TUMBUHAN ALGA SEBAGAI BAHAN BAKAR
DIESEL
Penyusun :
Hariansyah (NPM. 0715041044)
Armando Nadji (NPM. 0715041028)
Andhika Wahyu P. (NPM. 0715041021)
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2007
Edit by :
Nurhandayani S. Dahlan
SMA NEGERI 12 MAKASSAR
TAHUN AJARAN
2010-2011
HALAMAN PENGESAHAN
Judul : Tumbuhan alga sebagai bahan bakar Diesel
Penyusun :
Hariansyah (NPM. 0715041044)
Armando Nadji (NPM. 0715041028)
Andhika Wahyu P. (NPM. 0715041021)
Pengedit : Nurhandayani S.Dahlan
Asal Sekolah : SMA Negeri 12 Makassar
Di setujui
Guru Pembimbing
Dra. Herlina Sulaiman
NIP. 19621018 198603 2 012
Tanggal Pengumpulan
24 – 01 - 201
Mengetahui
Kepala Sekolah SMA Negeri 12
Drs. Abbas Pandi
| |
Tumbuhan Alga Sebagai Bahan Bakar Diesel
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauh mana kita dapat mengeksplorasi energi-energi terbarukan yang diolah melalui tumbuh-tumbuhan menjadi sebuah energi yang dapat diperbaharui dan lebih bertahan lama. Tumbuh-tumbuhan tersebut sudah pernah dipergunakan sebelumnya oleh orang-orang terdahulu sebagai bahan bakar diesel ataupun bioenergi.
Contoh tumbuh-tumbuhan yang pernah dilakukan percobaannya yaitu jarak, kelapa sawit, jagung, dan masih banyak lagi. Hasil penelitian kami tentang bahan bakar tersebut yaitu bahan yang berasal dari bio atau yang hidup akan bertahan lama (dapat diperbaharui) dan tidak bersifat merusak alam seperti halnya bahan bakar fosil yang sering digunakan oleh industri-industri pada abad ke-19.
Dengan adanya bahan bakar nabati ini diharapkan semua peradaban manusia dapat merubah pola cara pemikirannya yang salah dan menyimpang. Karena selama ini berdasarkan hasil eksperimental para ahli-ahli bahwa bahan bakar yang kita gunakan (bahan bakar fosil) dapat merusak lapisan ozon bumi kita tercinta ini. Dan akibatnya yaitu terjjadi efek pemanasan global (Global Warming) diseluruh penjuru dunia.
Oleh karena itu sudah sewajarnya kita melakukan revolusi energi dari bahan bakar fosil menuju bahan bakar diesel yang sifatnya juga lebih ekonomis dari bahan bakar sebelumnya.
KATA PENGANTAR
| |
Assalamualaikum Wr.Wb.
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah Swt. Karena atas rahmat dan Hidayah-Nya makalah ilmiah ini dapat diselesaikan. Shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada junjungan kita nabi besar Muhammad Saw. Beserta para keluarganya, sahabat-sahabatnya, dan kita sebagai pengikutnya hingga akhir zaman.
Makalah Ilmiah dengan judul "Tumbuhan Alga Sebagai Bahan Bakar Diesel" ini dapat terselesaikan.
Dalam kesempatan ini, izinkanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Drs. Abbas Pandi selaku kepala sekolah SMA NEGERI 12 MAKASSAR.
2. Ibu Dra. Herlina Sulaiman selaku guru pembimbing di SMA NEGERI 12 MAKASSAR.
3. Kakak-kakak senior yang telah memberikan kami bimbingan, saran dan kritikan.
4. Teman-teman yang selalu mensuport kami ketika kami mendapati kesulitan dalam mengerjakan makalah ini.
5. Kepada orang tua dan keluarga saya yang telah memberi semangat selama ini.
6. Dan semua orang yang tidak dapat kami sebutkan namanya satu persatu yang telah membantu kami baik jiwa maupun raga.
Penulis coba menyelesaikan karya ilmiah ini dengan waktu yang terbatas. Dan penulis menyadari bahwa makalah ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu dimohon kritik dan sarannya untuk perbaikan penulis dimasa yang akan datang. Penulis berharap semoga saja makalah kecil ini dapat berguna untuk penulis dan pembacanya dan dapat menjadi literatur kelak di hari kemudian.
Akhir kata Wassalam.
Makassar, 1 Januari 2011
Penulis
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN i
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR ISI iv
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vii
BAB I. PENDAHULUAN 1
A. Latar Belakng 1
B. Rumusan masalah 2
C. Tujuan 2
D. Manfaat 2
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA dan KERANGKA PIKIR 3
A. Keadaan Kita Hari Ini 3
B. Ancaman Keterbatasan Energi 4
C. Tumbuhan Penghasil Energi 5
1. Tongkol Jagung 5
2. Jarak Pagar 6
D. Permasalahan Pemanfaatan Kelapa Sawit, Jagung, dan Jarak Pagar 8
E. Kerangka Pikir 12
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN 13
A. POPULASI 13
B. SAMPEL 13
C. VARIABEL 13
D. HIPOTESIS 13
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 14
A. Hasil 14
B. Pembahasan 15
1. Habitat Hidup Tumbuhan Alga 15
2. Potensi Tumbuhan Alga Menghasilkan Biodiesel 15
3. Cara Penanaman Alga untuk Biodiesel 16
4. Cara Ekstraksi Minyak dari Tumbuhan Alga 17
BAB V. SIMPULAN DAN SARAN 21
A. Kesimpulan 21
B. Saran 21
DAFTAR PUSTAKA 22
BIODATA 23
DAFTAR TABEL
1. Kimia Alga Ditunjukkan dalam Zat Kering (%) 14
2. Persyaratan Mutu Minyak Diesel 15
| |
| |
DAFTAR GAMBAR
1. Jagung Mentah 6
2. Jarak Pagar 7
3. Kolom Sirkuit pada Sistem terbuka 16
| |
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia memiliki beragam sumber daya energi. Sumber daya energi berupa minyak, gas, batubara, panas bumi, air dan sebagainya digunakan dalam berbagai aktivitas pembangunan baik secara langsung ataupun diekspor untuk mendapatkan devisa. Sumber daya energi minyak dan gas adalah penyumbang terbesar devisa hasil ekspor. Kebutuhan akan bahan bakar minyak dalam negeri juga meningkat seiring meningkatnya pembangunan. Sejumlah laporan menunjukkan bahwa sejak pertengahan tahun 80-an terjadi peningkatan kebutuhan energi khususnya untuk bahan bakar mesin diesel yang diperkirakan akibat meningkatnya jumlah industri, transportasi dan pusat pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) diberbagai daerah di Indonesia. Peningkatan ini mengakibatkan berkurangnya devisa negara disebabkan jumlah minyak sebagai andalan komoditi ekspor semakin berkurang karena dipakai untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri.
