Dilema, Bio-fuel Sebagai Sumber Energi Alternatif Oleh: Idral Amri (Kuala Lumpur)

Tingginya tingkat investasi di Riau dalam bidang produksi Biofuel dewasa ini, sangat membanggakan kita semua. Artikel berikut ini, kiranya bisa memberikan sedikit pemahaman, seberapa besar untung rugi yang kita peroleh dalam memproduksi bio fuel, sehingga diharapkan pemerintah juga harus berpikir secara cermat, untuk kelangsungan kehidupan anak cucu kita kelak, karena dikhawatirkan eksploitasi alam secara berlebihan akan berdampak kepada terganggunya system kesimbangan yang ada. Apalagi kalau dihubungkan dengan ledakan jumlah penduduk yang mengharuskan kita untuk mengorbankan food oil, untuk kegunaan fuel oil.

Dalam kasus ini sangat cocok dengan ramalan Malthus, seorang ekonom politik dunia yang hidup pada abad 18, yang terkenal dengan teory Malthus menyatakan bahwa jumlah populasi akan mengalahkan pasokan makanan, yang menyebabkan berkurangnya jumlah makanan per orang. (Case & Fair, 1999: 790). Beliau meramalkan akan terjadi pada abad ke-19. Karena kurangnya angka statistik yang mendukung teori tersebut, maka di abad ke-19, belum begitu signifikan teori tersebut berlaku seperti yang diramalkannya.

Tapi sepertinya ramalan itu akan menjadi kenyataan walau bukan pada abad ke-19, mungkin pada abad ini atau abad akan datang akan terjadi apa yang ditakutkan Malthus pada 2 abad yang lalu, karena adanya persaingan manusia dengan bahan bakar untuk kegunaan kehidupannya.

Keadaan ini mendorong ilmuwan dunia untuk mencari energi alternatif yang berdampak paling kecil terhadap kehidupan manusia serta bisa mengurangi ketergantungan manusia terhadap bahan bakar fosil. Karena bahan bakar fosil merupakan salah satu pencemar utama lingkungan (atmosfer) dan juga yang lebih penting adalah ketersediaan cadangan bahan bakar fosil itu yang tidak bisa direcovery dalam waktu yang singkat.

Hingga saat ini masih belum ada kesepakatan tentang jumlah riil yang dimiliki dunia; salah satunya karena kemajuan teknologi semakin bisa mengungkap cadangan-cadangan baru bahan bakar fosil di kedalaman bumi. Namun secara umum, mayoritas ilmuwan meyakini bahwa suatu saat bahan bakar fosil akan habis. Dari berbagai sumber energi yang ada saat ini menunjukkan kecenderungan global bahwa, faktor jumlah/cadangan energi dan efek pencemaran lingkungan menjadi sangat penting, berikut sekilas tentang bahan – bahan bakar tersebut.

1. Fossil fuel

Polusi yang ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar fosil memiliki dampak langsung maupun tidak langsung kepada derajad kesehatan manusia. Polusi langsung bisa berupa gas-gas berbahaya, seperti CO, NOx, dan UHC (unburn hydrocarbon), juga unsur metalik seperti timbal (Pb).

Sedangkan polusi tidak langsung mayoritas berupa ledakan jumlah molekul CO2 yang berdampak pada pemanasan global (Global Warming Potential). Kesadaran terhadap ancaman serius tersebut telah mengintensifkan berbagai riset yang bertujuan menghasilkan sumber-sumber energi (energy resources) ataupun pembawa energi (energy carrier) yang lebih terjamin keberlanjutannya (sustainable) dan lebih ramah lingkungan.

2. Bio-Fuel

Berdasarkan review dari berbagai sumber, ternyata Bio-fuel tidak sehijau gaungnya, begitu banyak perdebatan mengenai energi ini, bahkan tidak kalah hebatnya apabila pemanfaatan bio-fuel dilakukan secara tidak terkendali.

Menurut www.wetlands.org, ada sebuah perusahaan energi besar di Belanda (Essen) menyatakan berhenti menggunakan minyak sawit untuk bahan bio fuel-nya sampai ada investigasi yg jelas bahwa minyak sawit yg mereka peroleh bukan berasal dari lahan gambut/hutan yg dikonversi, jadi bukannya hanya dana Tommy yang BNP Barnabas yang perlu di investigasi, ternyata untuk membuat Bio-fuel-pun harus diinvestigasi untuk memastikan bahwa bahan yang digunakan berasal dari bahan yang halal, tidak berasal dari sawit yang diproduksi di bekas lahan gambut.

