Pengertian Biomassa dan Penerapan Teknologi Biomassa Beserta Contohnya.

Potensi biomassa di Indonesia yang bisa digunakan sebagai sumber energi jumlahnya sangat melimpah. Limbah yang berasal dari hewan maupun tumbuhan semuanya potensial untuk dikembangkan. Tanaman pangan dan perkebunan menghasilkan limbah yang cukup besar, yang dapat dipergunakan untuk keperluan lain seperti bahan bakar nabati. Pemanfaatan limbah sebagai bahan bakar nabati memberi tiga keuntungan langsung.

Pengertian Biomassa

Energi biomassa dikenal juga dengan istilah biofuel. Energi ini merupakan sumber energi terbarukan yang berasal dari bahan-bahan biologis, seperti tanaman, pertanian, perkebunan dan limbah industri serta rumah tangga yang bersifat organik.

Biomassa adalah bahan yang berasal dari makhluk hidup, termasuk tanaman, hewan dan mikroba. Menjadikan biomassa sebagai sumber untuk memenuhi berbagai kebutuhan menjadi sangat menarik sebab biomassa merupakan bahan yang dapat diperbaharui. Contoh biomassa meliputi pohon, tanaman produksi dan residu serat-serat tanaman, limbah hewan, limbah industri dan limbah-limbah lain yang berupa bahan organik. Pemanfaatan energi biomassa yang sudah banyak saat ini adalah dari limbah biomassa itu sendiri, yakni sisa-sisa biomassa yang sudah tidak terpakai, bekas tebu kering, tangkai jagung, tangkai padi dan sebagainya.

Contoh energi biomassa paling sederhana dan telah digunakan sejak dulu adalah kayu. Pembakaran kayu akan menghasilkan energi panas dan uap. Selain itu, energi ini juga dapat diperoleh dari bahan hewan, bakteri dan tumbuhan.

Prinsip Dasar Biomassa

Tanaman akan meyerap energi dari matahari melalui proses fotosintesis dengan memanfaatkan air dan unsur hara dari dalam tanah serta CO2 dari atmosfer yang akan menghasilkan bahan organik untuk memperkuat jaringan dan membentuk daun, bunga atau buah.

Pada saat biomassa diubah menjadi energi CO2 akan dilepaskan ke atmosfer. Yang dalam hal ini siklus CO2 akan menjadi lebih pendek dibandingkan dengan yang dihasilkan dari pembakaran minyak bumi atau gas alam. Ini berarti CO2 yang dihasilkan tersebut tidak memiliki efek terhadap kesetimbangan CO2 di atmosfer. Kelebihan inilah yang dimanfaatkan untuk mendukung terciptanya energi yang berkelanjutan.

Biomassa dapat diambil dari bahan tanaman yang berupa limbah pertanian, limbah industri pengolahan kayu atau tanaman yang memang ditanam secara khusus untuk menghasilkan energi bagi mesin bakar. Di samping itu, dapat juga dimanfaatkan limbah peternakan dan limbah rumag tangga. Dari kedua jenis bahan penyusun biomassa tersebut akan dapat menghasilkan seperti:

• Energi biomassa kering yang berasal dari limbah kayu, jerami atau sekam.
• Energi biomassa basah yang berasal dari kotoran ternak dan sampah rumah tangga.

Konversi Biomassa

Penggunaan biomassa untuk menghasilkan panas secara sederhana yaitu biomassa langsung dibakar dan menghasilkan panas. Dan panas hasil pembakaran akan dikonversi menjadi energi listrik melali turbin dan generator. Panas hasil pembakaran biomassa akan menghasilkan uap dalam boiler. Uap akan ditransfer kedalam turbin sehingga akan menghasilkan putaran dan menggerakan generator. Putaran dari turbin dikonversi menjadi energi listrik melalui magnet-magnet dalam generator.

