Biomassa (Pengertian, Sumber, Proses Pengolahan, Kelebihan, Keterbatasan, Pemanfaatan, Biofuel dan Keuntungan Penggunaan Biofuel)

Pengertian Biomassa
Biomassa merupakan bahan yang dapat diperoleh dari tanaman baik secara langsung maupun tidak langsung dan dimanfaatkan sebagai energi atau bahan dalam jumlah yang besar. Biomassa disebut juga sebagai "fitomassa" dan seringkali diterjemahkan sebagai bioresource atau sumber daya yang diperoleh dari hayati.

Sumber Biomassa

1. Kayu dan Produk Kayu 

Kayu dan produk kayu seperti kertas, karton, dan serbuk gergaji merupakan sumber biomassa yang sangat luas. Kayu sendiri dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar atau diolah menjadi berbagai produk seperti biobriket, bioetanol, dan lain-lain. Selain itu, limbah kayu seperti kertas dan karton juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk produksi bioetanol.

1. Residu Pertanian dan Tanaman Energi

Residu pertanian seperti jerami, sekam padi, dan kulit pisang dapat diubah menjadi bioetanol melalui proses fermentasi. Tanaman energy seperti jagung, tebu, dan sorgum juga digunakan untuk menghasilkan bioetanol. Pati dari tanaman ini dihidrolisis menjadi gula sederhana yang kemudian difermentasi menjadi etanol. 

1. Limbah Hewan dan Kotoran Hewan

Limbah hewan dan kotoran hewan dapat diolah menjadi biogas melalui proses anaerobik. Biogas ini terdiri dari gas metana dan karbon dioksida yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk memasak, listrik, atau kendaraan. Proses ini sangat berguna dalam mengurangi limbah organik dan menghasilkan energi alternatif.

1. Limbah Industri dan Limbah Pangan

Limbah industri seperti residu minyak sawit mentah (Crude Palm Oil/CPO) dapat diolah menjadi biodiesel melalui transesterifikasi. Minyak kelapa sawit yang dihasilkan dari Crude Palm Oil kemudian dicampur dengan alkohol dan enzim untuk menghasilkan ester yang dapat digunakan sebagai bahan bakar diesel konvensional. Limbah pangan seperti buah-buahan dan sayuran juga dapat dijadikan biofuel melalui fermentasi atau pirolisa.

1. Limbah Kota dan Limbah Organik

Limbah kota yang berupa limbah organik seperti daun-daunan, ranting-ranting kayu, dan sampah dapur dapat dikonversi menjadi biomassa padat seperti wood chip atau cacahan kayu kasar. Biomassa padat ini dapat dibakar langsung untuk menghasilkan uap yang digunakan dalam pembangkit listrik tenaga uap (PLTU).

Proses Pengolahan Biomassa

1. Pengolahan Pra-Konversi

Tahapan ini melibatkan persiapan biomassa sebelum memasuki tahapan konversi utama. Biomassa mentah seringkali mengandung kelembaban yang tinggi, sehingga pengeringan menjadi langkah awal yang penting.

1. Proses Konversi Utama

Tahap ini melibatkan konversi biomassa menjadi bentuk energi yang lebih berguna. Beberapa proses konversi utama yang umum meliputi pembakaran, gasifikasi, fermentasi, dan pyrolysis. 

1. Pemurnian dan Pemanfaatan Produk

Pemurnian melibatkan pemisahan dan penghilangan komponen yang tidak diinginkan dari produk yang dihasilkan.

1. Penggunaan dan Aplikasi Biomassa

Produk yang dihasilkan dari konversi biomassa dapat digunakan dalam berbagai aplikasi energi. Biomassa dapat digunakan untuk pembangkit listrik melalui proses pembakaran atau gasifikasi. 

Kelebihan Penggunaan Biomassa

1. Sumber Energi Terbarukan 

Biomassa adalah sumber energi yang dapat diperbaharui, karena berasal dari bahan organik seperti tanaman dan limbah pertanian. Proses fotosintesis memungkinkan tanaman untuk menyerap karbon dioksida, sehingga saat dibakar, emisi CO yang dihasilkan dapat dianggap netral. 

1. Sumber Energi yang Melimpah

Dengan potensi besar di Indonesia, biomassa dapat dihasilkan dari berbagai sumber, termasuk limbah pertanian dan sisa-sisa industri. Hal ini menjadikannya sumber energi yang melimpah dan mudah diakses. 

1. Mengurangi Limbah

Pemanfaatan biomassa membantu mengurangi jumlah limbah organik yang dihasilkan oleh rumah tangga dan industri. Limbah ini dapat dimanfaatkan menjadi sumber energi, sehingga mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan.

1. Mengurangi Emisi Gas Rumah Kaca

Penggunaan biomassa menghasilkan emisi gas rumah kaca yang lebih rendah dibandingkan dengan bahan bakar fosil. Proses pembakaran biomassa menghasilkan lebih sedikit emisi CO, membantu dalam upaya mitigasi perubahan iklim. 