Disisi lain, bahwa cadangan minyak yang dimiliki Indonesia semakin terbatas karena merupakan produk yang tidak dapat diperbaharui. Terlebih lagi, bahan bakar yang dipakai ini (bahan bakar fosil) dapat menyebabkan kerusakan lapisan ozon yang menimbulkan efek rumah kaca. Oleh sebab itu perlu dilakukan usaha-usaha untuk mencari bahan bakar alternatif. Ide penggunaan minyak nabati sebagai pengganti bahan bakar diesel didemonstrasikan pertama kalinya oleh Rudolph Diesel (± tahun 1900). Penelitian di bidang ini terus berkembang dengan memanfaatkan beragam lemak nabati dan hewani untuk mendapatkan bahan bakar hayati (biofuel) dan dapat diperbaharui (renewable).
Perkembangan ini mencapai puncaknya di pertengahan tahun 80-an dengan ditemukannya alkil ester asam lemak yang memiliki karakteristik hampir sama dengan minyak diesel fosil yang dikenal dengan biodiesel. Indonesia adalah negara penghasil minyak nabati terbesar dunia, selain menghasilkan minyak sawit (Crude Palm Oil = CPO), juga menghasikan minyak lainnya seperti minyak kopra yang jumlahnya cukup besar. Ini merupakan potensi bahan baku yang besar untuk tujuan pengembangan BBM alternatif tersebut. Salah satu bahan baku yang dipakai dalam bahan bakar ini yaitu fraksi stearin yang diperoleh dari sisa pengolahan CPO di pabrik minyak nabati (Fractination Refining Factory).
Produksi minyak sawit dewasa ini cenderung meningkat dan diperkirakan akan berlanjut satu atau dua dekade ke depan. Pembuatan biodiesel dari minyak nabati dilakukan dengan mengkonversi trigliserida (komponen utama minyak nabati) menjadi metil ester asam lemak, dengan memanfaatkan katalis pada proses metanolisis / esterifikasi. Beberapa katalis telah digunakan secara komersial dalam memproduksi biodiesel. Selain itu, juga diupayakan kataliskatalis dari sisa produksi alam seperti, janjang sawit, abu sekam padi, jagung, dan sebagainya. Dan untuk kali ini ada suatu tumbuhan terbaru yang dapat digunakan sebagai bahan bakar juga yaitu tumbuhan alga.
B. Rumusan Masalah
| |
· Mengapa dilakukan penelitian ini?
· Bagaimana cara pembuatan bahan bakar diesel?
· Apa manfaat bahan bakar diesel?
C. Tujuan
· Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apa saja manfaat yang dapat diambil dari penggunaan bahan bakar diesel yang pernah diteliti oleh para pakar-pakar energi khususnya di Indonesia.
· Dan juga penelitian ini menunjukkan bagaimana cara pembuatan bahan bakar diesel yang ekonomis dan tidak merugikan baik penggunanya maupun sumber alam yang akan dieksploitasinya.
· Serta untuk mengetahui bagaimana pendapat-pendapat pakar energi tentang pemanfaatan bahan bakar diesel ini.
D. Manfaat
a. manfaat bagi masyarakat
b. manfaat bagi IPTEK
c. manfaat bagi penulis
Semoga pemerintah memulai bisnis bahan bakar ini yang bahan bakunya dari sesuatu yang baru seperti tumbuhan alga dan memproduksinya namun tetap memperhatikan faktor-faktor seperti halnya bahan makanan yang akan kita makan. Karena setiap penggunaan sesuatu pasti ada kekurangan yang ditimbulkannya. Ingat bahwa Negara kita ini kaya akan sumber daya alamnya, tinggal bagaimana kita memanfaatkannya. Seperti halnya sebuah lirik lagu "Orang bilang tanah kita tanah surga. Tongkat, kayu, dan batu jadi tanaman……" Oleh karena itu mari kita manfaatkan alam yang memiliki kekayaannya ini dengan tetap berpegang teguh pada prinsip tetap melestarikannya.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN KERANGKA PIKIR
A. Keadaan Kita Hari ini
Menyoal tentang harga minyak mentah di pasar dunia belakang ini telah mencapai US $ 100/barel adalah sebuah angka yang fantastis sehingga apabila Indonesia tidak segera mencari pengganti sumber energi lain, maka subsidi yang diberikan oleh pemerintah kepada masyarakat akan menjadi beban APBN yang mana asumsi sebelumnya harga minyak berkisar US $ 63/barel.
Bahan bakar minyak bumi kita masih banyak dikonsumsi oleh sektor industry yaitu sekitar 70 % sisanya pada sektor transportasi dan rumah tangga. Bahkan PLN sendiri masih banyak memasok bahan bakar dari minyak bumi untuk keperluan produksinya sehingga untuk biaya produksi saja PLN harus mensubsidi lebih kurang sebesar Rp.2.900,-(asumsi biaya hanya Rp.1.400/kwh)jadi sungguh berat beban APBN kita untuk subsidi BBM apalagi subsidi itu akan ditanggung dan ditanggulangi dengan hutang luar negeri, maka bertambah berat beban negara yang ujung-ujungnya rakyat yang menjadi korbannya.
