Biogas sebagai Peluang Pengembangan Energi Alternatif
Minggu, 04 Februari 07 - oleh : Asep Bayu Dani Nandiyanto
1. Latar Belakang
Dengan timbulnya kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, pemerintah mengajak masyarakat untuk mengatasi masalah energi ini secara bersama-sama karena kenaikan harga yang mencapai 72 dolar/barel ini termasuk luar biasa [1]. Harga ini membuat harga minyak menjadi yang tertinggi sepanjang abad 21. Masalah ini memang sulit sebagaimana yang dikatakan oleh Wakil Presiden Jusuf Kalla bahwa kenaikan harga minyak akan menyebabkan kenaikan subsidi bahan bakar minyak (BBM) pada APBN 2006. Peryataan selanjutnya dikatakan oleh Presiden Susilo Bambang Yudhoyono yang menyatakan bahwa masyarakat perlu untuk melakukan penghematan di segala sisi termasuk penggunaan BBM, listrik, air, dan telepon [2].
Sebetulnya, proses penghematan ini sudah berlangsung sejak dahulu terutama sejak pemerintah melakukan program penghematan energi secara nasional [3]. Dan proses penghematan ini telah berhasil menurunkan pengeluaran negara terutama subsidi pada listrik dan BBM.
Adapun hal yang menyebabkan keharusan setiap warga untuk melakukan proses penghematan adalah karena pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui (unrenewable), sementara permintaan menunjukkan kecenderungan yang terus meningkat dan demikian pula dengan kondisi harga sehingga tidak ada stabilitas keseimbangan antara permintaan dan penawaran. Dengan adanya ketidak- stabilan permintaan dan penawaran ini mengakibatkan peningkatan harga minyak yang terus-menerus hingga saat ini [4]. Salah satu jalan untuk melakukan penghematan BBM adalah dengan mencari sumber energi alternatif terutama yang dapat diperbarui (renewable) [5]. Sebagai contoh, potensi sumber daya alam yang dapat dikembangkan menjadi sumber energi adalah batu bara, panas bumi, aliran sungai, angin, matahari, sampah serta sumber-sumber lain yang berasal dari tumbuh-tumbuhan seperti pohon jarak, dan energi biogas [6].
Dalam paper ini, akan dijelaskan tentang teknologi biogas yang merupakan salah satu sumber energi pengganti minyak bumi. Hal yang menyebabkan biogas menarik perhatian penulis adalah proses pemeliharaan pada pembangkit biogas yang sederhana dan energi yang dihasilkan cukup besar (8900 kkal/m3 gas methan murni) [7].
2. Teknologi Biogas
2.1. Sejarah Penemuan Biogas
Gas methan ini sudah lama digunakan oleh warga Mesir, China, dan Roma kuno untuk dibakar dan digunakan sebagai penghasil panas. Sedangkan, proses fermentasi lebih lanjut untuk menghasilkan gas methan ini pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta (1776). Hasil identifikasi gas yang dapat terbakar ini dilakukan oleh Willam Henry pada tahun 1806. Dan Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), adalah orang pertama yang memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.
Adapun alat penghasil biogas secara anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. Pada akhir abad ke-19, riset untuk menjadikan gas methan sebagai biogas dilakukan oleh Jerman dan Perancis pada masa antara dua Perang Dunia. Selama Perang Dunia II, banyak petani di Inggris dan Benua Eropa yang membuat alat penghasil biogas kecil yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Akibat kemudahan dalam memperoleh BBM dan harganya yang murah pada tahun 1950-an, proses pemakaian biogas ini mulai ditinggalkan. Tetapi, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Oleh karena itu, di India kegiatan produksi biogas terus dilakukan semenjak abad ke-19. Saat ini, negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Nugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat penghasil biogas [5]. Selain di negara berkembang, teknologi biogas juga telah dikembangkan di negara maju seperti Jerman [8].
2.2. Prinsip Teknologi Biogas
Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi (pembusukan) dari sampah organik secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan sehingga dihasilkan gas methan. Gas methan adalah gas yang mengandung satu atom C dan 4 atom H yang memiliki sifat mudah terbakar. Gas methan yang dihasilkan kemudian dapat dibakar sehingga dihasilkan energi panas. Bahan organik yang bisa digunakan sebagai bahan baku industri ini adalah sampah organik, limbah yang sebagian besar terdiri dari kotoran, dan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, serta air yang cukup banyak [5]. Proses ini sebetulnya terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat [5].