Teknologi konversi biomassa menjadi bahan bakar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu pembakaran langsung, konversi termokimiawi dan konversi biokimiawi.  Pembakaran langsung merupakan teknologi yang paling sederhana karena pada umumnya biomassa telah dapat langsung dibakar.  Beberapa biomassa perlu dikeringkan terlebih dahulu dan didensifikasi untuk kepraktisan dalam penggunaan.  Konversi termokimiawi merupakan teknologi yang memerlukan perlakuan termal untuk memicu terjadinya reaksi kimia dalam menghasilkan bahan bakar.  Sedangkan konversi biokimiawi merupakan teknologi konversi yang menggunakan bantuan mikroba dalam  menghasilkan bahan bakar.

Penerapan teknologi biomassa.

Beberapa penerapan teknologi konversi biomassa yaitu :

Biobriket

Briket adalah salah satu cara yang digunakan untuk mengkonversi sumber energi biomassa ke bentuk biomassa lain dengan cara dimampatkan sehingga bentuknya menjadi lebih teratur. Briket yang terkenal adalah briket batubara namun tidak hanya batubara saja yang bisa di bikin briket. Biomassa lain seperti sekam, arang sekam, serbuk gergaji, serbuk kayu, dan limbah-limbah biomassa yang lainnya. Pembuatan briket tidak terlalu sulit, alat yang digunakan juga tidak terlalu rumit. Di IPB terdapat banyak jenis-jenis mesin pengempa briket mulai dari yang manual, semi mekanis, dan yang memakai mesin.

Pirolisis

Pirolisis adalah penguraian biomassa (lysis) karena panas (pyro) pada suhu yang lebih dari 150oC. Pada proses pirolisa terdapat beberapa tingkatan proses, yaitu pirolisa primer dan pirolisa sekunder. Pirolisa primer adalah pirolisa yang terjadi pada bahan baku (umpan), sedangkan pirolisa sekunder adalah pirolisa yang terjadi atas partikel dan gas/uap hasil pirolisa primer.  Penting diingat bahwa pirolisa adalah penguraian karena panas, sehingga keberadaan O2dihindari pada proses tersebut karena akan memicu reaksi pembakaran.

Liquification

Liquification merupakan proses perubahan wujud dari gas ke cairan dengan proses kondensasi, biasanya melalui pendinginan, atau perubahan dari padat ke cairan dengan peleburan, bisa juga dengan pemanasan atau penggilingan dan pencampuran dengan cairan lain untuk memutuskan ikatan. Pada bidang energi liquification tejadi pada batubara dan gas menjadi bentuk cairan untuk menghemat transportasi dan memudahkan dalam pemanfaatan.

Transesterifikasi

Transesterifikasi adalah proses kimiawi yang mempertukarkan grup alkoksi pada senyawa ester dengan alkohol

Densifikasi

Praktek yang mudah untuk meningkatkan manfaat biomassa adalah membentuk menjadi briket atau pellet. Briket atau pellet akan memudahkan dalam penanganan biomassa. Tujuannya adalah untuk meningkatkan densitas dan memudahkan penyimpanan dan pengangkutan. Secara umum densifikasi (pembentukan briket atau pellet) mempunyai beberapa keuntungan (bhattacharya dkk, 1996) yaitu : menaikan nilai kalor per unit volume, mudah disimpan dan diangkut, mempunyai ukuran dan kualitas yang seragam.

Karbonisasi

Karbonisasi merupakan suatu proses untuk mengkonversi bahan orgranik menjadi arang . pada proses karbonisasi akan melepaskan zat yang mudah terbakar seperti CO, CH4, H2, formaldehid, methana, formik dan acetil acid serta zat yang tidak terbakar seperti seperti CO2, H2O dan tar cair. Gas-gas yang dilepaskan pada proses ini mempunyai nilai kalor yang tinggi dan dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan kalor pada proses karbonisasi.

Anaerobic digestion

Proses anaerobic digestion yaitu proses dengan melibatkan mikroorganisme tanpa kehadiran oksigen dalam suatu digester. Proses ini menghasilkan gas produk berupa metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2) serta beberapa gas yang jumlahnya kecil, seperti H2, N2, dan H2S. Proses ini bisa diklasifikasikan menjadi dua macam yaitu anaerobic digestion kering dan basah. Perbedaan dari kedua proses anaerobik ini adalah kandungan biomassa dalam campuran air. pada anaerobik kering memiliki kandungan biomassa 25 – 30 % sedangkan untuk jenis basah memiliki kandungan biomassa kurang dari 15 % (Sing dan Misra, 2005).

