Mengenal Apa Itu Bahan Bakar Hayati

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra

20 Maret 2024, 19.28

Produksi bahan bakar hayati, 2019 (Wikipedia)

Bahan bakar hayati 

Biofuel (Maori: biofuel) adalah bahan bakar berbentuk padat, cair atau gas yang dihasilkan dari bahan organik. Tanaman dapat dihasilkan langsung dari tanaman, baik dari limbah hortikultura, komersial, domestik atau pertanian. Ada tiga cara untuk memproduksi biofuel. Pembakaran sampah organik kering (sampah rumah tangga, sampah industri dan pertanian, dll). Fermentasi sampah basah (misalnya kotoran hewan) tanpa oksigen untuk menghasilkan biomassa (mengandung metana hingga 60%) Fermentasi gula atau biji-bijian untuk menghasilkan alkohol dan ester. dan energi hutan (tanaman cepat tumbuh yang menghasilkan kayu untuk bahan bakar).

Proses fermentasi menghasilkan dua jenis biofuel: alkohol dan ester. Meskipun bahan-bahan ini dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosil, biofuel sering kali dicampur dengan bahan bakar fosil karena memerlukan perubahan besar pada mesin. Uni Eropa berencana menambahkan 5,75% etanol yang dihasilkan dari gandum, bit gula, kentang atau jagung ke bahan bakar fosil pada tahun 2010, dan 20% pada tahun 2010. Pada tahun 2002, sekitar seperempat bahan bakar transportasi dari Brazil adalah bioetanol.

Berbeda dengan bahan bakar fosil, yang melepaskan karbon yang tersimpan di bawah tanah selama jutaan tahun ke atmosfer, tanaman yang digunakan untuk memproduksi biofuel mengurangi tingkat gas rumah kaca di atmosfer, biofuel menawarkan peluang untuk menghasilkan listrik tanpa meningkatkan kadar karbon di atmosfer. . Dengan cara ini, biofuel mendekati netralitas karbon dan hanya sedikit meningkatkan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer (keuntungan ini tidak dapat dicapai). Penggunaan biofuel mengurangi ketergantungan pada minyak dan meningkatkan ketahanan energi.

Ada dua strategi umum untuk produksi biofuel. Strategi pertama adalah menanam pangan yang mengandung gula (gula, gula bit, sorgum manis) dan tanaman yang mengandung pati, polisakarida (jagung) dan kemudian menghasilkan etil alkohol melalui ragi. Strategi kedua adalah dengan menanam berbagai tanaman yang memiliki kandungan minyak nabati tinggi, seperti kelapa sawit, kedelai, alga, dan jarak pagar. Pemanasan mengurangi kekentalan minyak nabati, yang dapat dibakar langsung di mesin diesel atau dengan mengolah minyak nabati secara kimia untuk menghasilkan bahan bakar seperti biodiesel. Kayu dan produk-produknya dapat diubah menjadi biofuel seperti gas kayu, metanol atau etanol.

Energi biomassa dari limbah

Pemanfaatan limbah biomassa untuk menghasilkan energi dapat mengurangi berbagai masalah polusi dan pengelolaan limbah, mengurangi penggunaan bahan bakar fosil, dan mengurangi emisi gas rumah kaca. Uni Eropa (UE) telah menerbitkan laporan yang menunjukkan potensi biomassa yang dihasilkan dari sampah untuk membantu mengurangi pemanasan global. Laporan tersebut memperkirakan bahwa pada tahun 2020, 19 juta ton minyak akan diperoleh dari biomassa, dan 46% akan berasal dari biowaste (limbah batuan kota, limbah pertanian, kotoran hewan, dll.).

Di tempat penyimpanan sampah akhir, sejumlah besar gas dihasilkan saat sampah mati dan disimpan di sana dalam pencernaan anaerobik. Gas-gas ini disebut gas terestrial (LFG) atau gas terestrial. Gas alam dapat dibakar langsung untuk menghasilkan panas atau listrik untuk konsumsi masyarakat. Ini mengandung 50% metana, gas yang ditemukan di atmosfer alami.

Biomassa berasal dari bahan tumbuhan. Gas dari kotoran manusia dan hewan tidak diinginkan masuk ke udara. Pasalnya, metana merupakan gas rumah kaca dan memiliki potensi pemanasan global yang lebih besar dibandingkan karbon dioksida. Frank Keppler dan Thomas Rockmann menemukan bahwa tumbuhan hidup juga menghasilkan metana CH4.

Bahan bakar berbentuk cair bagi transportasi

Karena tingginya daya kendaraan, sebagian besar bahan bakar transportasi adalah air. Artinya, kendaraan memerlukan kepadatan daya setinggi mungkin dengan mesin pembakaran internal. Mesin ini memerlukan oli yang lebih bersih agar tetap bersih dan mengurangi polusi udara. Bahan bakar mudah terbakar dan tersedia di air dan udara. Dengan cara ini, cairan (termasuk gas yang dapat disimpan dalam bentuk cair) memenuhi persyaratan pengangkutan dan panas bersih. Mereka juga dapat memompa cairan dan gas, sehingga mudah dikerjakan tanpa banyak usaha.