Prinsip pembangkit biogas, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry), dan pipa penyaluran biogas yang terbentuk. Di dalam digester ini terdapat bakteri methan yang mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain [5].
Alat biogas ini terbagi atas dua tipe, tipe terapung (floating type) yang dikembangkan di India dan tipe kubah tetap (fixed dome type) yang dikembangkan di China. Tipe terapung terdiri atas sumur pencerna dan di atasnya diletakkan drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester. Bagian sumur dibangun dengan menggunakan bahan-bahan yang biasa digunakan untuk membuat fondasi rumah seperti pasir, batu bata, dan semen. Berbeda halnya dengan tipe terapung, tipe kubah berupa digester yang dibangun dengan menggali tanah, kemudian dibuat bangunan dengan bata, pasir, dan semen yang berbentuk seperti rongga yang ketat udara dan berstruktur seperti kubah (bulatan setengah bola) [5].
Untuk permulaan pembangunan pembangkit biogas memang diperlukan biaya yang relatif besar bagi penduduk pedesaan tetapi alat tersebut dapat dipergunakan untuk menghasilkan biogas selama bertahun-tahun. Keuntungan pembangkit biogas selain sebagai sumber energi adalah untuk mengatasai masalah sampah organik terutama di pedesaan seperti feses, urine, sisa makanan, embrio, kulit telur, lemak, darah, bulu, kuku, tulang, tanduk, isi rumen, dan sebagainya. Sampah ini akan semakin menjadi masalah ketika adanya pengembangan usaha di pedesaan karena semakin berkembang usaha peternakan, maka semakin meningkat limbah yang dihasilkan [7].
2.3. Perhitungan Peluang Pemanfaatan Biogas dalam Mengatasi Masalah BBM
Program penghapusan BBM yang dilaksanakan pada tahun 2005 akan menjadi momentum yang tepat dalam penggunaan energi alternatif seperti biogas. Hal ini bisa dihitung dengan adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan (8900 kkal/m3 gas methan murni) [7].
Hal yang pertama harus diperhitungkan dalam menghitung jumlah energi yang dihasilkan adalah berapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan. Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan jumlah feses dan sampah organik yang dihasilkan setiap hari. Jumlah bahan baku ini akan menentukan berapa jumlah energi dan volume alat pembentuk biogas [5].
Sebagai pertimbangan, telah diketahui di China dan India, dalam 1 hari jumlah feses yang dihasilkan 1 ekor sapi adalah 5 kg [7] dan 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas [1]. Jika diasumsikan bahwa jumlah feses manusia yang dihasilkan sebanyak 0.5 kg/hari/orang, 1 keluarga terdiri dari 5 orang, dan setiap keluarga memelihara 1 ekor sapi, serta 1 desa terdiri dari 40 orang, maka akan didapatkan hasil perhitungan jumlah feses yang dihasilkan sebanyak 140 kg feses/ hari. Dengan jumlah ini, maka biogas yang dihasilkan setiap hari sebanyak 1,75 m3/hari atau sebesar 15.575 kkal/hari.
Hal ini akan semakin mengejutkan dengan adanya perhitungan bahwa jumlah penduduk indonesia berdasarkan data statistik pada tahun 2000 sebanyak lebih dari 200 juta jiwa [9]. Dengan hanya mengandalkan asumsi perhitungan jumlah kotoran manusia tanpa memperhitungan sampah organik dan feses hewan ternak, akan didapatkan hasil feses sebanyak 100 juta kg feses/hari atau 1,25 juta m3/hari atau 11.125 juta kkal/hari. Apabila dengan asumsi konversi 1 J = 4.2 kal maka akan didapatkan hasil total energi yang dihasilkan hanya dari jumlah penduduk adalah sebesar 30.66 MW.
3. Kesimpulan
Dengan jumlah energi yang cukup besar dan tidak adanya pemanfaatan merupakan salah satu penyebab timbulnya masalah baru, terutama masalah pemanasan global karena gas methan ini adalah salah satu gas yang bertanggung jawab terhadap pemanasan global dan perusakan ozon [7]. Di lain pihak, apabila biogas ini dimanfaatkan, maka akan mengurangi kecenderungan penggunaan BBM di masa depan.