Bahkan tidak kalah garangnya Parlemen Belanda dan Kementerian Lingkungan-nya “menyesalkan dukungan mereka” selama ini terhadap pengembangan Bio Fuel (Belanda merupakan importir minyak sawit terbesar di Eropa) dan telah mencabut subsidinya terhadap minyak sawit yg masuk ke belanda, disebabkan karena lahan perkebunan dan hutan tanaman sering kali dibuka pada lahan yang sebenarnya memiliki peran ekologi penting di alam.

Contohnya adalah lahan gambut. Apabila lahan gambut dikonversi menjadi lahan kelapa sawit, sekitar 30 ton CO2 akan teremisi ke udara untuk 1 ton kelapa sawit per hektar akibat terjadinya dekomposisi gambut. Sedangkan bahan bakar fuel yg menghasilkan energi setara dengan 1 ton sawit “hanya” menghasilkan 3 ton emisi CO2. Kalo sudah dikonversi, umumnya lahan sawit digambut sangat rentan terbakar sehingga ditaksir sekitar 2 giga ton / tahun CO2 diemisikan ke udara apabila lahan tersebut terbakar, yg “hanya” setara dgn 8% emisi CO2 dr Bahan Bakar fosil seluruh dunia, dan inilah donator terbesar yang menyebabkan efek rumah kaca yang menyebabkan terjadinya global warming, sehingga menganggu system keseimbangan alam yang juga memperburuk bencana banjir, kekeringan dan badai, membuat es di kutub mencair dan merusak sistem iklim hingga seribu tahun mendatang .

Sekarang kita coba berikan tinjauan, kalau lahan sawit atau lahan bahan baku bio fuel lainya yang tidak berasal dari bekas lahan gambut, maka berdasarkan data http://en.wikipedia.org diperoleh hubungan antara luas ladang yang harus dibebaskan untuk memproduksi bahan bakar bio fuel setiap hektarnya.

Tabel 1. Produksi Biodiesel dari berbagai tanaman:


Tanaman penghasil Bio Diesel…………………………..Jumlah Produksi
…………………………………………………………………..( liter/ha/tahun)


• Kacang Kedelai……………………………………………..446
• Jarak………………………………………………………….1892
• Minyak Sawit…………………………………………………5950
• Alga……………………………………………………………95000


Tabel 2. Produksi Bioetanol dari berbagai tanaman (http://priuschat.com)


Tanaman Penghasil Bio Ethanol……………………………Jumlah Produksi
……………………………………………………………………(Liter/ha/tahun)


• Gandum………………………………………………………..2900
• Jagung………………………………………………………….3100
• Switchgrass…………………………………………………..5700
• Tebu……………………………………………………………6500


Dari presentasi Kebijakan Penyediaan dan Mutu Bahan Bakar Minyak Untuk kendaraan Bermotor oleh Direktorat Jenderal Minyak dan Gas Bumi tahun 2004 diketahui bahwa konsumsi bahan bakar minyak untuk transportasi pada tahun 2003 adalah sebagai berikut:

Tabel 3. Kebijakan Pemerintah untuk penyediaan kebutuhan Bahan Bakar Minyak Untuk Kendaraan Bermotor


Jenis Bahan Bakar………………………………..Konsumsi Bahan Bakar Minyak
…………………………………………………………Untuk Transportasi Tahun 2003
…………………………………………………………(megaliter/tahun)


• Premium………………………………………………11482.8
• Premuim TT…………………………………………..3164.7
• Pertamax……………………………………………..386.3
• Pertamax Plus………………………………………..111
• Solar…………………………………………………..12108.9


Sebelum kita memberikan analisis kelayakan pemakaian Bio fuel diatas, ada baiknya literarur berikut kita pahami, bagaimana bio fuel bekerja untuk menghasilkan energi pada kendaraan bermotor.

Bio fuel adalah bentuk alternatif bahan bakar yang dibuat dengan cara blending antara bahan bakar gasoline dengan ethanol atau methanol, seperti E-10, bermaksud bio-ethanol tersebut mengandung 10% Ethanol dan 90% gasoline, atau M-15, yang bermaksud bahan bakar tersebut mengandung 15% methanol dan 85% gasolin.

