Rekayasa Siklus Karbon sebagai Energi Terbarukan

Sadar atau tidak, sejak kecil kita sudah sangat dekat dengan energi terbarukan untuk menunjang kehidupan sehari-hari tanpa perlu menggunakan sistem yang modern. Bahkan untuk saat ini, orang pedesaan lebih sering menggunakan sumber energi terbarukan. Bagaimana tidak, mereka masih menggunakan kayu bakar sebagai energi untuk mengubah beras menjadi nasi, sedangkan kita sekarang menggunakan rice cooker dengan energi listrik yang masih didominasi oleh batubara. Pengertian energi terbarukan atau renewable energy ialah memanfaatkan energi yang berasal dari sumber-sumber alamiah yang jumlahnya tidak terbatas ataupun akan terus terbaharui, seperti biomassa. Pemanfaatan biomassa menjadi biogas telah dibahas secara mendetail pada artikel-artikel sebelumnya, seperti limbah POME dan kotoran peternakan, di artikel ini akan dibahas pemanfaatan biomassa yang berhubungan dengan kayu dan sejenisnya.

Biomassa merunut dari kata bio yang berasal dari makhluk hidup dan massa yang diartikan sebagai material. Sumber energi ini telah dimanfaatkan sejak puluhan ribu tahun yang lalu untuk kegiatan hidup manusia seperti pembuatan api unggun. Dekade ini, konsep api unggun tersebut telah direkayasa (engineered) menjadi sistem pembangkit listrik. Konsep energi terbarukan mengacu pada tiga aspek yang disebut segitiga energi. Dalam suplai energi ke para pengguna, ketiga aspek tersebut seharusnya terpenuhi untuk menjaga kestabilan lingkungan, pasar dan konsep keberkelanjutan (sustainability). 

Energy triangle

Climate and Environtment berhubungan terhadap lingkungan dan iklim yang sering menjadi bahan kritikan utama oleh kebanyakan aktivits lingkungan jika menggunakan energi fosil. Penggunaan biomassa pada dimensi ini berkaitan dengan emisi yang dihasilkan selama pembakaran untuk mendapatkan energi panas yang akan dikonversi menjadi energi listrik. Di sisi lain, selama pertumbuhannya, biomassa tersebut telah menyerap emisi Karbon Dioksida (CO2) dari udara sekitar dengan proses fotosintesis. Proses ini membentuk sebuah siklus karbon tertutup yang disebut dengan carbon neutral. Penggunaan biomassa dalam sistem pembangkit listrik tentu akan mengurai jejak karbon dari energi fosil secara siknifikan. Tidak seperti energi fosil yang jejak karbonnya seharusnya terpendam di bawah tanah, malah terangkat ke permukaan sehingga menambah jumlah emisi karbon di udara.

Siklus karbon netral

Sumber energi panas dan listrik yang dihasilkan oleh biomassa terbilang andal dan stabil. Penggunaannya yang fleksibel seperti Combined Heat and Power Plants (CHPs) membuatnya mampu bersaing dengan sumber energi terbarukan matahari ataupun angin. Sumber energi ini dapat sustain jika pemanfaatannya diawasi dengan sistem perdagangan dan sertifikasi global, maksudnya adalah pemanfaatan biomassa tidak bisa seenaknya menggunakan pohon yang dilindungi ataupun belum tumbuh sempurna. 

Jika disandingkan dengan energi fosil, gas ataupun nuklir, biomassa terbilang lebih mahal dalam artian energi yang dihasilkan. Namun demikian, permintaan pasar yang semakin meningkat di sektor energi tersebut membuatnya mampu bersaing secara teknologi sehingga membuat harganya menurun yang berdampak pada biaya operasi yang minimum. Hal ini membuat biomassa menjadi energi yang kompetitif

Sumber : Vattenfall

Biomassa telah menjadi primadona sektor energi di Eropa. Pemanfaatannya sebagai sumber energi listrik hingga tahun 2020 dapat dilihat pada gambar di atas. Hal ini menunjukkan bahwa pemanfaatan energi menggunakan biomassa menjadi incaran bagi para investor, dibandingkan sumber energi terbarukan lainnya.

Sumber : Vattenfall

Sistem pemanfaatannya tidak jauh berbeda dengan PLTP atau geothermal yang dibahas pada artikel sebelumnya. Perbedaannya hanya berada pada sumber bahan bakar atau pemanas ketel uap (boiler). Jika geothermal memanfaatkan panas dari perut bumi, biomassa akan menghasilkan panas jika dibakar pada ruang khusus yang dikontrol sehingga pembakarannya berlangsung secara efisien. Panas yang dihasilkan digunakan untuk memanaskan air hingga membentuk steam bertekanan dan digunakan untuk menggerakkan turbin dan generator sehingga menghasilkan energi listrik.