Berbeda dengan negara lain misalnya Iran bahwa pemerintah Iran hasil minyak mentahnya dijual untuk memenuhi kebutuhan ekspor dan akan menghasilkan devisa yang cukup besar sedangkan untuk kebutuhan energy dalam negeri hanya memakai gas alam dan biodiesel pada jasa industri dan transportasi, berbeda dengan Indonesia yang masih mengandalkan minyak sebagai sumber utama. Konversi minyak tanah menjadi gas Elpiji ukuran 3 Kg misalnya adalah solusi yang cukup bagus namun masyarakat kita belum menyadari sepenuhnya bahwa dengan program konversi tersebut dapat menghemat anggaran subsidi dan akan meningkatkan APBN kita, maka seyogyanya pemerintah harus selalu memberikan sosialisasi yang tepat kepada masyarakat serta terus mengembangkan sumber energi pengganti selain minyak bumi yang masih belum tergali dan dimanfaatkan sepenuhnya mengingat bahwa sebenarnya negara kita sangat kaya akan potensi energy sumber daya alam seperti halnya sumber bahan bakar diesel.
B. Ancaman Keterbatasan Energi
Kontinuitas penggunaan bahan bakar fosil (fossil fuel) memunculkan – paling sedikit dua ancaman serius:
(1) faktor ekonomi, berupa jaminan ketersediaan bahan bakar fosil untuk beberapa dekade mendatang, masalah suplai, harga, dan fluktuasinya.
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 keberlanjutan nya (sustainable) dan lebih ramah lingkungan. Penggunaan alkohol sebagai bahan bakar mulai diteliti dan diimplementasikan di USA dan Brazil sejak terjadinya krisis bahan bakar fosil di kedua Negara tersebut pada tahun 1970-an. Brazil tercatat sebagai salah satu negara yang memiliki keseriusan tinggi dalam implementasi bahan bakar alkohol untuk keperluan kendaraan bermotor dengan tingkat penggunaan bahan bakar ethanol saat ini mencapai 40 secara nasional (Nature, 1 July 2005). Di USA, Bahan bakar relatif murah, E85, yang mengandung ethanol 85 semakin populer di masyarakat (Nature, 1 July 2005).
Selain ethanol, methanol juga tercatat digunakan sebagai bahan bakar alcohol di Rusia,sedangkan Kementrian Lingkungan Hidup Jepang telah mentargetkan pada tahun 2008 campuran gasolin + ethanol 10 akan digunakan untuk menggantikan gasolin di seluruh Jepang. Kementrian yang sama juga meminta produsen otomotif di Jepang untuk membuat kendaraan yang mampu beroperasi dengan bahan bakar campuran tersebut mulai tahun 2003(The Japan Times, 17 December 2002).
Pemerintah Indonesia, dalam hal ini Kementrian Negara Riset dan Teknologi telah mentargetkan pembuatan minimal satu pabrik biodiesel dan gasohol (campuran gasolin dan alkohol) pada tahun 2005-2006. Selain itu, ditargetkan juga bahwa penggunaan bioenergy tersebut akan mencapai 30 hari pasokan energi nasional pada tahun 2025 (Kompas, 26 Mei 2005). Ethanol bisa digunakan dalam bentuk murni ataupun sebagai campuran untuk bahan bakar gasolin (bensin) maupun hidrogen. Interaksi ethanol dengan hidrogen bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi fuel cell ataupun dalam mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) konvensional.
C. Tumbuhan Penghasil Energi
1. Tongkol Jagung.
| |
Membuat ethanol dari jagung saat ini sudah banyak dilakukan. Tetapi memanfaatkan jagung menjadi bahan bakar bio akan menimbulkan masalah baru, mengurangi pasokan bahan pangan bagi manusia.
Gambar 1. Jagung Mentah
Poet, perusahaan yang selama 20 tahun lebih membuat ethanol dari jagung, kini bersama dengan Ihnen dan beberapa produsen peralatan pertanian sedang mengembangkan cara untuk memanen, menyimpan dan mengirim tongkol jagung. Menurut Poet, suatu saat tongkol jagung bias menjadi sumber bahan bakar alternatif.
Jeff Broin, pejabat eksekutif tertinggi Poet menjelaskan, banyak tongkol jagung di sekitar pabrik dan itu semua merupakan sumber energi yang disediakan alam bagi perusahaan. Bagi Ihnen sendiri, tongkol jagung adalah limbah produksi. Poet juga berencana untuk mengembangkan pabriknya di Emmetsburg, Iowa, untuk menghasilkan 125 juta gallon ethanol per tahun, 25 persennya dari tongkol jagung. Lahan yang dibutuhkan untuk memenuhi pasokan ke pabriknya yang direncanakan mulai beroperasi tahun 2011, seluas 1.112.292,5 hektar.
| |
Untuk mengumpulkan tongkol jagung di lahan perkebunan seluas 1619 milik Ihnen, Poet menggunakan berbagai metode. Salah satunya adalah menggunakan John Deere 9860 STS Combine yang sudah dimodifikasi untuk mengumpulkan tongkol dan biji jagung yang tercampur. Campuran tersebut kemudian dimasukkan ke dalam mesin pemisah yang dibuat oleh Feterl Manufacturing Corp, yang memisahkan biji dari tongkolnya. Metode lainnya adalah dengan menggunakan mesin pemanen yang dibuat oleh Vernon Flamme, yang mengumpulkan tongkol setelah keluar terpisah dari batang dan kulitnya. Bijinya tetap berada di dalam mesin pemanen tersebut, sedangkan kulitnya dibuang kembali dan tongkolnya dimasukkan ke dalam tempat terpisah dari mesin pemanennya. Biasanya setelah memanen jagung, petani meninggalkan tongkol dan batangnya. Tongkol yang merupakan bagian paling padat dari jagung, bias diambil tanpa harus mempengaruhi erosi tanah atau mengurangi unsure hara tanah.
| |
Hingga saat ini masih belum bisa dipastikan berapa harga yang harus dibayarkan kepada para petani per ton tongkol jagung tersebut. Tetapi berdasar perkiraan Poet antara US$ 30 dan US$ 60 per tonnya.