Bahan bakar hayati generasi pertama

Bahan bakar hayati generasi pertama menunjuk kepada bahan bakar hayati yang terbuat dari gula, starch, minyak sayur, atau lemak hewan menggunakan teknologi konvensional.

Bahan bakar hayati generasi pertama yang umum didaftar sebagai berikut.

Minyak sayur

Minyak nabati dapat digunakan sebagai makanan atau bahan bakar. Kualitas minyak yang digunakan sebagai bahan bakar mungkin rendah. Minyak nabati dapat digunakan pada mesin diesel lama (yang dilengkapi dengan sistem injeksi tidak langsung), tetapi hanya di area hangat. Dalam kebanyakan kasus, minyak nabati dapat digunakan untuk memproduksi biodiesel, dan sebagian besar mesin diesel dapat menggunakannya sebagai pengganti oli motor konvensional. BandW Diesel, Wartsila dan Deutz AG menawarkan mesin untuk penggunaan langsung dengan minyak nabati, dengan minyak nabati digunakan untuk biofuel dan, pada tingkat lebih rendah, dimurnikan dengan air dan partikel untuk digunakan sebagai bahan bakar.

Biodiesel

Biodiesel adalah biofuel yang paling umum di Eropa. Biodiesel dihasilkan dari minyak atau lemak melalui transesterifikasi, yaitu cairan dengan komposisi mirip dengan mineral solar. Nama kimianya adalah asam lemak metil (etil) ester (FAME). Minyak dicampur dengan natrium hidrogen dan metanol (atau etanol) dan reaksi kimia menghasilkan biodiesel (FAME) dan gliserol. Untuk setiap 10 bagian biodiesel, dihasilkan 1 bagian gliserol.

Biodiesel dapat digunakan di semua mesin diesel dalam kasus berikut: Dicampur dengan solar. Di beberapa negara, produsen diwajibkan menggunakan biodiesel 100%. Kebanyakan produsen mesin membatasi rekomendasi mereka untuk menggunakan 15% biodiesel yang dicampur dengan oli mineral. Di sebagian besar negara Eropa, campuran biodiesel 5% banyak digunakan dan tersedia di banyak SPBU.

Di Amerika Serikat, lebih dari 80% truk komersial dan bus kota menggunakan mesin diesel. Dengan demikian, penggunaan biodiesel di Amerika Serikat akan meningkat pesat dari 25 juta galon per tahun pada tahun 2004 menjadi 78 juta galon per tahun pada awal tahun 2005. Pada akhir tahun 2006, produksi biodiesel diperkirakan meningkat empat kali lipat menjadi 1 miliar galon. Diarsipkan dari Mesin Wayback pada tanggal 6 Juni 2007.

Bioalkohol

Alkohol yang diproduksi secarai biologi, yang umum adalah etanol, dan yang kurang umum adalah propanol dan butanol, diproduksi dengan aksi mikroorganisme dan enzim melalui fermentasi gula atau starch, atau selulosa. Biobutanol sering kali dianggap sebagai pengganti langsung bensin, karena dapat digunakan langsung dalam mesin bensin.

Butanol dibuat dari fermentasi ABE (aseton, butanol, etanol), dan pengujian modifikasi proses ini menunjukkan kemungkinan menghasilkan energi tinggi menggunakan produk cair, butanol. Butanol memiliki lebih banyak energi, dapat dibakar "langsung" dalam mesin bensin konvensional (tanpa modifikasi mesin), kurang korosif dan kurang larut dalam air dibandingkan etanol, dan dapat didistribusikan melalui struktur yang ada. Dupont bekerja sama dengan BP untuk memproduksi butanol.

Etanol adalah biofuel yang paling umum digunakan di dunia, terutama di Brazil. Bahan bakar beralkohol diperoleh dengan mengeringkan gula yang diperoleh dari gandum, jagung, gula bit, gula pasir dan molase, dan gula atau pati (kentang, kue buah, dll) dapat diubah menjadi minuman beralkohol. Produksi etanol adalah gula dari pati, fermentasi gula, pengeringan dan pengeringan dengan pencernaan enzimatik. Proses ini memerlukan banyak energi untuk pemanasan (terutama menggunakan gas alam).

Produksi etanol selulosa menggunakan tanaman bukan pangan atau produk sisa yang tak bisa dikonsumsi, yang tidak mengakibatkan dampak pada siklus makanan.

Produksi hidrokarbon dari selulosa merupakan proses yang kompleks dan mahal serta masih menunggu penyelesaian masalah teknis. Ketika hewan memakan rumput, ia dipecah menjadi gula (gula) oleh kutu yang lambat. Sejumlah proses eksperimental dilakukan di laboratorium etanol selulosa untuk mencapai hal ini dan menggunakan metode ini untuk memproduksi bahan bakar etanol.