4. Daftar Pustaka
1. Kompas, edisi 24 April 2006, ?Wapres: Subsidi BBM Naik, Jika Harga Minyak Melambung?.
2. Liputan6, edisi 24 April 2006, ?Presiden Yudhoyono Mengajak Masyarakat Indonesia Berhemat?.
3. Liputan 6, 7 Juli 2005, ?Hemat Energi Nasional dimulai pekan depan? 5. Burhani Rahman, ?Sumber Energi Alternatif?, 2005 Energi Indonesia
4. Teguh Dartanto, ?BBM, Kebijakan Energi, Subsidi, dan Kemiskinan di Indonesia?, Inovasi, Vol.5/XVII/November 2005
5. Pikiran rakyat, edisi 24 Maret 2006, Benarkah Kita Mengalami Krisis Energi?
6. Eddy Nurtjahya dkk, ?Pemanfaatan Limbah Ternak Ruminansia Untuk Mengurangi Pencemaran Lingkungan?, 2003, LIMBAH TERNAK RUMINANSIA DAN PENCEMARAN LINGKUNGAN
7. Gatra, edisi 29 April 2006, ?Menuai Listrik di Kampung Energi?.
8. STATISTIK INDONESIA 2000, Biro Pusat Statistik, Jakarta, 2001.
Website Dinas Perindustrian & Perdagangan Jawa Barat
Minggu, 04 Februari 07 - oleh : Asep Bayu Dani Nandiyanto
1. Latar Belakang
Dengan timbulnya kelangkaan bahan bakar minyak yang disebabkan oleh kenaikan harga minyak dunia yang signifikan, pemerintah mengajak masyarakat untuk mengatasi masalah energi ini secara bersama-sama karena kenaikan harga yang mencapai 72 dolar/barel ini termasuk luar biasa [1]. Harga ini membuat harga minyak menjadi yang tertinggi sepanjang abad 21. Masalah ini memang sulit sebagaimana yang dikatakan oleh Wakil Presiden Jusuf Kalla bahwa kenaikan harga minyak akan menyebabkan kenaikan subsidi bahan bakar minyak (BBM) pada APBN 2006. Peryataan selanjutnya dikatakan oleh Presiden Susilo Bambang Yudhoyono yang menyatakan bahwa masyarakat perlu untuk melakukan penghematan di segala sisi termasuk penggunaan BBM, listrik, air, dan telepon [2].
Sebetulnya, proses penghematan ini sudah berlangsung sejak dahulu terutama sejak pemerintah melakukan program penghematan energi secara nasional [3]. Dan proses penghematan ini telah berhasil menurunkan pengeluaran negara terutama subsidi pada listrik dan BBM.
Adapun hal yang menyebabkan keharusan setiap warga untuk melakukan proses penghematan adalah karena pasokan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi merupakan sumber energi fosil yang tidak dapat diperbarui (unrenewable), sementara permintaan menunjukkan kecenderungan yang terus meningkat dan demikian pula dengan kondisi harga sehingga tidak ada stabilitas keseimbangan antara permintaan dan penawaran. Dengan adanya ketidak- stabilan permintaan dan penawaran ini mengakibatkan peningkatan harga minyak yang terus-menerus hingga saat ini [4]. Salah satu jalan untuk melakukan penghematan BBM adalah dengan mencari sumber energi alternatif terutama yang dapat diperbarui (renewable) [5]. Sebagai contoh, potensi sumber daya alam yang dapat dikembangkan menjadi sumber energi adalah batu bara, panas bumi, aliran sungai, angin, matahari, sampah serta sumber-sumber lain yang berasal dari tumbuh-tumbuhan seperti pohon jarak, dan energi biogas [6].
Dalam paper ini, akan dijelaskan tentang teknologi biogas yang merupakan salah satu sumber energi pengganti minyak bumi. Hal yang menyebabkan biogas menarik perhatian penulis adalah proses pemeliharaan pada pembangkit biogas yang sederhana dan energi yang dihasilkan cukup besar (8900 kkal/m3 gas methan murni) [7].