2. Jarak Pagar
Gambar 2. Jarak Pagar
Jarak pagar (Jathropa curcas) menjadi sangat populer ketika menyoal energi alternatif ramah lingkungan. Biji-bijinya mampu menghasilkan minyak campuran untuk solar. Selain dari jarak pagar, pada dasarnya minyak yang dihasilkan dari tumbuh-tumbuhan dapat dijadikan bahan campuran solar, misalnya kelapa sawit atau kedelai.
Dari percobaan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT), campuran solar dan minyak nabati (biodiesel) memiliki nilai cetane (oktan pada bensin) lebih tinggi daripada solar murni. Solar yang dicampur dengan minyak nabati menghasilkan pembakaran yang lebih sempurna daripada solar murni sehingga emisi lebih aman bagi lingkungan. “Jika solar murni nilai angka cetane-nya sekitar 47, biodiesel antara 60 hingga 62,” kata Sony Solistia Wirawan, Kepala Balai Rekayasa Desain dan Sistem Teknologi BPPT di Pusat Penelitian Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Serpong.
Dalam satu liter bahan bakar, komposisi minyak nabati yang dapat digunakan baru 30 persen agar tidak mengganggu mesin yang dipakai kendaraan sekarang. Menurutnya, di beberapa negara maju biodiesel bahkan telah digunakan 100 persen dengan modifikasi mesin. Bahan-bahan dari karet diganti dengan sintesis viton yang tahan minyak.
| |
Meskipun percobaan baru dilakukan untuk minyak nabati dari bahan kepala sawit,menurut Soni, hal tersebut dapat dilakukan juga untuk minyak jarak.Minyak mentah hasil perasan biji kering akan diolah dengan proses trans-esterifikasi menggunakan metanol untuk memisahkan air.Reaksi tersebut tergolong sederhana dan hanya diperlukan sekitar 10 persen metanol.Hampir 100% minyak dapat dimurnikan,bahkan menghasilkan produk samping gliserol yang juga bernilai ekonomi.
Meskipun demikian, pihaknya sedang mengembangkan mesin pengolah berkekuatan berkapasitas lebih kecil maupun besar untuk kalangan industri. Biaya investasi untuk mesin saja diperkirakan sekitar 800 juta, sedangkan untuk mesin berkekuatan 3 ton perhari mungkin mencapai 2 hingga 3 miliar. “Secara teknis prosesnya tidak jauh berbeda dengan pengolahan minyak goreng,” katanya. Hanya saja, pasokan bahan baku minyak nabati jumlahnya masih terbatas. Kelapa sawit masih ekonomis diolah menjadi minyak goreng meskipun minyak mentahnya (CPO) yang berkualitas rendah berpotensi untuk diolah menjadi biodiesel.
Jika dibandingkan, jarak pagar mungkin lebih berpotensi daripada kelapa sawit. Jarak pagar yang dapat ditemukan di berbagai wilayah Indonesia baru digunakan sebagai pagar hidup. Tumbuhan bergetah ini dapat tumbuh di mana saja, hidup di berbagai kondisi tanah, dan tahan kekeringan, tidak seperti kelapa sawit, yang membutuhkan lahan khusus, ketinggian daerah, dan faktor iklim tertentu. Oleh karena itu, para peneliti BPPT berharap bahwa pengembangan jarak pagar tidak diarahkan untuk merelokasi lahan subur, namun memberdayakan lahan kritis.
“Produktivitasnya juga tidak jauh berbeda, dalam satu hektar lahan dapat dihasilkan sekitar 5 ton minyak pertahun,” kata Nadirman Haska, Kepala Balai Pengkajian Bioteknologi BPPT. Satu hektar lahan mampu menghasilkan 25 ton tandan kelapa sawit segar yang dapat diolah menjadi 5 ton CPO sejak tahun ketiga hingga usia produktif 20 tahun. “Dengan luas lahan yang sama, saya perkirakan dapat ditanam 2.500 batang jarak pagar,” kata Nadirman. Sejak usia 5 hingga 8 bulan, buahnya matang sehingga di tahun pertama pun hasilnya dapat dinikmati. Meski demikian, lanjut Nadirman, mungkin baru dihasilkan sekitar 0,5 ton minyak. Seiring tumbuhnya tanaman, produksinya diharapkan terus meningkat lebih dari 10 ton sejak tahun keenam. Usia produktif jarak pagar diperkirakan antara 20 hingga 50 tahun.
| i |
Ongkos perawatan untuk tanaman liar ini juga lebih murah. Nadirman memperkirakan hanya perlu 20 hingga 25 persen pendapatan dari hasil produksinya yang dipakai. Sedangkan untuk kelapa sawit, biaya operasionalnya 40 hingga 50 persen dari besar pendapatan produksinya. Pada dasarnya pembibitan dapat dilakukan secara generatif atau vegetatif. Namun, pembibitan generatif menggunakan biji tidak disarankan karena menurunkan sifat genetik berbeda, sedangkan dengan stek atau kultur jaringan sifat-sifat unggul dapat dipertahankan pada keturunannya.
| |
Balai Pengkajian Bioteknologi BPPT telah mengembangkan proses pembibitan sederhana yang dapat dilakukan siapa pun dengan sedikit latihan. Bahkan telah disiapkan cairan nutrisi tanaman untuk mencegah mortalitas (kegagalan) bibit dan merangsang pertumbuhannya dari proses penyiapan hingga siap tanam di ruang terbuka. Selain itu, teknik kultur jaringan yang membutuhkan teknik lebih rumit di laboratorium terus dikembangkan, termasuk menyiapkan pohon induk yang memiliki sifat-sifat genetik baik yaitu menghasilkan biji besar, buah banyak, dan masa tanam cepat.