Gasifikasi

Secara sederhana, gasifikasi biomassa dapat didefinisikan sebagai proses konversibahan selulosa dalam suatu reaktor gasifikasi (gasifier) menjadi bahan bakar. Gas tersebut dipergunakan sebagai bahan bakar motor untuk menggerakan generator pembangkit listrik. Gasifikasi merupakan salah satu alternatif dalam rangka program penghematan dan diversifikasi energi. Selain itu gasifikasi akan membantu mengatasi masalah penanganan dan pemanfaatan limbah pertanian, perkebunan dan kehutanan.  Ada tiga bagian utama perangkat gasifikasi, yaitu : (a) unit pengkonversi bahan baku (umpan) menjadi gas, disebut reaktor gasifikasi atau gasifier, (b) unit pemurnian gas, (c) unit pemanfaatan gas.

Biokimia

Pemanfaatan energi biomassa  yang lain adalah dengan cara proses biokimia.Contoh proses yang termasuk ke  dalam proses biokimia adalah hidrolisis, fermentasi dan an-aerobic digestion. An-aerobic digestion adalah penguraian bahan organik atau selulosa menjadi CH4 dan gas lain melalui proses biokimia.

Keunggulan Biomassa

Keberadaan energi biomassa jelas membawa keuntungan maupun kelebihan yang dapat dirasakan oleh banyak orang. Berikut ini adalah poin-poin keunggulannya:

• Biomassa adalah salah satu sumber energi alternatif yang bersumber dari tanaman yang dapat tumbuh kembali apabila dikelola pada jenis lahan yang sama.
• Biomassa bermanfaat dalam mengurangi impor bahan bakar fosil dan secara langsung membantu meningkatkan kemandirian energi.
• Pemanfaatan biomassa yang berasal dari limbah dapat membantu untuk mengurangi tingkat polusi.
• Pemanfaatan biomassa dari limbah juga bermanfaat mengubah sampah menjadi sumber energi yang bermanfaat.
• Penggunaan biomassa merupakan langkah yang lebih ramah terhadap lingkungan daripada menggunakan bahan bakar fosil.
• Menggunakan biomassa membantu mengurangi emisi rumah kaca, terutama jika tanaman tidak secara langsung dibakar.
• Termasuk salah satu sumber  energi yang bisa memberikan hasil instan dibanding
• Sumber energi sangat mudah untuk ditemukan di berbagai wilayah.
• Pemanfaatan biomassa menjadi energi yang berguna dapat dilakukan dengan adanya teknologi pendukung

Kelemahan Biomassa

Meski berstatus sebagai energi terbarukan, bukan berarti tidak memiliki kelemahan. Berikut ini adalah kelemahan dari energi alternatif ini:

• Sumber biomassa berupa kayu yang digunakan untuk kayu bakar dapat menimbulkan efek perubahan iklim yang lebih buruk dibanding energi fosil. Oleh karena itu, penggunaan kayu sebagai sumber energi sebaiknya berasal dari kayu limbah pabrik dan bukan dari kayu hasil penebangan hutan.
• Penanaman kayu memerlukan lahan yang luas untuk memenuhi kebutuhan energi biomassa. Akibatnya lahan untuk tanaman pangan akan digantikan oleh tanaman pohon, sehingga timbul ancaman kelaparan.
• Teknologi untuk mengubah bahan baku energi menjadi energi biomassa saat ini masih belum cukup efisien serta membutuhkan biaya yang besar.
• Energi biomassa pada tanaman yang langsung dibakar akan menjadi penyebab polusi dengan tingkatan yang sama dengan bahan bakar fosil.
• Tingkat ketergantungan biomassa pada kayu masih cukup tinggi dibandingkan menggunakan sumber energi lainnya.

Cara Memperoleh Energi Biomassa.

