BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Minyak bumi adalah salah satu sumber energi utama yang banyak digunakan berbagai negara didunia pada saat ini. Kebutuhan bahan bakar selalu meningkat, seiring dengan pengunaannya di bidang industri maupun transpostasi. Tetapi saat ini dunia mengalami krisis bahan bakar minyak. Krisis BBM (bahan bakar minyak) fosil mendorong pencarian sumber bahan bakar alternatif terbarukan. Sumber bahan bakar alternatif itu antara lain berupa tanaman yang terbarukan (Nurcholis. M, 2007) Akhir akhir ini dunia sangat prihatin terhadap pemanasan global maupun polusi udara, penggunaan energi berbasis bahan fosil (minyak tanah, batu bara) sangat merugikan kepada manusia, misalnya dapat memberikan emisi nitrogen oksida (NO x ), belerang oksida (SO x ), CO 2, partikel-partikel halus maupun logam logam berat (Gupta. R.B dan Dermibas. A, 2010) Berdasarkan pengukuran satu abad yang lampau suhu udara global telah naik 0,56 o C. Kenaikan ini disebut dengan perubahan iklim global ataupun pemanasan global. Gas CO 2 yang terdapat diudara memberikan pemantulan pemanasan kebumi sehingga suhu bumi akan naik dan diprediksi suhu akan naik 1,5 o C 5,8 o C. Pengaruh pemanasan global ini berdampak pada perpindahan daerah pertanian, pergeseran daerah penyakit tropis, pencairan es dikutub maupun menaiknya permukaan air laut 9 cm 88 cm pada tahun 2040 karena itu perlu pengunaan bahan bakar yang bersifat tidak menaikkan CO 2 di udara. Bahan fosil menghasilkan CO 2 yang sangat lambat berubah kembali menjadi bahan bakar fosil. Karena itu disebut bahan yang tak terperbarukan(unrenewable). Sumber energi seperti minyak atau lemak, dapat dipakai untuk bahan bakar yang lebih mudah berubah menjadi lemak atau minyak kembali. CO 2 yang dihasilkan lebih

2 2 mudah berubah menjadi lemak atau minyak kembali, melalui fotosintesis. Karena itu kedua bahan itu digolongkan dalam energi renewable (Gupta. R.B dan Dermibas. A, 2010) Polusi udara disebabkan zat-zat yang berbahaya seperti partikel yang terjadi karena pembakaran fosil,gas CO, uap bahan kimia NO x dan SO 2. Emisi CO 2 yang bertambah dan terus terakumulasi membuat suhu alam bertambah disebut global warming. Banyak negara, terutama Indonesia mengalami masalah kekurangan bahan bakar minyak ( dari bahan bakar fosil) untuk negaranya sendiri. Kebutuhan bahan bakar untuk mesin diesel di Indonesia tiap tahunnya semakin meningkat seiring dengan pertambahan jumlah mesin industri dan jumlah kendaraan bermesin diesel. Dengan semakin terbatasnya cadangan minyak bumi, maka perlu dicari alternatif sumber energi, konsumsi minyak solar di Indonesia dapat dilihat pada tabel 1.1. Tabel 1.1 Porsi Konsumsi Minyak Solar Sektor Transportasi Tahun Transportasi Milyar liter 6,91 9,69 13,12 18,14 Total Milyar liter 15,84 21,39 27,05 34,71 Porsi % 43,62 45,29 48,50 52,27 Jumlah minyak solar yang diimpor adalah : 1999 : 5 milyar liter atau 25% kebutuhan nasional 2001 : 8 milyar liter atau 34% kebutuhan nasional 2006 :15milyar liter atau 50% kebutuhan nasional asumsi tak ada pembangunan kilang baru ( Mescha.D.dkk, 2007) Stok minyak mentah yang berasal dari fosil ini terus menurun sedangkan jumlah konsumsinya terus meningkat setiap tahunnya. Cadangan sumber energi bahan bakar fosil dunia khususnya minyak bumi,diperkirakan hanya cukup tahun lagi ( Nugroho.A, 2006). Hal ini dapat dilihat pada tabel 1.2, yang menunjukkan cadangan minyak bumi dari beberapa negara didunia, termasuk negara OPEC. Perkiraan yang paling ekstrem menyebutkan, minyak bumi di Indonesia dengan tingkat konsumsi seperti saat ini habis dalam waktu tahun lagi (Andi N. A. 2005) Fakta diatas semakin