D. Permasalahan Pemanfaatan Kelapa Sawit, Jagung dan Jarak Pagar
Bahan bakar nabati (BBN), dalam bentuk bioetanol dan biodisel, menjadi secercah harapan baru bagi pemerintah untuk meningkatkan devisa, menciptakan lapangan kerja baru serta membantu mengurangi angka kemiskinan. Pemanfaatan BBN juga diharapkan mengurangi pencemaran udara serta menciptakan kemandirian energi dengan mengurangi ketergantungan terhadap impor minyak bumi.
Harapan ini tentu beralasan mengingat sumberdaya alam Indonesia sangat potensial untuk pengembangan BBN. Disamping itu, permintaan pasar internasional terhadap BBN selama beberapa tahun terakhir juga meningkat tajam. Berdasarkan laporan yang dirilis analis pasar Emerging Market Online pada bulan Oktober tahun lalu, produksi biodisel dunia meningkat dari 1000 juta liter pada tahun 2001 menjadi 3500 juta liter pada tahun 2005, artinya terjadi pertumbuhan produksi lebih dari 35 persen per tahun. Pertumbuhan ini diperkirakan akan terus berlanjut.
Apalagi bulan Maret ini Uni Eropa telah mencanangkan target peningkatan porsi BBN hingga 10 persen untuk sector transportasi pada tahun 2020. Trend peningkatan kebutuhan BBN juga ditandai dengan rencana pemerintah Amerika Serikat untuk meningkatkan produksi bioetanol hingga 5 kali lipat pada tahun 2017. Namun, di tengah harapan cerah tersebut, program BBN juga menyimpan sejumlah potensi bencana yang serius. Setidaknya ada tiga bencana atau kegagalan yang harus diwaspadai, yaitu kerusakan hutan, kelangkaan pangan dan kegagalan menciptakan pasar domestik.
| |
Kerusakan hutan
Dua alternatif sumber biodisel yang paling prospesktif untuk Indonesia saat ini adalah minyak kelapa sawit dan jarak pagar. Namun biodisel dari minyak kelapa sawit, atau yang lebih dikenal dengan CPO (crude palm oil), diperkirakan akan lebih diminati para investor. Alasannya, industri di Indonesia telah memiliki pengalaman dalam bidang ini. Minyak kelapa sawit juga dianggap lebih ekonomis. Setiap hektar kebun kelapa sawit mampu menghasilkan 5 ton minyak nabati per tahun, atau setara dengan tiga kali jumlah produksi minyak dari tanaman jarak pagar untuk luas lahan dan jangka waktu yang sama.
Di sisi lain, produksi biodisel dari minyak jarak pagar membutuhkan waktu yang lebih lama untuk penyiapan teknologi serta standardisasi produk dan pengolahan sebelum bisa masuk ke pasaran. Yang mengkhawatirkan adalah bahwa pemanfaatan CPO untuk biodisel ini akan menyebabkan kerusakan hutan akibat konversi menjadi perkebunan kelapa sawit.
Sejumlah aktifis lingkungan memperkirakan industri biodisel di Indonesia akan mengulangi kesalahan seperti yang telah dilakukan oleh industri pulp dan kertas selama ini dalam memberikan andil terhadap kerusakan hutan. Laporan Friend of Earth tahun lalu menyebutkan antara tahun 1985 hingga 2000, 4 juta hektar hutan telah diubah menjadi lahan kelapa sawit di Sumatera dan Kalimantan, sementara 16.5 juta hektar yang lain akan segera menyusul.
Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa konversi hutan tropis menjadi lahan perkebunan, industri kayu dan pembangunan infrastruktur menyumbang 10-30 persen dari emisi gas rumah kaca dunia (Majalah Nature, 2001). Konversi hutan menjadi perkebunan monokultur juga mengancam keanekaragaman hayati. Dengan demikian, alih-alih menurunkan emisi karbon, program BBN dengan pembukaan hutan justru memperparah permasalahan yang telah ada.
Persaingan pangan dan energi
Program BBN juga diperkirakan akan menyebakan naiknya harga komoditi pertanian tertentu, yang akhirnya berdampak pada meningkatnya harga produk pangan yang berbahan baku komoditi tersebut. Sebagai contoh, program etanol di Amerika Serikat diyakini sebagai penyebab meroketnya harga komoditi jagung di negara tersebut hingga dua kali lipat dalam satu tahun terakhir. Dengan demikian sangat beralasan jika pemanfaatan biodisel dari minyak kelapa sawit dan bioetanol dari tebu dikhawatirkan juga akan berpengaruh langsung terhadap harga dua bahan kebutuhan pokok, yaitu minyak goreng dan gula.
| |
Persoalan akan bertambah serius jika program BBN juga menyebabkan konversi besar-besaran tanaman pangan menjadi tanaman penghasil BBN. Hal ini jelas mengancam ketahanan pangan nasional. Apalagi hingga kini target peningkatan produksi pangan, khususnya beras, masih belum tercapai sepenuhnya. Jika ini menjadi kenyataan maka yang diperkirakan menjadi korban paling menderita adalah masyarakat miskin, khususnya yang tinggal di perkotaan. Kondisi seperti ini tentu kontradiktif dengan harapan pemerintah agar program BBN bisa mengurangi angka kemiskinan.
Kegagalan pasar domestik
Ancaman yang ketiga adalah kegagalan dalam menciptakan pasar domestik. Jika ancaman tersebut terwujud, maka program BBN hanya akan menjadikan bangsa Indonesia sebagai pelayan energi bagi negara-negara industri. Hal ini bisa saja terjadi jika permintaan pasar internasional tinggi sementara pada saat yang sama pasar domestik dianggap tidak menarik. Kekhawatiran ini rupanya mulai menjadi kenyataan, karena alasan tersebut sebuah perusahaan biodisel di bawah kelompok Sinar Mas saat ini lebih tertarik untuk membuka pabrik biodisel di Eropa ketimbang di dalam negeri. Bahkan saat ini sudah ada industri biodisel di Sumetara Utara yang terpaksa berhenti beroperasi karena alasan yang serupa. Sungguh disayangkan jika industri BBN dalam negeri kelak hanya mampu mengandalkan ekspor produk mentah, seperti CPO misalnya. Artinya, tidak banyak nilai tambah yang dihasilkan oleh industry tersebut.