2. Teknologi Biogas
2.1. Sejarah Penemuan Biogas
Gas methan ini sudah lama digunakan oleh warga Mesir, China, dan Roma kuno untuk dibakar dan digunakan sebagai penghasil panas. Sedangkan, proses fermentasi lebih lanjut untuk menghasilkan gas methan ini pertama kali ditemukan oleh Alessandro Volta (1776). Hasil identifikasi gas yang dapat terbakar ini dilakukan oleh Willam Henry pada tahun 1806. Dan Becham (1868), murid Louis Pasteur dan Tappeiner (1882), adalah orang pertama yang memperlihatkan asal mikrobiologis dari pembentukan methan.
Adapun alat penghasil biogas secara anaerobik pertama dibangun pada tahun 1900. Pada akhir abad ke-19, riset untuk menjadikan gas methan sebagai biogas dilakukan oleh Jerman dan Perancis pada masa antara dua Perang Dunia. Selama Perang Dunia II, banyak petani di Inggris dan Benua Eropa yang membuat alat penghasil biogas kecil yang digunakan untuk menggerakkan traktor. Akibat kemudahan dalam memperoleh BBM dan harganya yang murah pada tahun 1950-an, proses pemakaian biogas ini mulai ditinggalkan. Tetapi, di negara-negara berkembang kebutuhan akan sumber energi yang murah dan selalu tersedia selalu ada. Oleh karena itu, di India kegiatan produksi biogas terus dilakukan semenjak abad ke-19. Saat ini, negara berkembang lainnya, seperti China, Filipina, Korea, Taiwan, dan Papua Nugini, telah melakukan berbagai riset dan pengembangan alat penghasil biogas [5]. Selain di negara berkembang, teknologi biogas juga telah dikembangkan di negara maju seperti Jerman [8].
2.2. Prinsip Teknologi Biogas
Pada prinsipnya, teknologi biogas adalah teknologi yang memanfaatkan proses fermentasi (pembusukan) dari sampah organik secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan sehingga dihasilkan gas methan. Gas methan adalah gas yang mengandung satu atom C dan 4 atom H yang memiliki sifat mudah terbakar. Gas methan yang dihasilkan kemudian dapat dibakar sehingga dihasilkan energi panas. Bahan organik yang bisa digunakan sebagai bahan baku industri ini adalah sampah organik, limbah yang sebagian besar terdiri dari kotoran, dan potongan-potongan kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, serta air yang cukup banyak [5]. Proses ini sebetulnya terjadi secara alamiah sebagaimana peristiwa ledakan gas yang terbentuk di bawah tumpukan sampah di Tempat Pembuangan Sampah Akhir (TPA) Leuwigajah, Kabupaten Bandung, Jawa Barat [5].
Prinsip pembangkit biogas, yaitu menciptakan alat yang kedap udara dengan bagian-bagian pokok terdiri atas pencerna (digester), lubang pemasukan bahan baku dan pengeluaran lumpur sisa hasil pencernaan (slurry), dan pipa penyaluran biogas yang terbentuk. Di dalam digester ini terdapat bakteri methan yang mengolah limbah bio atau biomassa dan menghasilkan biogas. Dengan pipa yang didesain sedemikian rupa, gas tersebut dapat dialirkan ke kompor yang terletak di dapur. Gas tersebut dapat digunakan untuk keperluan memasak dan lain-lain [5].
Alat biogas ini terbagi atas dua tipe, tipe terapung (floating type) yang dikembangkan di India dan tipe kubah tetap (fixed dome type) yang dikembangkan di China. Tipe terapung terdiri atas sumur pencerna dan di atasnya diletakkan drum terapung dari besi terbalik yang berfungsi untuk menampung gas yang dihasilkan oleh digester. Bagian sumur dibangun dengan menggunakan bahan-bahan yang biasa digunakan untuk membuat fondasi rumah seperti pasir, batu bata, dan semen. Berbeda halnya dengan tipe terapung, tipe kubah berupa digester yang dibangun dengan menggali tanah, kemudian dibuat bangunan dengan bata, pasir, dan semen yang berbentuk seperti rongga yang ketat udara dan berstruktur seperti kubah (bulatan setengah bola) [5].
Untuk permulaan pembangunan pembangkit biogas memang diperlukan biaya yang relatif besar bagi penduduk pedesaan tetapi alat tersebut dapat dipergunakan untuk menghasilkan biogas selama bertahun-tahun. Keuntungan pembangkit biogas selain sebagai sumber energi adalah untuk mengatasai masalah sampah organik terutama di pedesaan seperti feses, urine, sisa makanan, embrio, kulit telur, lemak, darah, bulu, kuku, tulang, tanduk, isi rumen, dan sebagainya. Sampah ini akan semakin menjadi masalah ketika adanya pengembangan usaha di pedesaan karena semakin berkembang usaha peternakan, maka semakin meningkat limbah yang dihasilkan [7].
