BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan energi yang bersumber dari batubara semakin meningkat setiap tahunnya. Menurut data Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Tahun 2022, rencana kebutuhan batubara pada tahun 2022 sebesar 188,9 juta ton, pada tahun 2023 sebesar 195,9 juta ton, dan pada tahun 2024 menembus 209,9 juta ton. Cadangan batubara di Indonesia sendiri cukup melimpah, yaitu sebesar 38,8 miliar ton dengan sumber daya batubara sebesar 143,73 miliar ton (ESDM, 2022). Namun, sebagian besar kualitas batubara yang ada merupakan jenis batubara dengan kualitas yang rendah. Berdasarkan data Pusat Sumber Daya Mineral, Batubara dan Panas Bumi, 2020, batubara kalori rendah memiliki jumlah cadangan sebesar 13,38 miliar ton (34,4% dari total cadangan) dan sebesar 21,88 miliar ton (56,4% dari total cadangan) merupakan batubara kalori sedang.
Penggunaan batubara dengan kualitas rendah secara langsung dapat menurunkan efisiensi pembakaran karena memiliki nilai kalor yang rendah, tinggi kadar air, dan tinggi volatile matter. Selain itu, batubara kualitas rendah memiliki nilai jual yang rendah karena tingginya biaya pengangkutan akibat kandungan air yang tinggi. Oleh karena itu, penggunaannya dapat dioptimalisasi dengan teknologi konversi batubara. Biomassa menjadi salah satu alternatif bahan bakar karena ketersediannya melimpah dan dapat diperbarui. Biomassa dapat diperoleh dari berbagai jenis limbah, salah satunya limbah perkebunan.
Sumber daya hasil perkebunan di Indonesia sangat melimpah, salah satunya adalah perkebunan karet. Berdasarkan catatan data Badan Pusat Statistik Tahun 2022, perkebunan karet terluas ada di Provinsi Sumatera Selatan, yaitu sebesar 919.500 hektare (DataIndonesia.id, 2022). Limbah hasil perkebunan karet ini salah satunya ialah tatal kayu karet yang merupakan serpihan kulit luar kayu hasil buangan dari proses penyadapan karet. Menurut Databoks Tahun 2022, limbah karet/kayu sebesar 1,68% dari total limbah sebesar 886,63 ribu ton di Sumatera Selatan. Tatal kayu karet sendiri mengandung selulosa yang berpotensi sebagai energi alternatif dan pemanfaatannya dapat mengurangi limbah
1
2 perkebunan.
Dalam upaya menekan penggunaan batubara dan mengoptimalkan pemanfaatan energi baru terbarukan, Kementrian ESDM mendorong penggunaan metode co-firing dengan memanfaatkan biomassa sebagai campuran batubara yang tertuang dalam Roadmap Pengembangan dan Pemanfaatan Batubara Tahun 2021. Teknologi co-firing dilakukan dengan cara membakar batubara dan biomassa secara bersamaan sebagai bahan bakar sehingga mampu menekan konsumsi batubara dan mengurangi emisi gas CO2. Penerapan teknologi co-firing dapat dilakukan dengan metode co-pirolisis dan co-gasifikasi. Pada penelitian ini, akan menggunakan metode co-pirolisis untuk mengkonversi batubara kualitas rendah dan limbah biomassa tatal kayu karet menjadi potensi bahan bakar alternatif.
Co-pirolisis merupakan proses dekomposisi senyawa kimia dari campuran batubara dan limbah biomassa dengan pemanasan tanpa adanya oksigen.
Teknologi konversi energi ini dapat meningkatkan nilai kalor batubara dan biomassa sebagai produk bahan bakar dan dapat mengurangi kandungan volatile matter selama pemanasan sehingga meminimalisir emisi pembakaran. Adapun produk yang dihasilkan dari proses ini, yaitu produk gas (syngas), produk cair (bio-oil), dan char/arang. Ada berbagai parameter yang dapat mempengaruhi keberhasilan proses pirolisis, terutama untuk menghasilkan produk biochar, yaitu jenis biomassa, pre-treatment bahan baku, suhu pirolisis, laju pemanasan, waktu tinggal, dan komposisi bahan baku. Parameter operasional ini menjadi faktor penting untuk menghasilkan produk pirolisis yang optimal.
Berdasarkan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Nurfaritsyah et al (2023) metode pirolisis menggunakan bahan baku tatal kayu karet dengan variasi waktu dan temperatur didapatkan kesimpulan bahwa semakin tinggi temperatur dan lama waktu tinggal produk biochar mengalami penurunan. Produk optimal dihasilkan pada temperatur 190oC dan waktu 30 menit dengan rendemen biochar sebesar 60%. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Al Husna et al (2023) menggunakan metode co-pirolisis dari bahan baku tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dan batubara dengan variasi komposisi 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, dan 0:100. Didapatkan yield produk char paling optimal pada suhu 200oC dengan rasio 100% batubara. Disimpulkan bahwa semakin tinggi temperatur reaksi dan
3 penambahan biomassa, maka yield produk char akan semakin menurun.
Pada penelitian ini akan dilakukan kajian terhadap proses co-pirolisis menggunakan bahan baku limbah tatal kayu karet dan batubara, dengan parameter variasi komposisi bahan baku dan perbedaan jenis nilai kalor batubara.
Diharapkan dari penelitian ini didapatkan kondisi operasi terbaik dalam menghasilkan produk co-pirolisis dengan karakteristik biochar yang optimal sebagai pengembangan teknologi konversi batubara.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut, adapun rumusan masalah pada penelitian ini antara lain:
1.
Bagaimana pengaruh variasi komposisi dan perbedaan nilai kalor batubara terhadap kuantitas dan karakteristik produk biochar proses co-pirolisis batubara dan tatal kayu karet?2. Bagaimana menentukan rate of temperature co-pyrolysis dari batubara dan tatal kayu karet berdasarkan variasi komposisi dan perbedaan jenis batubara?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mendapatkan karakteristik produk biochar yang optimal dari proses co- pirolisis batubara dan tatal kayu karet berdasarkan variasi komposisi bahan baku dan beda nilai kalor batubara.
2. Menentukan rate of co-pyrolysis dari batubara dan tatal kayu karet berdasarkan variasi komposisi bahan baku dan jenis batubara.
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Bagi Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK)
Membantu dalam kajian pengembangan teknologi konversi energi dengan co-pirolisis batubara dan tatal kayu karet. Selain itu, diperolehnya metode yang efisien dalam upaya optimalisasi potensi energi alternatif dari biomassa.
4 2. Bagi Masyarakat
Pemanfaatan limbah biomassa dapat mengurangi limbah perkebunan dan penggunaan energi dari produk co-pirolisis dapat mengurangi emisi gas rumah kaca sehingga berdampak positif bagi lingkungan masyarakat.
3. Bagi Institusi Polsri
Dapat dijadikan bahan untuk kajian lanjutan pada penelitian selanjutnya mengenai proses co-pirolisis dan sebagai acuan pembelajaran ataupun objek praktikum pada Jurusan Teknik Kimia.
1.5 Relevansi
Penelitian ini merupakan implementasi mata kuliah Teknik Energi yang mencakup teknologi konversi energi tak terbarukan dan biomassa yang menjadi capaian pembelajaran program studi. Analisis yang akan dilakukan dalam penelitian mengenai proses co-pirolisis ini juga relevan dengan upaya pengembangan teknologi pemanfaatan batubara dalam mengurangi dampak negatif penggunaan batubara.
