nasional 2025 sebagaimana diilustrasikan pada Gambar I.2 [3]. Salah satu upaya untuk memenuhi target bauran energi nasional tersebut adalah penggalakkan penggunaan biomassa sebagai sumber energi.
juta ton pada tahun 2009 juga menghasilkan limbah biomassa berupa sekam padi sebanyak 35 % atau sekitar 21 juta ton.
B. Pembatasan Masalah
Hal yang dijadikan batasan adalah pengoptimalan produksi dan penggunaan bioetanol dari biomassa di Indonesia.
C. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah, identifikasi masalah dan pembatasan masalah tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Apakah pengertian dari ”Biomassa” dan ”Bioetanol” ?
2. Bagaimana cara pengolahan biomassa untuk menjadi bioetanol ? 3. Bagaimana cara meningkatkan kesadaran masyarakat akan pentingnya
bioetanol ?
D. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan karya ilmiah ini adalah :
1. Untuk membuka pengetahuan mengenai Bioetanol.
2. Untuk mengetahui pengolahan biomassa untuk menjadi bioetanol dalam lingkup lingkungan sekitar.
3. Untuk meningkatkan kesadaran masyarakat akan pentingnya bioetanol.
E. Metode Penulisan
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Pengertian Biomassa
Biomassa adalah bahan organik yang dihasilkan melalui proses fotosintetik, baik berupa produk maupun buangan. Contoh biomassa antara lain adalah tanaman, pepohonan, rumput, limbah pertanian, limbah hutan, tinja dan kotoran ternak. Selain digunakan untuk tujuan primer serat, bahan pangan, pakan ternak, minyak nabati, bahan bangunan dan sebagainya, biomassa juga digunakan sebagai sumber energi (bahan bakar). Yang digunakan adalah bahan bakar biomassa yang nilai ekonomisnya rendah atau merupakan limbah setelah diambil produk primernya (Pari dan Hartoyo, 1983).
Biomassa, dalam industri produksi energi, merujuk pada bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar atau untuk produksi industrial. Umumnya biomassa merujuk pada materi tumbuhanyang dipelihara untuk digunakan sebagai biofuel, tapi dapat juga mencakup materi tumbuhan atau hewan yang digunakan untuk produksi serat, bahan kimia, ataupanas. Biomassa dapat pula meliputi limbah terbiodegradasi yang dapat dibakar sebagai bahan bakar. Biomassa tidak mencakup materi organik yang telahtertransformasi oleh proses geologis menjadi zat seperti batu bara atau minyak bumi (id.wikipedia.org).
Tabel II.1 Potensi energi biomassa di Indonesia
Sumber energi Produksi
106 ton/thn
Sumber : The Potential of Biomass Residues as Energy Sources in Indonesia. Dewi dan Siagian, (1992).
2. Pengertian Bioetanol
Bioetanol adalah etanol atau etil alkohol (C2H5OH), berbentuk cair,bening tidak berwarna, biodegradable, dan tidak menyebabkan korosi (Anonimous, 2006). Bioetanol diproduksi dengan cara fermentasi menggunakan bahan baku hayati, sedangkan etanol dapat dibuat dengan cara sintesis.
Secara garis besar, langkah dasar yang dibutuhkan untuk memproduksi etanol adalah fermentasi jamur khamir, distilasi, dehidrasi, dan denaturasi. Sebelum dilakukan fermentasi, beberapa tanaman membutuhkan hidrolisis karbohidrat seperti selulosa dan amilum menjadi gula. Hidrolisis selulosa disebut sebagai selulosis. Enzim digunakan untuk mengubah amilum menjadi gula.
3. Potensi Bahan Baku
Miscanthus 7300 L/ha,780 g/acre 37%–73% Produksi etanol bergantung dari kemajuan teknologi selulosa.
Switchgrass 3100–7600 L/ha, 330–810 g/acre
37%–73% Produksi etanol bergantung dari kemajuan teknologi selulosa. Usaha peranakan dilakukan untuk
campuran dari rumput perennial lainnya.
Poplar 3700–6000 L/ha,
400–640 g/acre 51%–100%
Tanaman cepat tumbuh. Produksi etanol bergantung dari kemajuan teknologi selulosa. Jika proyek pengurutan genomik tanaman ini selesai, maka bisa diusahakan untuk meningkatkan hasil tanaman.