Pasar domestik juga tidak akan terwujud jika industri BBN dalam negeri dan pemerintah gagal menyediakan infrastruktur penunjang yang dibutuhkan.
Kendati BBN dan BBM sama-sama bahan bakar cair, sifat BBN yang hygroscopic (menyerap uap air) menuntut infrastruktur pendistribusian yang khusus, baik dalam tempat penyimpanan maupun cara penanganan, untuk menjaga kualitas produk selama proses distribusi.
| |
Kebijakan yang tepat
Untuk menghindari ketiga bencana tersebut dibutuhkan kebijakan yang jelas dan tepat dari pemerintah khususnya terkait dengan penggunaan lahan untuk industri BBN. Program BBN seyogyanya diletakkan dalam kerangka pembangunan yang berkelanjutan serta berorientasi pada kemandirian bangsa dan bukan didasari oleh keutungan ekonomi jangka pendek. Dan pemerintah juga harus mengusahakan sebuah inovasi terbaru tentang tanaman apa yang bisa digunakan sebagai bahan bakar namun tidak merugikan masyarakatnya.
E. Kerangka Pikir
| |
| |
BAB III
METODE PENELITIAN
Populasi yang digunakan adalah :
Tumbuhan
Sampel yang digunakan adalah :
Alga
Variabel :
| |
Variabel kontrol :
© Tumbuhan alga
Variabel Bebas :
© Tempat
Ø Danau
Ø Kolam
Variabel Terikat :
© Bahan bakar diesel
D. Hipotesis
Berdasarkan pengamatan akan data-data yang kami peroleh melalui semua sumber, kami dapat memberikan suatu hipotesis bahwa jika saja kita memanfaatkan bahan bakar diesel sebagai bahan bakar kehidupan kita seharihari atau dapat dikatakan kita mengadakan revolusi bahan bakar maka mungkin saja kita akan terbebas dari krisis kehidupan baik dalam hal ekonomi, sosial, kesehatan, dan masih banyak lagi.
Selain itu suatu eksperimental akan keseluruhan cabang keduniaan akan terus maju dan jika kita hanya diam maka kita akan tertinggal jauh dari apa yang kita harapkan.Semua ini tidak jauh dari peran masyarakat umumnya dan pemerintah khususnya.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
Dari pengamatan yang telah dilakukan oleh penulis, kami memperoleh suatu eksperimen khusus mengenai suatu tumbuhan yang lebih efisien dan tidak merugikan masyarakat luas jika dijadikan bahan bakar diesel yaitu tumbuhan Alga. Tumbuhan ini diperkirakan dapat menghasilkan 200 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan tumbuhan-tumbuhan lain penghasil bahan bakar diesel.Kemiripan yang dihasilkannya dapat kita lihat sebagai suatu keberuntungan yang luar biasa.
Di dalam pembahasan akan dijelaskan secara rinci bagaimana Tumbuhan Alga dapat menguntungkan jika kita manfaatkan sebagai bahan bakar diesel. Berikut hasil komposisi kimia tumbuhan Alga dalam zat kering :
Tabel 1. Kimia Alga Ditunjukkan dalam Zat Kering (%)
| Komposisi Kimia | Protein | Karbohidrat | Lemak | Nucleic Acid |
| Scenedesmus obliquus | 50-56 | 10-17 | 12-14 | 3-6 |
| Scenedesmus quadricauda | 47 | - | 1.9 | - |
| Scenedesmus dimorphus | 8-18 | 21-52 | 16-40 | - |
| Chlamydomonas rheinhardii | 48 | 17 | 21 | - |
| Spirulina platensis | 46-63 | 8-14 | 4–9 | 2-5 |
| Porphyridium cruentum | 28-39 | 40-57 | 9-14 | - |
| Prymnesium parvum | 28-45 | 25-33 | 22-38 | 1-2 |
| Tetraselmis maculata | 52 | 15 | 3 | - |
| Euglena gracilis | 39-61 | 14-18 | 14-20 | - |
| Dunaliella salina | 57 | 32 | 6 | - |
| Dunaliella bioculata | 49 | 4 | 8 | - |
| Spirogyra sp. | 6-20 | 33-64 | 11-21 | - |
| Chlorella pyrenoidosa | 57 | 26 | 2 | - |
| Chlorella vulgaris | 51-58 | 12-17 | 14-22 | 4-5 |
| Spirulina maxima | 60-71 | 13-16 | 6-7 | 3-4.5 |
| Synechoccus sp. | 63 | 15 | 11 | 5 |
| Anabaena cylindrica | 43-56 | 25-30 | 4-7 | - |
Dan untuk mengetahui persyaratan mutu minyak diesel kami tampilkan dalam
tabel dibawah ini :
  |
B. Pembahasan
1. Habitat Hidup Tumbuhan Alga
Alga adalah salah satu organisme yang dapat tumbuh pada rentang kondisi yang luas di permukaan bumi. Alga biasanya ditemukan pada tempattempat yang lembab atau benda-benda yang sering terkena air dan banyak hidup pada lingkungan berair di permukaan bumi. Alga dapat hidup hampir di semua tempat yang memiliki cukup sinar matahari, air dan karbon-dioksida.
2. Potensi Tumbuhan Alga Menghasilkan Biodiesel
Secara teoritis, produksi biodiesel dari alga dapat menjadi solusi yang realistik untuk mengganti bahan bakar.Hal ini karena tidak ada feedstock yang cukup memiliki banyak minyak sehingga mampu digunakan untuk memproduksi minyak dalam volume yang besar.Tumbuhan seperti kelapa sawit dan kacang-kacangan membutuhkan lahan yang sangat luas untuk dapat menghasilkan minyak supaya dapat
| |
mengganti kebutuhan bahan bakar dalam suatu negara.
