DAFTAR
ISI
KATA
PENGANTAR........................................................................................... i
DAFTAR
ISI.......................................................................................................... ii
BAB
I PENDAHULUAN..................................................................................... 1
1.1Latar
Belakang Masalah...................................................................................... 1
BAB
II PENGENALAN BIOGAS...................................................................... 3
2.1 Pengertian
Biogas.............................................................................................. 3
2.2 Sejarah
Biogas.................................................................................................... 3
2.3 Prinsip
Teknologi............................................................................................... 4
2.4 Komposisi.......................................................................................................... 5
BAB
III PENGOLAHAN, JENIS REAKTOR DAN PROSES KERJA BIOGAS 6
3.1 Pengolahan
Biogas............................................................................................. 6
3.2 Reaktor
Biogas................................................................................................... 6
3.3 Proses Kerja
Biogas........................................................................................... 8
BAB
IV MANFAAT DAN KELEBIHAN BIOGAS...........................................
4.1 Manfaat dan
Kelebihan yang dimiliki Biogas.................................................... 9
4.2 Perhitungan
Peluang Pemanfaatan Biogas dalam Mengatasi Masalah BBM di Indonesia 9
BAB
V PENUTUP.............................................................................................. 11
5.1 Kesimpulan..................................................................................................... 11
DAFTAR
PUSTAKA......................................................................................... 12
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Krisis
energi yang melanda negeri ini diperkirakan masih akan berlangsung beberapa
tahun ke depan. Di tengah persoalan tersebut, pengembangan energi baru dan
terbarukan menjadi solusi alternative. Pada bab ini akan dibahas tentang latar
belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, manfaat pennulisan, metode
penyelesaian, dan sistematika penulisan tentang penggunaan biogas sebagai
pengganti BBM untuk penghasil energi.
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. 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). Salah satu jalan untuk melakukan
penghematan BBM adalah dengan mencari sumber energi alternatif terutama yang
dapat diperbarui (renewable) ³.
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.
Energi terbarukan lain yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat guna yang
relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan adalah energi biogas
dengan memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang
disebut digester. Biomassa berupa limbah dapat berupa kotoran ternak bahkan
tinja manusia, sisa-sisa panenan seperti jerami, sekam dan daun-daunan sortiran
sayur dan sebagainya. Namun, sebagian besar terdiri atas kotoran ternak.
BAB II
PENGENALAN BIOGAS
2.1
Pengertian Biogas
Biogas
merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan bantuan
bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen disebut
anaerobik digestion Gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa
metana. material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraiakan
menjadi dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri. Tahap pertama material
orgranik akan didegradasi menjadi asam asam lemah dengan bantuan bakteri
pembentuk asam. Bakteri ini akan menguraikan sampah pada tingkat hidrolisis dan
asidifikasi. Hidrolisis yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai
panjang seperti lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana.
Sedangkan asifdifikasi yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhana.
Setelah
material organik berubah menjadi asam asam, maka tahap kedua dari proses
anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan bantuan bakteri
pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina, methano bacterium.
Perkembangan
proses Anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi. Proses ini
memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang keberadaanya melimpah
dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi anaerobik
digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian
limbah peternakan dan municipal solid waste (MSW).
2.2
Sejarah Biogas
Gas
methan 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 . Selain di negara berkembang, teknologi biogas juga telah dikembangkan
di negara maju seperti Jerman .
2.3 Prinsip Teknologi
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 . 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 .
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 .
2.4
Komposisi
Biogas
sebagian besar mengandung gs metana (CH4) dan karbon dioksida (CO2), dan
beberapa kandungan yang jumlahnya kecil diantaranya hydrogen sulfida (H2S) dan
ammonia (NH3) serta hydrogen dan (H2), nitrogen yang kandungannya sangat kecil.
Energi
yang terkandung dalam biogas tergantung dari konsentrasi metana (CH4). Semakin
tinggi kandungan metana maka semakin besar kandungan energi (nilai kalor) pada
biogas, dan sebaliknya semakin kecil kandungan metana semakin kecil nilai
kalor. Kualitas biogas dapat ditingkatkan dengan memperlakukan beberapa
parameter yaitu : Menghilangkan hidrogen sulphur, kandungan air dan karbon
dioksida (CO2). Hidrogen sulphur mengandung racun dan zat yang menyebabkan
korosi, bila biogas mengandung senyawa ini maka akan menyebabkan gas yang
berbahaya sehingga konsentrasi yang di ijinkan maksimal 5 ppm. Bila gas dibakar
maka hidrogen sulphur akan lebih berbahaya karena akan membentuk senyawa baru
bersama-sama oksigen, yaitu sulphur dioksida /sulphur trioksida (SO2 / SO3).
senyawa ini lebih beracun. Pada saat yang sama akan membentuk Sulphur acid
(H2SO3) suatu senyawa yang lebih korosif. Parameter yang kedua adalah
menghilangkan kandungan karbon dioksida yang memiliki tujuan untuk meningkatkan
kualitas, sehingga gas dapat digunakan untuk bahan bakar kendaraan. Kandungan
air dalam biogas akan menurunkan titik penyalaan biogas serta dapat menimbukan
korosif.