Tanaman yang digunakan sebagai sumber utama untuk etanol di Brasil Pabrik pemrosesan terbaru dapat membakar residu yang tidak digunakan untuk etanol untuk menghasilkan listrik. Hanya tumbuh di iklim tropis dan subtropis.
Sorgum manis
2500–7000 L/ha,
270–750 g/acre Tidak ada data
Produksi etanol dapat menggunakan teknologi yang ada saat ini. Tumbuh di tempat beriklim tropis dan sedang, tapi hasil etanol tertinggi bisa didapat kalau ditanam di tempat tropis. Tidak dapat disimpan lama.
Digunakan sebagai tanaman utama penghasil bioetanol di Amerika Serikat. Saat ini hanya kernelnya saja yang dapat diproses. Pengembangan
teknologi selulosa akan memungkinkan brangkasannya digunakan juga dan dapat meningkatkan hasil etanol sampaui 1.100 - 2.000 liter/ha.
Sumber: Nature 444 (7 December 2006): 673-676.
METODE PENULISAN
A. Jenis Penulisan
Tulisan dalam karya tulis ini bersifat kajian pustaka atau library research. Data yang diperoleh disajikan secara deskriptif yang disertai dengan analisis sehingga menunjukkan suatu kajian ilmiah yang dapat dikembangkan dan diterapkan lebih lanjut.
B. Objek Penulisan
Objek tulisan ini adalah potensi dari bioetanol sebagai bahan bakar alternatif di Indonesia. Dengan adanya pemanfaatan ini diharapkan dapat menambah wawasan terhadap pentingnya penghematan bahan bakar menggunakan Energi Baru dan Terbarukan (EBT).
C. Teknik Pengambilan Data
Informasi yang dikumpulkan adalah informasi yang berkaitan dengan tanaman yang berpotensi sebagai bahan baku bioetanol. Informasi ini diperoleh dari berbagai literatur baik berupa majalah, jurnal ilmiah, internet maupun buku yang relevan dengan objek yang akan dikaji.
D. Prosedur Penulisan
Setelah dilakukan pengumpulan data informasi, semua hasil diseleksi untuk mengambil data dan informasi yang relevan dengan masalah yang dikaji. Untuk menyajikan masalah yang akan dibahas, maka dalam tulisan ini penyajian dibagi atas tiga pokok bahasan, yaitu:
1. Potensi – potensi bioetanol di Indonesia 2. Contoh proses pembuatan bioetanol
3. Pengoptimalan potensi bioetanol di Indonesia
Tulisan ini memiliki kerangka berpikir dalan proses penulisannya. Kerangka atau alur berpikir digunakan untuk mempermudah proses penulisan. Adapun kerangka berpikir dalam tulisan ini akan dijelaskan di bawah ini :
1. Latar Belakang
(Seperti yang tertera di BAB I, PENDAHULUAN)
2. Perumusan Masalah
(Seperti yang tertera di BAB I, PENDAHULUAN)
3. Studi Literatur
· Tinjauan tentang bioetanol
· Tinjauan tentang potensi bahan baku bioetanol di Indonesia
· Tinjauan tentang Pengoptimalan penggunaan bioetanol di Indonesia
4. Pembahasan
· Potensi – potensi bioetanol di Indonesia · Contoh proses pembuatan bioetanol
· Pengoptimalan potensi bioetanol di Indonesia
PEMBAHASAN
A. Potensi – potensi bioetanol di Indonesia 1. Potensi Sumber Bioetanol
Selain tetes atau mollase, tanaman lain yang dapat dipergunakan sebagai bahan baku produksi ethanol (bio-ethanol) adalah ubi kayu, ubi jalar, jagung, dan sagu. Dari semua jenis bahan baku tersebut, di Indonesia ubi kayu mempunyai potensi lebih besar sebagai bahan baku pembuatan ethanol. Hal ini disebabkan ubi kayu dapat ditanam hampir di semua jenis tanah mulai dari lahan yang subur sampai ke lahan kering, bahkan lahan kritis sekalipun.