Hal ini tidak realistik dan akan mengalami kendala apabila diimplementasikan pada negara dengan luas wilayah yang kecil. Berdasarkan perhitungan, pengolahan alga pada lahan seluas 10juta acre mampu menghasilkan biodiesel yang akan dapat mengganti seluruh kebutuhan solar di Amerika Serikat. Luas lahan ini hanya 1% dari total lahan yang sekarang digunakan untuk lahan pertanian dan padang rumput. Diperkirakan alga mampu menghasilkan minyak 200 kali lebih banyak dibandingkan dengan tumbuhan penghasil minyak (kelapa sawit, jarak pagar, dll) pada kondisi terbaiknya.
Semua jenis alga memiliki komposisi kimia sel yang terdiri dari protein, karbohidrat, lemak (fatty acids) dan nucleic acids. Prosentase keempat komponen tersebut bervariasi tergantung jenis alga. Ada jenis alga yang memiliki komponen fatty acids lebih dari 40%. Dari komponen fatty acids inilah yang akan diekstraksi dan diubah menjadi biodiesel.
Biodiesel dari alga hampir mirip dengan biodiesel yang diproduksi dari tumbuhan penghasil minyak sebab semua biodiesel diproduksi menggunakan triglycerides dari minyak nabati/alga. Alga memproduksi banyak polyunsaturates, dimana semakin tinggi kandungan lemak asam polyunsaturates akan mengurangi kestabilan biodiesel yang dihasilkan.
Di lain pihak, polyunsaturates memiliki titik cair yang lebih rendah dibandingkan monounsaturates sehingga biodiesel alga akan lebih baik pada cuaca dingin dibandingkan jenis bio-feedstock yang lain. Diketahui kekurangan biodiesel adalah buruknya kinerja pada temperatur yang dingin sehingga biodiesel alga mungkin akan dapat mengatasi masalah ini.
3. Cara Penanaman Alga untuk Biodiesel
Sama seperti tumbuhan lainnya, alga juga memerlukan tiga komponen penting untuk tumbuh, yaitu sinar matahari, karbon dioksida dan air. Alga menggunakan sinar matahari untuk menjalankan proses fotosintesis. Fotosintesis merupakan proses biokimia penting pada tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Energi kimia ini akan digunakan untuk menjalankan reaksi kimia, misalnya pembentukan senyawa gula, fiksasi nitrogen menjadi asam amino, dll. Alga menangkap energi dari sinar matahari selama proses fotosintesis dan menggunakaannya untuk mengubah substansi inorganic menjadi senyawa gula sederhana. Penanaman alga untuk menghasilkan biodiesel mungkin akan sedikit lebih
| |
sulit karena alga membutuhkan perawatan yang sangat baik dan mudah terkontaminasi oleh spesies lain yang tidak diinginkan.
Alga dapat ditanam di kolam terbuka dan danau. Penggunaan system terbuka ini dapat membuat alga mudah diserang oleh kontaminasi spesies alga lain dan bakteri. Akan tetapi, saat ini telah berhasil dikembangkan beberapa spesies alga yang mampu ditanam pada lahan terbuka dan meminimalisir adanya kontaminasi spesies lain. Misalnya penanaman spirulina pada suatu kolam terbuka dapat menghilangkan kemungkinan kontaminasi spesies lain secara luas karena spirulina bersifat agresif dan tumbuh pada lingkungan dengan pH yang sangat tinggi.Sistem terbuka juga memiliki sistem kontrol yang lemah,misalnya dalam mengatur temperatur air,konsentrasi karbon dioksida & kondisi pencahayaan. Sedangkan keuntungan penggunaan sistem terbuka adalah metode ini merupakan cara yang murah untuk memproduksi alga karena hanya perlu dibuatkan sirkuit parit atau kolam.Kolam tempat pembudidayaan alga biasanya disebut “kolam sirkuit”.
Dalam kolam ini, alga, air dan nutrisi disebarkan dalam kolam yang berbentuk seperti sirkuit.Aliran air dalam kolam sirkuit dibuat dengan pompa air. Kolam biasanya dibuat dangkal supaya alga tetap dapat memperoleh sinar matahari karena sinar matahari hanya dapat masuk pada kedalaman air yang terbatas.
Gambar 3. Kolam Sirkuit pada Sistem Terbuka
| |
Sebuah variasi kolam terbuka adalah dengan memberikan atap transparan (greenhouse) diatasnya untuk melindungi kerusakan alga dari percikan air hujan. Namun begitu, cara ini hanya dapat diaplikasikan pada kolam terbuka yang berukuran kecil dan tidak dapat mengatasi banyak masalah yang terjadi pada sistem terbuka.Alternatif lain cara pembudidayaan alga adalah dengan menanamnya pada struktur tertutup yang disebut photobioreactor, dimana kondisi lingkungan akan lebih terkontrol dibandingkan kolam terbuka. Sebuah photobioreactor adalah sebuah bioreactor dengan beberapa tipe sumber cahaya, seperti sinar matahari, lampu fluorescent, led. Quasi-closed systems (sebuah kolam yang ditutupi dengan bahan transparan(greenhouse) di semua bagian) dapat digolongkan sebagai photobioreactor.
Photobioreactor juga memungkinkan dilakukannya peningkatan konsentrasi karbon dioksida di dalam sistem sehingga akan mempercepat pertumbuhan alga. Meskipun biaya investasi awal dan biaya operasional dari sebuah photobioreactor akan lebih tinggi dibandingkan kolam terbuka, akan tetapi efisiensi dan kemampuan menghasilkan minyak dari photobioreactor akan lebih tinggi dibandingkan dengan kolam terbuka. Hal ini akan membuat pengembalian biaya modal dan biaya operasional dengan cepat.
4. Cara Ekstraksi Minyak dari Tumbuhan Alga
Pengambilan minyak dari alga masih merupakan proses yang mahal sehingga masih harus dipertimbangkan untuk menggunakan alga sebagai sumber biodiesel. Terdapat beberapa metode terkenal untuk mengambil minyak dari alga, antara lain :
· Pengepresan (Expeller/Press)
Pada metode ini alga yang sudah siap panen dipanaskan dulu untuk menghilangkan air yang masih terkandung di dalamnya. Kemudian alga dipres dengan alat pengepres untuk mengekstraksi minyak yang terkandung dalam alga. Dengan menggunakan alat pengepres ini, dapat diekstrasi sekitar 70 - 75% minyak yang terkandung dalam alga.