Untuk mendapatkan energi ini, diperlukan beberapa tahap atau langkah pengolahan sebagai berikut:

• Pembakaran limbah atau sampah organik yang sifatnya kering, yaitu limbah yang berasal dari pembuangan rumah tangga, industri ataupun dari pertanian.
• Fermentasi dari limbah basah yang ada di sekitar, misalnya dari limbah kotoran hewan. Mengolah limbah tanpa menggunakan oksigen akan menghasilkan biogas dan kandungan metana mencapai hingga 60%.
• Fermentasi tebu dan jagung untuk menghasilkan alkohol sekaligus ester yang kemudian dapat diolah kembali menjadi bahan bakar tertentu.
• Kayu dari pohon-pohon hutan yang diambil sebagai bahan bakar biomassa.

Manfaat Energi Biomassa.

Agar biomassa bisa digunakan sebagai bahan bakar maka diperlukan teknologi untuk mengkonversinya. Terdapat beberapa teknologi untuk konversi biomassa yang dijelaskan pada Gambar 2. Teknologi konversi biomassa memiliki  perbedaan pada alat yang digunakan untuk mengkonversi biomassa dan bahan bakar yang dihasilkan.

Secara umum teknologi konversi biomassa menjadi bahan bakar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu pembakaran langsung, konversi termokimiawi, dan konversi biokimiawi.  Pembakaran langsung merupakan teknologi yang paling sederhana karena pada umumnya biomassa dapat langsung dibakar. Beberapa biomassa perlu dikeringkan terlebih dahulu dan didensifikasi untuk kepraktisan dalam penggunaan. Konversi termokimiawi merupakan teknologi yang memerlukan perlakuan termal untuk memicu terjadinya reaksi kimia dalam menghasilkan bahan bakar.  Sedangkan konversi biokimiawi merupakan teknologi konversi yang menggunakan bantuan mikroba dalam  menghasilkan bahan bakar.

Contoh Energi Biomassa.

Ada beberapa contoh energi biomassa yang mudah ditemukan di sekitar kita, karena sumber utama energi alternatif alami ini merupakan bahan-bahan alami yang dapat terus tumbuh, serta berasal dari limbah seperti daun kering, cabang pohon, dan lainnya.

Jenis dan contoh energi biomassa ini adalah sebagai berikut:

Limbah pertanian

Banyak jenis limbah pertanian yang bisa dimanfaatkan menjadi bahan bakar alternatif. Misalnya jerami, ampas tebu, kotoran ternak dan unggas serta sumber lainya. Sisa hasil pertanian ini jika diolah dengan tepat, maka dapat menghasilkan energi biomassa yang berkelanjutan.

Biogas

Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktifitas anaerobik atau fermentasi dari bahan-bahan organik termasuk diantara kotoran manusia, hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Biogas dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif bagi kendaraan, energi untuk rumah tangga maupun untuk memproduksi listrik serta keperluan industri. Biogas juga dapat diolah kembali menjadi bahan bakar minyak yang lebih spesifik.

Tanaman energi

Mengolah berbagai jenis tanaman energi juga bisa menjadi alternatif yang cukup baik. Misalnya, mengolah atau melakukan fermentasi pada jagung, tanaman rami, dan lain sebagainya. Produk yang dihasilkan anara lain butanol, etanol, metanol, propanol, dan biodiesel.

Kayu

Sumber energi yang paling umum masih berasal dari pembakaran kayu. Akan tetapi ada yang perlu diperhatikan, bila menggunakan kayu secara terus menerus dan tanpa reboisasi, maka akan berakibat pada rusaknya lingkungan. Dalam skala rumah tangga, kayu dapat digunakan untuk memasak. Sedangkan dalam skala yang lebih besar, kayu dapat digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga uap.

Demikianlah artikel yang menjelaskan tentang "Pengertian Biomassa dan Penerapan Teknologi Biomassa Beserta Contohnya". Semoga melalui tulisan ini memberikan pemahaman kepada pembaca yang sedang mempelarinya. Mohon maaf jika ada kesalahan dan silahkan tinggal tanggapan maupun kritikan yang sifatnya memperbaiki untuk yang akan datang. Terima kasih dan semoga bermanfaat.