Konsep ini pada awalnya berasal dari keinginan beberapa ahli untuk mengganti octan booster (zat yang yang dapat menaikkan angka octan) dimana pada awalnya octan booster yang digunakan tersebut adalah dari senyawa timbal, yang kita kenal dengan TEL (Tetra Ethyl Lead), kemudian mengingat timbal yang digunakan tidak begitu aman bahkan membahayakan bagi kesehatan manusia, maka muncullah apa yang kita kenal dengan sebutan MTBE (Methyl Terthier Buthyl Ethylen), dan ada beberapa senyawa octan booster lainnya yang berasal dari turunan senyawa aromatic, dimana diperoleh korelasi antara gasoline pure dengan gasoline plus octan booster, dimana diketahui dengan penambahan 0.1 gram timbal per 1 liter gasoline mampu menaikkan angka oktan sebesar 1.5–2 satuan angka oktan dan diketahui juga bahwa timbal adalah merupakan komponen dengan harga relatif murah untuk kebutuhan peningkatan 1 satuan angka oktan dibandingkan dengan menggunakan senyawa lainnya ( Teknik Kimia, UI)

Berdasarkan sifat-sifat fisik dari methanol dan ethanol, diperoleh bahwa ethanol lebih disukai dibanding methanol, karena methanol lebih korosif daripada ethanol serta methanol juga dapat menyebabkan kesukaran untuk starting pada kondisi cuaca dingin atau vapor lock ketika panas.

Diketahui oktan methanol dan ethanol lebih tinggi dari gasoline, sehingga dengan pencampuran gasoline dengan methanol dan ethanol diharapkan akan menaikkan nilai oktan dari gasoline dan diharapkan efisiensi mesin juga akan lebih baik.

Perhitungan berikut menunjukkan bahwa kenaikan angka oktan saja belum tentu menjamin bahwa efisiensi mesin akan lebih baik, berikut analisisnya;

Calorific value/Nilai kalor : Energi yg dilepaskan pada proses pembakaran bahan bakar per-satuan volume atau per-satuan massanya.

Efisiensi thermal Engine = 1 – (Qout / Qin)
Qout = Kalor yg dibuang pada proses blowdown diruang bakar engine.
Qin = Kalor masuk ke ruang bakar (terjadi pada proses pembakaran bahan bakar).
Makin besar Qin –> efisiensi thermal makin tinggi.
Calorific value makin besar –> makin besar Qin –> makin tinggi tekanan pendorong piston di dalam ruang bakar.
Calorific value untuk Ethanol = 29.7 MJ/Kg, Calorific Value untuk Bensin = 47.3 MJ/KG
Jadi secara teoritis efisiensi thermal engine ethanol bensin (91-98)

Hasil perhitungan itu dapat dijelaskan sebagai berikut;

1. Pada bahan bakar dgn nilai oktan rendah, proses penyalaan terjadi ketika posisi piston masih agak jauh dari TDS (Top Displacement Stroke), sehingga arah gerak piston sempat beberapa saat berlawanan dgn arah tekanan gas pembakaran. Setelah melewati TDS, maka arah gerak keduanya menjadi searah dan melakukan kerja positif. Jadi sempat terjadi losses. Proses penyalaan ini terjadi dgn sendirinya, karena tekanan yg tinggi di ruang bakar, dikenal dgn istilah self ignition/knocking.

2. Pada bahan bakar dgn nilai oktan yg tinggi, proses penyalaan bahan bakar terjadi ketika piston sudah sangat dekat dengan posisi TDS. Karena itu tekanan dari gas pembakaran benar-benar digunakan untuk mendorong Piston melakukan kerja positif (dalam hal ini mendorong mobil), karena arah tekanan gas & gerak piston searah.

Dengan demikian untuk etanol yg mempunyai nilai oktan tinggi, tekanan hasil pembakarannya benar-benar digunakan untuk mendorong piston melakukan kerja positif. Walaupun begitu, Ethanol mempunyai Calorific Value yg lebih rendah dibanding gasoline, sehingga tekanan atau daya pendorong pistonnya juga lebih rendah.

Sehingga untuk menghasil energy yang sama dengan bensin per km-nya, diperlukan konsumsi bioetanol murni (E100) yang lebih boros 34% dibandingkan bensin dan ini sesuai dengan riset yang dilakukan oleh (http://www.fueleconomy.gov), sedangkan menggunakan biodiesel murni (B100) lebih boros 10% dibandingkan petrodiesel.

Dengan demikian, untuk dapat mengganti tingkat konsumsi premium (gasoline) sebesar 11482,8 megaliter pada tahun 2003 dibutuhkan 15387 megaliter bioetanol. Di sisi lain, untuk mengganti tingkat konsumsi Solar sebesar 12108.9 megaliter pada tahun 2003 dibutuhkan biodiesel sebanyak 13320 megaliter.

Berdasarkan data di atas, untuk memroduksi 15387 megaliter bioetanol setiap tahunnya dibutuhkan 2367231 hektar ladang tebu per tahun. Sedangkan untuk memproduksi 13320 megaliter biodiesel setiap tahunnya dibutuhkan 7040169 hektar ladang pohon jarak per tahun.

Dalam satuan km², yang diperlukan untuk mengganti seluruh konsumsi bensin dan solar di Indonesia pada tahun 2003 ke bentuk energi yang terbarukan adalah 23672 km² ladang tebu dan 70402 km² ladang pohon jarak. Jumlah keduanya adalah 94.070 km² atau hampir seluas propinsi Riau setelah pemekaran (111.228,65 km2).