· Hexane solvent oil extraction
| |
Minyak dari alga dapat diambil dengan menggunakan larutan kimia, misalnya dengan menggunakan benzena dan eter. Namum begitu, penggunaan larutan kimia heksana lebih banyak digunakan sebab harganya yang tidak terlalu mahal. Larutan heksana dapat digunakan langsung untuk mengekstaksi minyak dari alga atau dikombinasikan dengan alat pengepres. Cara kerjanya sebagai berikut: setelah minyak berhasil dikeluarkan dari alga dengan menggunakan alat pengepres, kemudian ampas (pulp) alga dicampur dengan larutan cyclo-hexane untuk mengambil sisa minyak alga. Proses selanjutnya, ampas alga disaring dari larutan yang berisi minyak dan cyclo-hexane. Untuk memisahkan minyak dan cyclohexane dapat dilakukan proses distilasi. Kombinasi metode pengepresan dan larutan kimia dapat mengekstraksi lebih dari 95% minyak yang terkandung dalam alga.
Sebagai catatan, penggunaan larutan kimia untuk mengekstraksi minyak dari tumbuhan sangat beresiko. Misalnya larutan benzene dapat menyebabkan penyakit kanker, dan beberapa larutan kimia juga mudah meledak.
· Supercritical Fluid Extraction
| |
Pada metode ini, CO2 dicairkan dibawah tekanan normal kemudian dipanaskan sampai mencapai titik kesetimbangan antara fase cair dan gas. Pencairan fluida inilah yang bertindak sebagai larutan yang akan mengekstraksi minyak dari alga. Metode ini dapat mengekstraksi hampir 100% minyak yang terkandung dalam alga. Namun begitu, metode ini memerlukan peralatan khusus untuk penahanan tekanan.
Beberapa metode yang kurang terkenal :
Ø Osmotic Shock
Dengan menggunakan osmotic shock maka tekanan osmotik dalam sel akan berkurang sehingga akan membuat sel pecah dan komponen di dalam sel akan keluar. Metode osmotic shock memang banyak digunakan untuk mengeluarkan komponen-komponen dalam sel, seperti minyak alga ini.
Ø Ultrasonic Extraction
Pada reaktor ultrasonik, gelombang ultrasonik digunakan untuk membuat gelembung kavitasi (cavitation bubbles) pada material larutan. Ketika gelembung pecah dekat dengan dinding sel maka akan terbentuk gelombang kejut dan pancaran cairan (liquid jets) yang akan membuat dinding sel pecah. Pecahnya dinding sel akan membuat komponen di dalam sel keluar bercampur dengan larutan.
| |
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
| |
A. Kesimpulan
Secara umum, potensi alga untuk menghasilkan biodiesel sangat besar dan jauh lebih besar dibandingkan tumbuhan penghasil minyak (kelapa sawit, jarak pagar, dll). Hal ini akan memberikan peluang yang besar untuk dapat mengganti kebutuhan bahan bakar dalam suatu negara. Kita pun juga tidak perlu memakan banyak tempat dalam mengembangkan potensi tumbuhan alga ini karena kita hanya cukup menyediakan lahan berair yang bebas dari segala pollutant-pollutant. Hanya tinggal perawatannya saja yang ahrus diatur sedemikian rupa sehingga tumbuhan tersebut tetap terawatt dan dapat menghasilkan bahan bakar yang kita inginkan.
B. Saran
Sedikit saran dari penulis untuk para pembaca yang mau maju dan tidak mau ketinggalan akan inovasi-inovasi terbaru tentang energi pembaharuan yang akan kita hadapi di zaman globalisasi ini yaitu cobalah terus gali kemampuan anda baik dalam mempelajari sesuatu ataupun mengeksperimenkan sesuatu untuk hari ini, esok hari, dan masa yang akan datang. Karena sesuatu tidak akan muncul tiba-tiba tanpa adanya suatu usaha. Sebagaimana dikatakan oleh Prof. Dr. Hansen bahwa manusia tidak lepas dari keinginannya untuk terus berusaha sehingga menghasilkan sesuatu walaupun keinginannya tersebut tidak akan pernah puas.
Oleh karena itu, marilah kita bersama-sama membuat catatan bahwa kita pernah berusaha untuk menginovasikan yang baru didunia yang sudah penuh dengan pembaharuan ini.
DAFTAR PUSTAKA
Haryanto, Bode. 2000. Studi Neraca Energi Pembuatan Biodiesel dari Minyak Sawit. Thesis Magister ITB. Bandung.
http://www.bfuel.biz/pengembangan_bahan_bakar_nabati_BBN.html
http://www.kompas.com/kompas-cetak/0608/14/Sosok/2829202.html
http://www.oilgae.com/algae/oil/biod/char/char.html
http://www.vogelbusch.com/technology/bioethanol.htm
Kartika Noerwijari, 2002. Bahan Bakar Masa Depan. KCM. Jakarta..
Michellan, M. 1983. Palm Oil Journal American Oil Chemists Societ., 60(2), 320A-325A. Journal. American.
www.wikipedia.com
| |
Zarina, Ida. 2000 Studi Evaluasi Efektifitas Katalis Abu Tandan Sawit Pada Metanolisis Stearin. Thesis Magister ITB. Bandung.
BIODATA PENGEDIT
Nama lengkap : Nurhandayani S.Dahlan
Tempat/ tanggal lahir : Makassar, 25 November 1993
Agama : Islam
NIS/ NISN : 086315/
Asal Sekolah : SMA Negeri 12 Makassar
Kelas : XII IPA 3
Jenis Kelamin : Perempuan
Alamat rumah/ No tlp : Jl. Inspeksi Pam No.15 Makassar.
(0411) 2492509/085656321XXX
Alamat Sekolah : Jl. Moha Lasuloro No. 57 Antang Makassar.