Beberapa ilmuwan percaya bahwa dalam eksperimen teknologi DNA rekombinan yang dirancang untuk mengembangkan enzim yang menyebabkan kayu membusuk lebih cepat daripada di alam, mikroorganisme ini secara tidak sengaja dilepaskan ke lingkungan, kemudian tumbuh dan menyebar melalui angin, dan akhirnya struktur tersebut terlepas. rusak: seluruh tanaman. Hal ini dapat menghambat produksi oksigen yang dikeluarkan saat foto.

Etanol dapat digunakan sebagai pengganti bensin pada mesin bensin. Etanol dapat dicampur dengan bensin di negara-negara tertentu. Kebanyakan mesin bensin dapat dijalankan dengan campuran bensin dan etanol 15%. Bensin yang mengandung etanol memiliki nilai oktan yang lebih tinggi, sehingga mesin Anda akan bekerja lebih panas dan efisien.

Bahan bakar etanol memiliki BTU lebih sedikit. Artinya, dibutuhkan lebih banyak bahan bakar untuk menempuh jarak tersebut. Mesin dengan kompresi tinggi memerlukan bahan bakar dengan kandungan etanol rendah dan pembakaran lambat untuk mencegah kerusakan akibat pemanasan awal (knock).

Etanol yang memiliki sifat korosif tidak dapat dipindahkan melalui pipa bensin. Sehingga, diperlukan penggunaan truk tangki baja tahan karat yang lebih mahal untuk mengantarkan etanol kepada konsumen, yang pada akhirnya meningkatkan biaya dan konsumsi energi yang dibutuhkan.

Saat ini, banyak produsen kendaraan yang memproduksi kendaraan bahan bakar fleksibel yang dapat menggunakan campuran bioetanol dan bensin, bahkan hingga 100% bioetanol.

Bahan bakar etanol bisa tercampur dengan bensin dan air setelah proses pembersihan, karena menyerap kelembaban dari atmosfer. Kandungan air dalam bahan bakar etanol dapat mengurangi kinerja mesin, menyulitkan proses penghidupan mesin, mengganggu operasi, dan mengakibatkan oksidasi pada komponen aluminium seperti karat pada karburator dan bagian besi lainnya.

Biogas dihasilkan melalui proses pencernaan anaerobik dari bahan organik oleh bakteri anaerob. Sisa-sisa pencernaan, disebut digestate, dapat digunakan sebagai bahan bakar atau pupuk.

Gas ini mengandung metana dan dapat diperoleh dari industri pencernaan anaerobik dan sistem pengelolaan biologi mekanik. Gas sampah, yang merupakan biogas tidak bersih, diproduksi dalam tumpukan sampah melalui pencernaan anaerobik alami dan jika dilepaskan ke atmosfer, dapat berperan sebagai gas rumah kaca.

Minyak dan gas dapat dihasilkan dari berbagai limbah biologis dengan teknik seperti pengawapolimeran termal.

Syngas dihasilkan melalui kombinasi proses pirolisis, pembakaran, dan pengegasan, mengubah bahan bakar bio menjadi karbon monoksida dan energi melalui pirolisis dengan tambahan oksigen terbatas untuk pembakaran dan pengegasan untuk mengubah materi organik menjadi hidrogen dan karbon monoksida.

Bahan bakar hayati generasi kedua menggunakan berbagai tanaman yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia dan hewan, seperti limbah biomassa, batang atau tangkai gandum, jagung, kayu, dan tanaman biomassa khusus lainnya. Teknologi biomassa ke cairan digunakan untuk menghasilkan bahan bakar hayati berselulosa dari tanaman tersebut.

Bahan bakar hayati generasi kedua sedang dikembangkan dengan berbagai jenis seperti biohidrogen, biometanol, DMF, Bio-DME, diesel Fischer-Tropsch, biohidrogen diesel, alkohol campuran, dan diesel kayu. Produksi etanol berselulosa mempergunakan berbagai tanaman yang tidak digunakan untuk konsumsi manusia dan hewan atau produk buangan yang tidak dapat dimakan. Proses produksi ini menuntut penyelesaian teknis yang sulit, namun eksperimen sedang dilakukan untuk meningkatkan potensi bahan bakar hayati dengan rekayasa genetika pada organisme seperti rumput gajah.

Jerami dari tanaman minyak biji rapa dipandang sebagai sumber potensial energi biomassa untuk produksi bahan bakar hayati generasi kedua. Jerami tersebut, yang saat ini banyak digunakan sebagai kompos dan alas tidur hewan ternak, bisa dimanfaatkan lebih efisien untuk menghasilkan bahan bakar hayati. Penelitian sedang dilakukan untuk meningkatkan proses produksi dan efisiensi penggunaan jerami minyak biji rapa sebagai energi alternatif bahan bakar hayati.

Disadur dari : https://id.wikipedia.org/wiki/Bahan_bakar_hayati