3 3 membuka peluang penggunaan energi terbarukan seperti biodiesel dan mengurangi penggunaan bahan bakar fosil. Selain menipisnya jumlah cadangan bahan bakar fosil, alasan penting lain untuk mengurangi penggunaanya adalah masalah kerusakan lingkungan, harga yang terus melambung, dan beban subsidi yang semakin membengkak. Tabel 1.2 Keberlanjutan Produksi Minyak Bumi Dunia Cadangan Negara Minyak < 10 tahun Amerika Serikat, Kanada, Inggris, Indonesia*, Norwegia, Mesir, Argentina, Australia, Ekuador < 50 tahun Cina, Nigeria*, Aljazair*, Malaysia, Kolombia, Oman, India, Qatar*, Angola, Rumania, Yaman, Brunei < 100 tahun Saudi Arabia*, Rusia, Iran*, Venezuela*, Meksiko, Libya*, Brasil, Azerbaijan, Trinidad >100 tahun tahun Irak*, Emirat Arab*, Kuwait*, Kazakhstan, Turkmenistan, Tunisia, Uzbekistan (Diolah dari U.S. Geological Survey Oil and Gas Journal, ) Keterangan: *) Anggota OPEC Kontinuitas penggunaan bahan bakar minyak berbasis fosil (fossil fuel) memunculkan paling sedikit dua ancaman serius: (1) faktor ekonomi, berupa jaminan ketersediaan bahan bakar fosil untuk beberapa dekade mendatang, masalah supplai, harga dan fluktuasinya (2) polusi akibat emisi pembakaran bahan bakar fosil ke lingkungan. Polusi yang ditimbulkan oleh pembakaran bahan bakar fosil memiliki dampak langsung maupun tidak langsung kepada derajat kesehatan manusia Polusi langsung bisa berupa gas gas berbahaya, seperti CO, NOx, SO 2 dan UHC (Unburn Hydrocarbon), juga unsur metalik seperti timbal (Pb) sedangkan polusi tidak langsung mayoritas. Emisi gas CO 2 yang bertambah dan terus terakumulasi membuat suhu alam bertambah disebut global warming. Sumber utama CO 2 berasal dari pembakaran batu bara, petroleum dan gas alam. Untuk mengurangi emisi ini perlu pengurangan pemakaian bahan bakar fosil atau pemakaian energi fosil yang efisien. Beberapa cara yang telah dikembangkan dari sumber energi bebas emisi karbon seperti energi nuklir, matahari, angin,

4 4 geotermal dan biomasa. Energi matahari, angin, geotermal dan biomasa maupun biodiesel dikelompokkan dalam sumber energi terbarukan. Tabel 1.3 Perbandingan Emisi Biodiesel dan Petrosolar Kriteria Biodiesel Solar SO 2 (ppm) 0 78 CO (ppm) NO (ppm) NO 2 (ppm) 1 1 Total partikulat (mg/nm 3 ) 0,25 5,6 Benzen (mg/nm 3 ) 0,3 5,01 Toluen(mg/Nm 3 ) 0,57 2,31 Xylen(mg/Nm 3 ) 0,37 1,57 Etil benzen(mg/nm 3 ) 0,3 0,37 Sumber: Soerawidjaja.T.H, 2000 Meskipun penggunaan biomasa dan biodiesel sebagai sumber energi menghasilkan CO 2, tetapi bahan ini dari tumbuhan dan kembali kepada tumbuhan, sehingga total CO 2 diudara tidak bertambah. Bahan bakar biodiesel pada awal diambil dari dan digunakan sebagai trigliserida. Namun tidak efisien karena terlalu kental (viskositasnya tinggi) sehingga terganggu pada sistim ionisasi pembakaran mesin. Untuk menurunkan kekentalan ini maka dilakukan proses transesterifikasi. Usaha untuk menjadikan minyak nabati sebagai bahan bakar mesin diesel telah dicoba, namun bahan ini terhambat karena viskositas terlalu tinggi. Beberapa usaha telah dilakukan mengurangi viskositas itu seperti pengenceran, mikro emulsi, pirolisis dan transesterifikasi. Perubahan kimia dari minyak menjadi ester asam lemak (FAME) secara industri dilakukan dengan reaksi transesterifikasi. Berbagai teknik reaksi transesterifikasi telah dilakukan baik dari sumber pangan maupun non pangan dengan menggunakan katalis dan juga non katalis. FAME yang dihasilkan ini disebut biodiesel. Reaksi umumnya membutuhkan katalis baik homogen seperti KOH, NaOH, metoksida dan asam sulfat dan juga katalis