2. Potensi Pemanfaatan Bio-Etanol
Ethanol/bio-ethanol apabila dicampur dengan premium dapat meningkatkan nilai oktan, dimana nilai oktan untuk ethanol/bio-ethanol 98% adalah sebesar 115, selain itu mengingat ethanol/bio-ethanol mengandung 30% oksigen, sehingga campuran ethanol/bio-ethanol dengan gasoline dapat masuk katagorikan high octane gasoline (HOG), dimana campuran sebanyak 15% bioethanol setara dengan pertamax (RON 92) dan campuran sebanyak 24% bioethanol setara dengan pertamax plus (RON 95).
3. Ketersediaan bahan baku bioetanol di Indonesia
Sebagai negara agraris dengan tingkat kesuburan yang tinggi, Indonesia memiliki potensi yang besar akan ketersediaan hasil pertanian sebagai bahan baku bioetanol yang berasal dari berbagai sumber karbohidrat dan gula.
Bahan Baku Kandungan GulaDalam Bahan Jenis Konsumsi (Kg) (Kg) Bio-etanol(Liter)
Ubi Kayu 1000 250-300 166.6 6,5:1
Ubi Jalar 1000 150-200 125 8:1
Jagung 1000 600-700 200 5:1
Sagu 1000 120-160 90 12:1
Tetes 1000 500 250 4:1
Tabel IV.1 Konversi bahan baku tanaman yang mengandung pati atau karbohidrat dan tetes menjadi bio-ethanol
Tabel IV.2 Sumber, hasil panen dan rendemen alkohol sebagai hasil konversi
1. Pemrosesan Bahan
Secara umum teknologi proses produksi ethanol/bio-ethanol tersebut dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu:
a. GELATINISASI
Dalam proses gelatinasi, bahan baku ubi kayu, ubi jalar, atau jagung dihancurkan dan dicampur air sehingga menjadi bubur, yang diperkirakan mengandung pati 27-30 persen.
b. FERMENTASI
Proses fermentasi dimaksudkan untuk mengubah glukosa menjadi ethanol/bio-ethanol (alkohol) dengan menggunakan yeast. Alkohol yang diperoleh dari proses fermentasi ini, biasanya alkohol dengan kadar 8 sampai 10 persen volume.
c. DISTILASI
Untuk memurnikan bioetanol menjadi berkadar lebih dari 95% agar dapat dipergunakan sebagai bahan bakar, alkohol hasil fermentasi yang mempunyai kemurnian sekitar 40% tadi harus melewati proses destilasi untuk memisahkan alkohol dengan air dengan memperhitungkan perbedaan titik didih kedua bahan tersebut yang kemudian diembunkan kembali.
C. Pengoptimalan Potensi Bioetanol di Indonesia 1. Bioetanol Lebih Ramah Lingkungan
Penggunaan bioetanol sebagai campuran bahan bakar minyak (BBM) dapat mengurangi emisi karbon monooksida dan senyawa lain(asap, gas, dan partikel padat timbal) dari kendaraan. Hal ini sudah dibuktikan oleh beberapa negara yang sudah lebih dulu mengaplikasikan bioetanol tersebut, seperti Brasil dan Jepang. Perkembangan bisnis bioetanol di Indonesia seharusnya juga bisa menyamai kedua negara tersebut. Dengan melimpahnya bahan baku, seharusnya kita bisa menggantikan sebagian pemakaian BBM yang sudah semakin langka dengan bioetanol. Selain untuk bahan bakar, bioethanol (FGE) dapat digunakan untuk industri kimia, farmasi, kedokteran, kosmetik, bahan baku aneka minuman, dan sebagainya.