BAB III
PENGOLAHAN, JENIS REAKTOR DAN
PROSES KERJA BIOGAS
3.1 Pengolahan Biogas
Pengolahan
biogas banyak macamnya, di antaranya dengan skala besar atau skala kecil.
Keduanya membutuhkan bahan baku yang sama yaitu kotoran atau sampah organik.
Perbedaannya untuk skala besar digunakan untuk menampung energi bagi masyarakat
luas dengan kegiatan atau pekerjaan yang lebih banyak. Contohnya, pembangkit
listrik di pedesaan. Sedangkan skala kecil digunakan untuk menampung energi
bagi usaha atau kegiatan yang lebih personal. Contohnya, salah satu bahan bakar
untuk memproduksi kue donat di pabrik donat. Berikut contoh cara pembuatan
biogas:
- Kotoran
sapi kira-kira 1kg atau berapalah dibungkus plastik kemudian di kubur
dalam tanah selama kurang lebih 1-3 bulan
- Buat
wadah untuk tempatnya misalnya gali tanah atau di tong sampah jangan lupa
buat lubang atau apalah untuk nyalurin gas yang dihasilkannya melalui
selang
- Masukkan
kotoran sapi tadi ke dalam tempat yang sudah disediakan tadi kemudian
tambahkan kotoran sapi atau sampah organik lain tutup tempatnya tunggu
sampai kotoran sapi tadi diuraikan bakteri.
3.2
Reaktor Biogas
Ada
beberapa jenis reaktor biogas yang dikembangkan diantaranya adalah reaktor
jenis kubah tetap (Fixed-dome), reaktor terapung (Floating drum), reaktor jenis
balon, jenis horizontal, jenis lubang tanah, jenis ferrocement. Dari keenam
jenis digester biogas yang sering digunakan adalah jenis kubah tetap
(Fixed-dome) dan jenis Drum mengambang (Floating drum). Beberapa tahun terakhi
ini dikembangkan jenis reaktor balon yang banyak digunakan sebagai reaktor
sedehana dalam skala kecil.
3.2.1
Reaktor kubah tetap (Fixed-dome)
Reaktor
ini disebut juga reaktor china. Dinamakan demikian karena reaktor ini dibuat
pertama kali di chini sekitar tahun 1930 an, kemudian sejak saat itu reaktor
ini berkembang dengan berbagai model. Pada reaktor ini memiliki dua bagian
yaitu digester sebagai tempat pencerna material biogas dan sebagai rumah bagi
bakteri,baik bakteri pembentuk asam ataupun bakteri pembentu gas metana. bagian
ini dapat dibuat dengan kedalaman tertentu menggunakan batu, batu bata atau
beton. Strukturnya harus kuat karna menahan gas aga tidak terjadi kebocoran.
Bagian yang kedua adalah kubah tetap (fixed-dome). Dinamakan kubah tetap karena
bentunknya menyerupai kubah dan bagian ini merupakan pengumpul gas yang tidak
bergerak (fixed). Gas yang dihasilkan dari material organik pada digester akan
mengalir dan disimpan di bagian kubah.
Keuntungan
dari reaktor ini adalah biaya konstruksi lebih murah daripada menggunaka
reaktor terapung, karena tidak memiliki bagian yang bergerak menggunakan besi
yang tentunya harganya relatif lebih mahal dan perawatannya lebih mudah.
Sedangkan kerugian dari reaktor ini adalah seringnya terjadi kehilangan gas
pada bagian kubah karena konstruksi tetapnya.
3.2.2
Reaktor floating drum
Reaktor
jenis terapung pertama kali dikembangkan di india pada tahun 1937 sehingga
dinamakan dengan reaktor India. Memiliki bagian digester yang sama dengan
reaktor kubah, perbedaannya terletak pada bagian penampung gas menggunakan
peralatan bergerak menggunakan drum. Drum ini dapat bergerak naik turun yang
berfungsi untuk menyimpan gas hasil fermentasi dalam digester. Pergerakan drum
mengapung pada cairan dan tergantung dari jumlah gas yang dihasilkan.
Keuntungan
dari reaktor ini adalah dapat melihat secara langsung volume gas yang tersimpan
pada drum karena pergerakannya. Karena tempat penyimpanan yang terapung
sehingga tekanan gas konstan. Sedangkan kerugiannya adalah biaya material
konstruksi dari drum lebih mahal. faktor korosi pada drum juga menjadi masalah
sehingga bagian pengumpul gas pada reaktor ini memiliki umur yang lebih pendek
dibandingkan menggunakan tipe kubah tetap.