5 5 heterogen seperti oksida logam atau senyawa karbonat maupun metode yang lain seperti super kritis metanol, biokatalisis. Reaksi transesterifikasi di katalisis dengan asam dapat terjadi pada gliserida. Transesterifikasi minyak jarak pagar (Jatropha curcas) tanpa menggunakan katalis dapat berlangsung dalam kondisi metanol superkritis. Kondisi reaksi pada suhu 512 K 613 K dengan tekanan antara 5,7 MPa 8,6 MPa dan menggunakan perbandingan alkohol terhadap minyak adalah 10 : 43 mol menghasilkan FAME 100%. Pengembangan tehnik reaksi dengan bahan minyak mengandung asam lemak telah dilaporkan,akhir ini bahwa katalis campuran amine dengan KOH mengkatalisis minyak yang mengandung asam lemak bebas yang tinggi, juga dapat diperoleh metil ester tanpa menghasilkan hasil samping berupa sabun (reaksi safonifikasi). Bahan baku yang akan ditransesterifikasi adalah minyak jarak pagar (Jatropha curcas). 1.2 Batasan Masalah Dalam penelitian ini, peneliti membatasi masalah yakni : pembuatan sampel biodiesel turunan minyak jarak pagar menggunakan katalis KOH 4% mempelajari sifat-sifat fisis terhadap variasi lama reaksi transesterifikasi. 1.3 Perumusan Masalah Sebagaimana Yao.J.dkk (2010) telah mencoba reaksi transesterifikasi menggunakan KOH sebagai katalis maka akan dicoba reaksi transesterifikasi dengan campuran KOH dan amine. Jadi permasalahan adalah 1. Apakah katalis KOH dapat bertindak sebagai katalis yang baik pada reaksi transesterifikasi minyak jarak pagar 2. Apakah biodiesel dari turunan minyak jarak dapat digunakan sebagai bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar solar 3. Lama waktu reaksi yang diperlukan untuk dapat mengkonversi optimum minyak jarak itu.

6 6 1.4 Tujuan Penelitian 1 Untuk mendapatkan lama reaksi yang diperlukan katalis KOH dengan minyak jarak pagar yang menghasilkan konversi minyak jarak pagar yang maksimum. 2. Untuk mempelajari sifat fisis biodiesel dari turunan minyak jarak pagar 1.5 Manfaat Penelitian 1 Hasil penelitian dapat memberikan informasi ilmiah tentang teknologi konversi minyak jarak pagar menjadi metil ester. 2 Bahan acuan untuk penelitian dan pengembangan lebih lanjut mengenai karakteristik senyawa-senyawa yang berpotensi sebagai pembangkit energi berbasis biodiesel guna menemukan sumber energi baru dan terbarukan. 3 Bahan masukan bagi pemerintah untuk mengembangkan tanaman jarak pagar agar dapat dimanfaaatkan sebagai salah satu sumber energi alternatif sebagai langkah antisipasi terhadap kelangkaan minyak diesel pada pasaran dan penghematan energi.