Gambar Kompor Bioetanol
Untuk kompor rumah tangga, perbandingan (rasio) penggunaan bioetanol dan minyak tanah adalah 1:3. Artinya adalah dengan 3 liter minyak tanah efisiensi panas yang dihasilkan akan setara dengan satu liter bioetanol. Dengan volume 100cc bioetanol akan membuat api menyala sekitar 30 - 40 menit. Bahkan menurut peneliti bioetanol Ir Sri Nurhatika MP di ITS, Surabaya, mengemukakan penggunaan bioetanol akan lebih efisien lagi karena 1 liter bioetanol sama dengan 9 liter minyak tanah. Bahan baku untuk pembuatan bioetanol terbagi tiga, yaitu bahan berpati, bergula, dan bahan berselulosa. Bahan baku bergula, misalnya adalah tebu, nira, dan aren. Sedangkan bahan berpati, misalnya sagu, ubi kayu, jagung, biji sorgum, dan kentang manis. Bahan ini umumnya dimakan oleh manusia. Sehingga sebaiknya pengembangan bioetanol masa depan lebih ditujukan kepada penggunaan bahan yang tidak dikonsumsi manusia, sehingga tidak mengganggu ketahanan pangan nasional. Selanjutnya bahan berlignoselulosa contohnya adalah TKKS, dimana polimer selulosa lebih sulit diuraikan (dihidrolisis) daripada polimer pati dan hal ini perlu diperhatikan
2. Bioetanol dalam Instruksi Presiden
3. Manfaat Penggunaan Bioetanol
Berbagai kelebihan dari penggunaan bioetanol yang patut dipertimbangkan :
a. Mengurangi kebutuhan BBM, khususnya Premium. b. Mengurangi efek rumah kaca.
c. Bebas zat berbahaya seperti Co, Nox dan UHC d. Diversifikasi Energi
e. Menciptakan Teknologi berwawasan Lingkungan.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Bioetanol diharapkan dapat merupakan bahan bakar alternatif masa depan yang ramah lingkungan dan bersifat renewable, untuk menggantikan sebagian atau melengkapi konsumsi bahan bakar fosil (minyak bumi) yang kurang ramah lingkungan dan persediaannya semakin terbatas. Di Indonesia terdapat berbagai macam bahan baku berkarbohidrat tinggi yang potensial untuk dikonversi menjadi bioetanol seperti sagu, tandan kosong kelapa sawit, ganyong, nira sorgum, tetes tebu, jerami padi dan bonggol pisang. Diantara berbagai macam bahan baku tersebut, sagu cukup menarik perhatian untuk dimanfaatkan patinya sebagai bahan konversi menjadi bioetanol. Ini disebabkan potensi hutan alam sagu Indonesia sangat luas, akan tetapi belum dimanfaatkan secara optimal. Mengingat variasi genetik sagu yang terbesar di dunia, Indonesia berpeluang besar untuk mengembangkan sagu tersebut sebagai sumber energi alternatif masa datang. Untuk menutupi kebutuhan pangan dari sagu hanya 5% dari potensinya yang ada, sehingga sisanya dapat dimanfaatkan sebagai sumber bioetanol. Untuk pengembangan budidaya sagu, masyarakat selama ini sudah mengenal teknik perbanyakan tanaman sagu secara vegetatif, sehingga untuk mendorong masyarakat lebih giat membudidayakan sagu tidak sulit. Pemanfaatan hutan alam sagu, maupun hutan tanaman sagu, yang diiringi pengembangan budidaya serta berdirinya industri bioetanol dapat menciptakan lapangan pekerjaan, sehingga akhirnya diharapkan dapat meningkatkan kesejahteraan masyarakat.
B. Saran
Sehubungan dengan studi pustaka yang ada, maka saran yang dapat dikemukakan adalah :
upaya pencapaiannya untuk produksi, distribusi dan pemakaian bio-ethanol serta penjabaran agenda dan program implementasi yang konkret. 2. Melakukan inventarisasi dan evaluasi secara rinci berbagai peluang dan
tantangan untuk investasi bio-ethanol, khususnya berbagai insentif yang diperlukan
3. Membangun rantai tata niaga bio-ethanol secara bertahap yang difasilitasi oleh Pemerintah
DAFTAR PUSTAKA
1. Biomassa, http://id.wikipedia.org. 2. Bioetanol, http://id.wikipedia.org.
3. Pusat Data dan Informasi Pertanian, Departemen Pertanian Republik Indonesia, http://deptan.go.id.
4. Bioetanol bahan baku singkong. http:// www.acehforum.or.id. 5. Ubi kayu dan bahan bakar terbarukan. http://www.banjarmasin.net/
pedoman%Bahan%bakar%terbarukan.
6. Apa itu Bioetanol ?. http://www.nusantara-agro-industri.com. 7. Kebun penghasil bensin – bioetanol. http:/www.trubus-online.com. 8. Bio Ethanol Alternatif BBM. http://www. energibio.com.
9. Berbagai hasil pencarian dari http://www.google.com. 10. Kamus Besar Bahsa Indonesia.