1. Mengurangi Ketergantungan Pada Bahan Bakar Fosil

Dengan memanfaatkan biomassa sebagai alternatif, kita dapat mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil yang semakin menipis dan harganya berfluktuasi. Ini juga meningkatkan ketahanan energi jangka panjang. 

1. Biaya Lebih Murah 

Biomassa seringkali lebih murah dibandingkan dengan energi fosil, terutama jika menggunakan limbah sebagai bahan baku. Biogas dan biodiesel, misalnya, dapat diproduksi dengan biaya yang lebih rendah dan memberikan efisiensi energi yang baik. 

1. Aman dan Nyaman

Penggunaan biomassa sebagai sumber energi relatif aman dan nyaman. Misalnya, biogas sebagai bahan bakar kompor menghasilkan asap yang lebih bersih dibandingkan dengan kayu bakar atau batu bara, sehingga lebih ramah lingkungan dan tidak membahayakan kesehatan manusia. 

Keterbatasan Penggunaan Biomassa

Penggunaan biomassa sebagai sumber energi memiliki beberapa keterbatasan yang perlu dipertimbangkan untuk mengoptimalkan penggunaannya. Adapun keterbatasan penggunaan biomassa adalah sebagai berikut. 

1. Polusi Gas Rumah Kaca

Meskipun biomassa dianggap sebagai sumber energi karbon netral, namun proses pembakarannya masih dapat menghasilkan emisi lain seperti gas metana, NOx, dan VOC. Bahkan, proses produksi dan transportasi biomassa juga dapat mengeluarkan gas rumah kaca seperti CO

1. Deforestasi

Penebangan pohon liar untuk menanam tanaman bahan bakar nabati seperti kelapa sawit dapat menyebabkan deforestasi. Deforestasi ini berdampak besar pada kualitas lahan, serta menghancurkan ekosistem yang telah mendukung keanekaragaman hayati yang berharga. Penebangan pohon juga berdampak pada CO.

1. Permasalahan Ketersediaan Bahan Baku

Biomassa cenderung memiliki sumber yang terbatas. Tanaman tidak dapat tumbuh di setiap tahun, dan pengolahannya memerlukan berbagai proses mulai dari panen hingga pengolahan. Hal ini membutuhkan cukup banyak energi maupun sumber daya.

1. Masalah Teknologi dan Investasi

Teknologi biomassa memerlukan investasi awal yang cukup besar. Semakin tinggi teknologi, semakin mahal biaya investasi yang dibutuhkan. Oleh karena itu, biaya konversi biomassa menjadi energi yang tinggi merupakan salah satu kendala utama.

1. Hambatan Regulasi dan Finansial

Agar investasi dalam bidang bioenergi dapat tumbuh, produsen pengolahan bioenergi perlu diberikan insentif. Perlu perbaikan regulasi yang dapat menumbuhkan investasi agar dapat berkelanjutan. Jaminan ketersediaan feedstock dan stabilitas harga biomassa masih menjadi tantangan hingga saat ini.

1. Berdampak pada Produksi Pangan

Lahan luas yang dibutuhkan untuk menanam tanaman bahan energi biomassa dalam skala besar dapat berdampak kenaikan harga dan ketersediaan pangan. Monokultur juga bisa mengurangi keanekaragaman hayati dan berdampak buruk pada kualitas nutrisi yang ada di dalam tanah.

1. Gangguan Sistem Pernapasan dan Longsor

Sementara gangguan sistem pernapasan dan longsor tidak langsung terkait dengan keterbatasan utama penggunaan biomassa, namun beberapa praktik ilegal seperti penebangan liar dapat meningkatkan risiko longsor dan polusi udara yang lebih parah, yang tentunya berdampak negatif pada kesehatan manusia.

Pemanfaatan Biomassa

1. Pembangkit Listrik

Pemanfaatan biomassa sebagai pembangkit listrik adalah solusi inovatif untuk menghasilkan energi terbarukan yang ramah lingkungan. Dalam proses ini, biomassa seperti kayu dan limbah pertanian dibakar untuk menghasilkan uap panas yang memutar turbin dan menghasilkan listrik. Alternatif lainnya termasuk gasifikasi atau fermentasi untuk memproduksi biogas. Keuntungan utama dari pembangkit listrik berbasis biomassa adalah kemampuannya mengurangi emisi gas rumah kaca, karena dianggap carbon neutral. Selain itu, penggunaan biomassa mendukung kemandirian energi lokal dan menciptakan lapangan kerja, menjadikannya pilihan yang berkelanjutan dan bermanfaat bagi ekonomi dan lingkungan.

1. Bahan Bakar

Biomassa sebagai bahan bakar menawarkan solusi yang menjanjikan dalam transisi menuju energi terbarukan dan berkelanjutan. Biomassa padat dan biofuel merupakan dua kategori utama dari sumber energi terbarukan yang berasal dari bahan organik. Biomassa padat mencakup bahan-bahan seperti kayu, serbuk gergaji, dan limbah pertanian yang dapat dibakar untuk menghasilkan energi. Proses ini sering digunakan dalam pembangkit listrik atau sebagai sumber pemanas, di mana biomassa padat dibakar untuk menghasilkan uap yang memutar turbin atau langsung digunakan dalam pemanas. Di sisi lain, biofuel adalah bahan bakar cair yang dihasilkan dari pengolahan biomassa, termasuk etanol dan biodiesel. Etanol biasanya diproduksi melalui fermentasi tanaman seperti jagung dan tebu, sementara biodiesel dihasilkan melalui proses transesterifikasi dari minyak nabati atau lemak hewan. Biofuel menawarkan alternatif yang lebih bersih dibandingkan bahan bakar fosil, dengan potensi untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan ketergantungan pada sumber energi non-renewable. 