2.3. Perhitungan Peluang Pemanfaatan Biogas dalam Mengatasi Masalah BBM
Program penghapusan BBM yang dilaksanakan pada tahun 2005 akan menjadi momentum yang tepat dalam penggunaan energi alternatif seperti biogas. Hal ini bisa dihitung dengan adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan (8900 kkal/m3 gas methan murni) [7].
Hal yang pertama harus diperhitungkan dalam menghitung jumlah energi yang dihasilkan adalah berapa banyak jumlah bahan baku yang dihasilkan. Jumlah bahan baku gas ini didapatkan dengan menjumlahkan jumlah feses dan sampah organik yang dihasilkan setiap hari. Jumlah bahan baku ini akan menentukan berapa jumlah energi dan volume alat pembentuk biogas [5].
Sebagai pertimbangan, telah diketahui di China dan India, dalam 1 hari jumlah feses yang dihasilkan 1 ekor sapi adalah 5 kg [7] dan 80 kilogram kotoran sapi yang dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter kubik biogas [1]. Jika diasumsikan bahwa jumlah feses manusia yang dihasilkan sebanyak 0.5 kg/hari/orang, 1 keluarga terdiri dari 5 orang, dan setiap keluarga memelihara 1 ekor sapi, serta 1 desa terdiri dari 40 orang, maka akan didapatkan hasil perhitungan jumlah feses yang dihasilkan sebanyak 140 kg feses/ hari. Dengan jumlah ini, maka biogas yang dihasilkan setiap hari sebanyak 1,75 m3/hari atau sebesar 15.575 kkal/hari.
Hal ini akan semakin mengejutkan dengan adanya perhitungan bahwa jumlah penduduk indonesia berdasarkan data statistik pada tahun 2000 sebanyak lebih dari 200 juta jiwa [9]. Dengan hanya mengandalkan asumsi perhitungan jumlah kotoran manusia tanpa memperhitungan sampah organik dan feses hewan ternak, akan didapatkan hasil feses sebanyak 100 juta kg feses/hari atau 1,25 juta m3/hari atau 11.125 juta kkal/hari. Apabila dengan asumsi konversi 1 J = 4.2 kal maka akan didapatkan hasil total energi yang dihasilkan hanya dari jumlah penduduk adalah sebesar 30.66 MW.
3. Kesimpulan
Dengan jumlah energi yang cukup besar dan tidak adanya pemanfaatan merupakan salah satu penyebab timbulnya masalah baru, terutama masalah pemanasan global karena gas methan ini adalah salah satu gas yang bertanggung jawab terhadap pemanasan global dan perusakan ozon [7]. Di lain pihak, apabila biogas ini dimanfaatkan, maka akan mengurangi kecenderungan penggunaan BBM di masa depan.
4. Daftar Pustaka
1. Kompas, edisi 24 April 2006, ?Wapres: Subsidi BBM Naik, Jika Harga Minyak Melambung?.
2. Liputan6, edisi 24 April 2006, ?Presiden Yudhoyono Mengajak Masyarakat Indonesia Berhemat?.
3. Liputan 6, 7 Juli 2005, ?Hemat Energi Nasional dimulai pekan depan? 5. Burhani Rahman, ?Sumber Energi Alternatif?, 2005 Energi Indonesia
4. Teguh Dartanto, ?BBM, Kebijakan Energi, Subsidi, dan Kemiskinan di Indonesia?, Inovasi, Vol.5/XVII/November 2005
5. Pikiran rakyat, edisi 24 Maret 2006, Benarkah Kita Mengalami Krisis Energi?
6. Eddy Nurtjahya dkk, ?Pemanfaatan Limbah Ternak Ruminansia Untuk Mengurangi Pencemaran Lingkungan?, 2003, LIMBAH TERNAK RUMINANSIA DAN PENCEMARAN LINGKUNGAN
7. Gatra, edisi 29 April 2006, ?Menuai Listrik di Kampung Energi?.
8. STATISTIK INDONESIA 2000, Biro Pusat Statistik, Jakarta, 2001.
Website Dinas Perindustrian & Perdagangan Jawa Barat