3.2.3 Reaktor balon
Reaktor
balon merupakan jenis reaktor yang banyak digunakan pada skala rumah tangga
yang menggunakan bahan plastik sehingga lebih efisien dalam penanganan dan
perubahan tempat biogas. reaktor ini terdiri dari satu bagian yang berfungsi
sebagai digester dan penyimpan gas masing masing bercampur dalam satu ruangan
tanpa sekat. Material organik terletak dibagian bawah karena memiliki berat
yang lebih besar dibandingkan gas yang akan mengisi pada rongga atas.
3.3
Proses Kerja Biogas
Di
dalam digester bakteri-bakteri methan mengolah limbah bio atau biomassa dan
menghasilkan biogas methan. 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. Biogas dihasilkan dengan mencampur
limbah yang sebagian besar terdiri atas kotoran ternak dengan potongan-potongan
kecil sisa-sisa tanaman, seperti jerami dan sebagainya, dengan air yang cukup
banyak.
Untuk pertama kali
dibutuhkan waktu lebih kurang dua minggu sampai satu bulan sebelum dihasilkan
gas awal. Campuran tersebut selalu ditambah setiap hari dan sesekali diaduk,
sedangkan yang sudah diolah dikeluarkan melalui saluran pengeluaran. Sisa dari
limbah yang telah dicerna oleh bakteri methan atau bakteri biogas, yang disebut
slurry atau lumpur, mempunyai kandungan hara yang sama dengan pupuk organik
yang telah matang sebagaimana halnya kompos sehingga dapat langsung digunakan
untuk memupuk tanaman, atau jika akan disimpan atau diperjualbelikan dapat
dikeringkan di bawah sinar matahari sebelum dimasukkan ke dalam karung.
BAB IV
MANFAAT DAN KELEBIHAN BIOGAS
4.1
Manfaat dan Kelebihan yang dimiliki Biogas
- Biogas
merupakan energi tanpa menggunakan material yang masih memiliki manfaat
termasuk biomassa sehingga biogas tidak merusak keseimbangan
karbondioksida yang diakibatkan oleh penggundulan hutan (deforestation)
dan perusakan tanah.
- Energi
biogas dapat berfungsi sebagai energi pengganti bahan bakar fosil sehingga
akan menurunkan gas rumah kaca di atmosfer dan emisi lainnya.
- Metana
merupakan salah satu gas rumah kaca yang keberadaannya duatmosfer akan
meningkatkan temperatur, dengan menggunakan biogas sebagai bahan bakar
maka akan mengurangi gas metana di udara.
- Limbah
berupa sampah kotoran hewan dan manusia merupakan material yang tidak
bermanfaaat, bahkan bisa menngakibatkan racun yang sangat berbahaya.
Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan
meningkatkan nilai manfaat dari limbah.
- Selain
keuntungan energi yang didapat dari proses anaerobik digestion dengan
menghasilkan gas bio, produk samping seperti sludge. Meterial ini
diperoleh dari sisa proses anaerobik digestion yang berupa padat dan cair.
Masing-masing dapat digunakan sebagai pupuk berupa pupuk cair dan pupuk
padat.
4.2 Perhitungan Peluang Pemanfaatan Biogas dalam
Mengatasi Masalah BBM di Indonesia
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)
.
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
Sebagai
pertimbangan, telah diketahui di China dan India, dalam 1 hari jumlah feses
yang dihasilkan 1 ekor sapi adalah 5 kg dan 80 kilogram kotoran sapi yang
dicampur 80 liter air dan potongan limbah lainnya dapat menghasilkan 1 meter
kubik biogas . 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 . 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.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dengan
adanya global warming (pemanasan global), berkurang sumber daya alam yang tidak
dapat diperbarui seperti BBM, biogas dapat membantu menyelesaikan permasalahan
yang muncul tentang itu. Biogas merupakan sistem teknologi penghasil energi dengan
menggunakan bahan baku kotoran atau sampah organik. Menerapkan sistem
fermentasi bakteri diciptakanlah alat biogas yang dapat dipergunakan sebagai
penghasil energi dan pembangkit listrik. Bahan yang mudah didapatkan dan biaya
yang tidak mahal sangat membantu masyarakat dalam menyelasaikan permasalahan
ekonomi khususnya dengan naiknya harga BBM.
DAFTAR PUSTAKA
Asep Bayu, dkk. Biogas sebagai Peluang
Pengembangan Energi Alternatif. http://megtech.net/?P=80
Burhani Rahman. Biogas Sumber Energi
Alternatif. http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1123717100
Franky, dkk. Contoh Karya Ilmiah Kelas
X. http://binacc.blogspot.com/2008/06/contoh-karya-ilmiah-kelas-x.html
Agung Pambudi. Pemanfaatan Biogas
sebagai Energi Alternatif. http://www.dikti.go.id
http://ditnaga-dikti.org-admin@dikti.org
Agus Mardiansyah. Re: Cara membuat
Biogas? bagaimana???. http://www.blogspot.com-admin@blogsspot.com
Juanda, Asep dkk. 2006. Intisari Bahasa
dan Sastra Indonesia untuk SMA. Bandung: Pustaka Setia
No comments:
Post a Comment