Biofuel

Biofuel atau bahan bakar nabati (BBN) adalah bahan bakar yang dapat diperbaharui (renewable) yang dapat diproduksi dari berbagai jenis tumbuhan seperti singkong, tebu, minyak sawit, jarak pagar, dan lain-lain. Biofuel dapat dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan bahan baku dan proses produksinya.

1. Biodiesel 

Biodiesel adalah bahan bakar motor diesel yang berupa ester alkil/alkil asam-asam lemak (biasanya ester metil) yang dibuat dari minyak nabati melalui proses transesterifikasi atau esterifikasi. Biodiesel sebagai bahan bakar motor diesel dapat digunakan dalam keadaan murni atau dicampur dengan minyak diesel dengan perbandingan tertentu. . Pencampuran biodiesel dengan minyak solar biasanya diberikan sistem penamaan tersendiri, seperti B2, B3 atau B5. Proses pembuatan biodiesel dimulai dengan pemurnian minyak sawit mentah (CPO) menjadi Refined, Bleached and Deodorized Palm Oil (RBDPO) untuk menghilangkan kontaminan yang dapat mempengaruhi kualitas biodiesel. Selanjutnya, tahap transesterifikasi dilakukan dengan mencampurkan RBDPO dengan metanol dan sodium methylate pada suhu 65-75C, menghasilkan metil ester asam lemak (Fatty Acid Methyl Esters/FAME) dan gliserin. Setelah itu, produk tersebut melalui pencucian menggunakan air bersuhu 65-75C untuk menghilangkan sisa gliserol dan metanol, hingga pH campuran menjadi normal. Tahap berikutnya adalah pengeringan, di mana biodiesel dipanaskan pada suhu 130C untuk menghilangkan kelembapan yang tersisa. Akhirnya, proses filtrasi dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel pengotor, memastikan biodiesel yang dihasilkan bersih dan siap digunakan. 

1. Bioetanol

Bioetanol adalah biodiesel yang mengandung etanol dalam tingkatan tertentu dan dapat dicampur dengan bahan bakar yang berasal dari minyak bumi. Proses pembuatan bioetanol dari bahan dasar pati, gula, dan selulosa melibatkan beberapa tahapan penting yang bertujuan untuk mengubah bahan baku tersebut menjadi etanol. Pertama, pengolahan bahan baku dilakukan dengan menghancurkan dan mengolah pati atau gula dari sumber seperti jagung, singkong, atau tebu. Pada tahap ini, pati dihidrolisis menjadi gula sederhana, biasanya glukosa, melalui proses hidrolisis yang dapat menggunakan enzim atau asam. Selanjutnya, pada tahap fermentasi, gula yang dihasilkan dicampurkan dengan ragi atau mikroorganisme lain dalam kondisi anaerobik untuk mengubah gula menjadi etanol dan karbon dioksida. Proses ini berlangsung selama beberapa hari. Setelah fermentasi selesai, campuran tersebut menjalani tahap destilasi untuk memisahkan etanol dari air dan komponen lainnya. Distilasi meningkatkan konsentrasi etanol dalam larutan. Terakhir, tahap pemurnian dilakukan untuk menghilangkan kelembaban dan kontaminan lainnya, sehingga menghasilkan bioetanol berkualitas tinggi yang siap digunakan sebagai bahan bakar atau dalam industri lainnya. 

 

Keuntungan Penggunaan Biofuel

1. Emisi Gas Rumah Kaca Lebih Rendah

Biofuel memiliki jejak karbon yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan bahan bakar fosil. Pembakaran biofuel menghasilkan emisi CO yang lebih sedikit, serta mengurangi emisi gas rumah kaca lainnya seperti metana (CH) dan nitrogen oksida (NOx). Hal ini membantu dalam upaya mitigasi perubahan iklim dan mengurangi dampak negatif dari pemanasan global. 

1. Mengurangi Polusi Udara

Biofuel umumnya menghasilkan emisi polutan udara yang lebih rendah dibandingkan dengan bahan bakar fosil. Dengan menggunakan biofuel, kualitas udara dapat meningkat, mengurangi masalah kesehatan yang terkait dengan polusi udara, dan memberikan dampak positif pada kesejahteraan masyarakat. 

1. Mengurangi Ketergantungan Fosil 

Penggunaan biofuel dapat mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil, yang semakin langka dan memiliki dampak lingkungan negatif. Dengan beralih ke biofuel, negara-negara dapat meningkatkan ketahanan energi, mengurangi impor bahan bakar fosil, dan meminimalkan fluktuasi harga yang sering terjadi akibat faktor geopolitik.