Pernahkah anda membayangkan kemana perginya serbuk gergaji kayu saat orang ingin membangun rumah, ampas tebu pada pabrik gula, dan bahan-bahan organik yang terbuang secara percuma ? Itu semua merupakan sumber biomassa yang sustain karena pemanfaatannya menggunakan limbah kegiatan tertentu. 

Sumber : IRENA

Bagasse atau ampas tebu sepertinya menjadi primadona energi di Brazil. Lebih dari 4000 MW listrik telah dihasilkan hanya dengan sumber bahan bakar ampas tebu. Negara-negara maju masih mendominasi dengan kayu sebagai sumber bahan bakar utama. 

Penelitian menunjukkan bahwa biomassa dapat meredam emisi CO2 sebesar 80% yang porsi besarnya berasal dari pembakaran energi fosil. Tidak seperti energi fosil pada kendaraan bermotor yang emisinya langsung naik ke atmosfer, gas buang hasil pembakaran biomassa masih dapat terkontrol menggunakan teknologi flue gas washing dengan mengontakkan gas dengan zat tertentu sehingga komponen beracun dan berbahayanya akan terpisah dan aman untuk terbuang ke atmosfer. Selain itu, filter partikulat juga dapat digunakan untuk menyaring gas buang tersebut, malah lebih efisien dibandingkan dengan flue gas washing karena tidak memerlukan unit operasi yang banyak.

Biomassa tidak hanya dimanfaatkan sebagai bahan bakar pada pembangkit tenaga listrik, namun dapat diubah menjadi bahan bakar yang dapat menggantikan LPG sebagai kebutuhan memasak rumahan. Biomassa diubah menjadi dalam bentuk arang sehingga memiliki kalor bakar yang lebih tinggi. Proses pengarangan dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya pirolisis. Metode ini akan menghilangkan abu, kandungan air serta zat volatil (senyawa yang mudah menguap) sehingga menyisakan arang. Arang hasil pirolisis dikemas dalam bentuk briket sehingga lebih mudah dalam penjualannya. Briket biomassa tidak menghasilkan banyak asap karena proses pirolisis tadi. Produk lain dari metode pirolisis yaitu asap cair atau tar yang dapat diproses lebih lanjut sebagai bahan bakar cair.

Briket arang dari limbah tempurung kelapa

Di Indonesia pemanfaatan energi terbarukan ini masih terbilang jarang. Pada tahun 2014 baru pertama kali dibangun PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa) di Pulubala, Gorontalo. PLTB ini memanfaatkan limbah tongkol jagung yang akan menghasilkan listrik 500 kW dan dikelola oleh perusahaan BUMN yaitu PLN. Ini menjadi tantangan bagi investor kedepannya untuk dapat memanfaatkan sumber energi terbarukan yang masih dipandang sebelah mata di Indonesia, padahal sudah terlihat jelas potensinya. Mungkin hal ini dikarenakan pemanfaatan biomassa lebih ke sektor diluar pembangkit listrik, seperti produksi arang dan briket yang dapat menggantikan kompor gas konvensional dengan energi yang setara. Arang atau briket juga merupakan energi terbarukan karena telah menggantikan gas alam pada kompor gas sebagai sumber energi. Sungguh sebuah sumber energi yang sangat bermanfaat baik secara langsung bagi individu untuk kegiatan memasak ataupun masyarakat luas yang menikmatinya dalam bentuk energi listrik !

Artikel #8 dari #15HariCeritaEnergi 

Berita terkait energi dan mineral, serta kebijakannya dapat diakses di https://www.esdm.go.id/id/

Sumber dan referensi :

IRENA, 2012, Biomass for Power Generation, Vol 1 : Power Sector

https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip-berita/energi-baru-terbarukan-masih-jadi-incaran-investor

Diakses pada : 25 Agustus 2017 pukul 21.02

http://www3.esdm.go.id/berita/energi-baru-dan-terbarukan/323-energi-baru-dan-terbarukan/6878-pembangkit-listrik-berbahan-bakar-tongkang-jagung-pertama-di-indonesia-diresmikan.html?tmpl=component&print=1&page=

Diakses pada 25 Agustus 2017 pukul 21.20

http://www.beritasatu.com/ekonomi/198255-pln-operasikan-pembangkit-listrik-tenaga-biomassa-di-gorontalo.html

Diakses pada 25 Agustus 2017 pukul 21:50

http://bisnisukm.com/bisnis-plan-briket-arang-tempurung-kelapa.html
Diakses pada 25 Agustus 2-17 pukul 21.55

https://corporate.vattenfall.com/about-energy/renewable-energy-sources/biomass/

Diakses pada 25 Agustus 2017 pukul 22.00