Melihat kepada luasnya areal yang diperlukan untuk memproduksi bio fuel, yang berakibat kompetisi dengan bahan makanan manusia, dan akan menyebabkan efek global warming yang luar biasa, berdasarkan table 1 sebelumnya ternyata ada pilihan lain yang lebih menarik, dimana alga bisa memproduksi hampir 50 kali lipat lebih banyak dibandingkan bio-diesel yang dihasilkan oleh jarak, dimana alga ini sedikit merusak ekosistem aquatic dan juga bisa dibudidayakan didaerah pantai,sungai dan tempat-tempat budidaya lainnya, apalagi Negara kita adalah Negara kepulauan yang mempunyai luas perairan yang lebih besar dari daratan.

Prose intesifikasi pantai menjadi lahan produksi alga, tidaklah begitu susah, sebagaimana cerita film documentar Metro Teve dengan judul benteng PANTURA, yang berhasil membendung laut untuk dijadikan daerah tambak, disepanjang pantai Pantura, tentu tidak mustahil untuk budidaya Alga ini, yang diharapkan akan menjadi alternative lain disamping sumber bahan baku bio fuel yang tengah dikembangkan saat ini.

Dari tinjauan ke-ekonomian berdasarkan energy yang diperlukan, maka penggunaan ethanol 10%, untuk bahan bakar mobil, diketahui bahwa mobil dengan bahan bakar E10 lebih boros 1.5%dibanding menggunakan bensin biasa (http://www.ethanol.org). Etanol memang memiliki nilai oktan lebih tinggi daripada bensin, tetapi tingginya nilai oktan belum tentu mempengaruhi efisiensi atau kadar emisi gas buang. Walaupun demikian, mereka berkesimpulan gasohol E10 lebih efisien dari sisi harga, tapi ini tentunya mengasumsikan bahan bakar minyak tidak disubsidi. Diberikan juga data bahwa ternyata bio-fuel, khususnya bio-ethanol, lebih korosif dari pada menggunakan gasolin biasa.

Sedangkan kalau menggunakan methanol sebagai bahan campurannya, diperoleh bahwa harga bahan bakar keduanya adalah sama, dimana diperlukan sebanyak 1.7 gallon M85 untuk digunakan pada jarak tempuh yang sama, digunakan gasoline sebanyak 1 gallon, sedang harga 1 gallon gasoline adalah 1.7 kali harga 1 gallon M85.

Pendapat yang mengatakan bahwa Bio fuel bisa jadi lebih ramah lingkungan karena tanaman penghasil bio fuel bisa menangkap karbon dari atmosfer, yang pada reaksi pembakaran mesin mobil akan dilepaskan kembali ke atmosfer. Sedangkan fosil fuel berasal dari minyak bumi yang tersimpan jutaan tahun di dalam perut bumi.

Menggunakan bio fuel praktis tidak akan menambah jumlah karbon di atmosfer, dengan asumsi tidak ada penambahan karbon dioksida (CO2) ke-udara dengan pembukaan lahan perkebunan tersebut, kajian terperinci untuk itu perlu dilakukan sehingga bisa diminimalisasi produksi CO2 yang dihasilkan agar kondisi CO2 diatmosfir tetap berada dalam kesetimbangan sehingga sesuai dengan tujuan awal untuk menciptakan lingkungan yang lebih baik, disamping menghemat penggunakan fossil fuel sebagai bahan bakar. Sedangkan menggunakan fosil fuel jelas akan menambah jumlah karbon di atmosfer dan diperlukan waktu yang sangat lama untuk merecovery sumber bahan bakar fossil yang tersedia.

Dari uraian diatas, ada beberapa kekhawatiran dan peluang yang dapat kita manfaatkan, yaitu :
– Bio diesel bukan merupakan pilihan yang terbaik, tetapi teknologi ini harus mulai dikembangkan dari sekarang, untuk mengantisipasi krisis bahan bakar fossil, yang berujung kepada krisis kemanuasiaan dikemudian hari.
– Perlu Intensifikasi tanaman penghasil bio-fuel dengan regulasi dan control yang yang baik.
– Perlu Modifikasi engine untuk proses pembakaran yang lebih sempurna
– Observasi senyawa kimia yang bisa menaikkan caloric value
– Explorasi pembuatan fossil fuel sinthetis yang lebih environmental friendly.

Idral Amri, ST, MT, Candidate Doctor pada Faculty of Chemical and Natural Resources Engineering, UTM Malaysia. Email: idral_amri@yahoo.com

 

Rizki: