BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang Energi merupakan kebutuhan penting dalam kehidupan manusia. Seiring dengan pertumbuhan jumlah penduduk, kebutuhan energi akan semakin meningkat. Saat ini, pemenuhan kebutuhan energi Indonesia masih sangat tergantung pada bahan bakar fosil atau bahan bakar berbasis minyak bumi yang bersifat tidak terbarukan. Berdasarkan data dari British Petroleum (2013), produksi minyak mentah Indonesia setiap tahunnya mengalami penurunan. Pada tahun 2000, produksi minyak mentah Indonesia sebesar 1.456.000 barel/hari, tahun 2005 produksi Indonesia turun menjadi 1.096.000 barel/hari dan pada tahun 2012, produksi minyak mentah turun menjadi 918.000 barel/hari. Hal ini berbanding terbalik dengan konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM) yang semakin meningkat setiap tahunnya. Konsumsi BBM Indonesia meningkat dari 1.263.000 barel/hari pada tahun 2005, menjadi 1.565.000 barel/hari pada tahun 2012. Berdasarkan data tersebut, dapat disimpulkan telah terjadi kekurangan pasokan BBM untuk pemenuhan kebutuhan dalam negeri. Hal ini menyebabkan pemerintah melakukan impor minyak mentah untuk pemenuhan kebutuhan dalam negeri sejak tahun 2003. Berdasarkan Agenda Riset Nasional (ARN) tahun 2010-2014 tercantum upaya untuk menyediakan sumber energi baru dan terbarukan. Upaya tersebut untuk mengoptimalkan potensi sumber energi alternatif sebagai pengganti sumber 1
2 energi fosil. Salah satu sumber energi yang dikembangkan adalah Bahan Bakar Nabati (BBN). Kebutuhan terhadap BBN di masa mendatang akan meningkat karena kenaikan harga bahan bakar fosil dan isu lingkungan terkait ketersediaan energi. BBN umumnya menggunakan minyak nabati untuk dikonversi menjadi bahan bakar cair karena komposisi tertingginya adalah trigliserida. Trigliserida menjadi sumber utama pembuatan bahan bakar biodiesel dan biogasoline. Biodiesel dan biogasoline dibuat dengan beberapa proses antara lain proses transesterifikasi untuk menghasilkan biodiesel dan proses pirolisis untuk menghasilkan biogasoline. Proses transesterifikasi tidak 100% terbarukan karena menggunakan metanol yang berasal dari gas alam. Sedangkan proses pirolisis hanya memerlukan bahan baku minyak nabati, sehingga proses ini menjadi 100% terbarukan. Selain itu, penggunaan mesin transportasi yang berbahan bakar bensin lebih diminati karena suara mesin akan lebih halus saat start maupun akselerasi, akselerasi akan lebih responsif dan lebih ramah terhadap lingkungan dibandingkan dengan yang berbahan bakar minyak diesel. Penelitian mengenai konversi minyak nabati menjadi biogasoline telah cukup banyak dilakukan, antara lain pirolisis minyak kelapa sawit pada berbagai katalis zeolite (Twaiq dkk, 1999), pirolisis dan hidrogenasi minyak kelapa sawit dengan katalis NiMo/zeolite (Nasikin dkk, 2009), pirolisis sludge minyak sayur dengan katalis MC-ZSM-5/MCM-41 (Nam dkk, 2010), pirolisis minyak bunga matahari dengan katalis MCM-41/AlMCM-41 (Melo dkk, 2011), pirolisis asam lemak dengan katalis zeolite (Bielansky dkk, 2012), pirolisis minyak jarak pagar
3 dengan katalis NiO/Al 2 O 3 (Susanto dkk, 2012) dan pirolisis minyak jarak pagar dengan katalis AlMCM- 41/ZSM-5 (Ramya dkk, 2012). Katalis yang umum digunakan pada penelitian konversi minyak nabati adalah zeolite, silika dan logam. Zeolite dan silika memiliki ukuran mikropori dan logam biasanya digunakan untuk aktifasi zeolite dan silika menjadi mikropori. Hal ini akan mempengaruhi hasil konversi minyak nabati. Trigliserida pada minyak nabati memiliki diameter kritis ± 2 nm sehingga apabila zeolite dan silika yang memiliki diameter < 2 nm digunakan sebagai katalis, akan memberikan hasil yang kurang optimum. Pada penelitian ini dilakukan konversi minyak nabati menjadi bahan bakar melalui proses pirolisis dengan bantuan katalis karbon berpori. Minyak nabati yang digunakan adalah minyak nyamplung. Minyak nyamplung termasuk salah satu jenis minyak yang tidak dapat dikonsumsi manusia (non-edible oil). Bahan baku non-edible oil lebih menarik dari edible oil karena selain tidak perlu berkompetisi dengan sumber pangan juga lebih murah untuk diperoleh. Proses pirolisis dilakukan dengan bantuan katalis karbon berpori. Karbon berpori dibuat dari bahan sintetis, kualitasnya akan lebih homogen dan dapat dimanipulasi struktur molekulnya sehingga diperoleh karbon berpori yang lebih seragam. Keseragaman karbon berpori akan memberikan ukuran pori dan luas permukaan efektif yang lebih tinggi. Selain itu, karbon berpori memiliki beberapa kelebihan lain, yaitu kestabilan pada temperatur tinggi dan tahan terhadap media asam atau basa (Rodriguez-Reinoso, 1998). Penelitian pirolisis katalitik minyak nyamplung pernah dilakukan dengan
4 menggunakan katalis AlMCM41 dan Pd/AlMCM41 oleh Juwono dkk (2013). Sementara itu, penelitian pirolisis dengan katalis karbon berpori pada produksi BBN sudah pernah dilakukan antara lain oleh Cinquemani dkk (2006), dengan melakukan pirolisis minyak goreng bekas dengan katalis karbon berpori, Unger dkk, (2013) melakukan pirolisis asam oleat minyak biji matahari dan minyak safflower dengan katalis karbon aktif dan Warastuti, (2013) melakukan pirolisis dengan minyak jarak pagar dengan menggunakan karbon berpori. Unger dkk, (2013) menggunakan karbon aktif yang dibuat melalui proses aktivasi dengan ukuran karbonnya termasuk dalam klasifikasi ukuran karbon mikro. Sedangkan Warastuti, (2013) menggunakan karbon berpori yang sudah dimanipulasi ukuran porinya dengan klasifikasi ukuran karbon meso. Berdasarkan penelusuran studi literatur, penelitian mengenai pirolisis katalitik minyak nyamplung dengan katalis karbon berpori belum pernah dilakukan. Keaslian penelitian ini terletak pada penggunaan karbon berpori dengan ukuran dominan mikro dan meso dan karbon yang digunakan dibuat dari bahan polimer yakni resorcinol phenol formaldehid etilen glikol (RPFEG). I.2. Manfaat Penelitian Manfaat yang didapatkan dari penelitian ini antara lain: 1. Minyak nyamplung dapat dijadikan bahan bakar cair alternatif pengganti bensin, kerosin dan solar di masa depan. 2. Memberikan informasi terkait, yang selanjutnya dapat digunakan sebagai data perancangan proses produksi bahan bakar alternatif dari minyak
5 nyamplung dengan katalis karbon berpori pada skala produksi yang lebih besar. 3. Bagi perkembangan ilmu pengetahuan dapat memberi alternatif baru dalam pembuatan bahan bakar cair serta diharapkan dapat membantu mengatasi krisis energi dengan pengembangan energi terbarukan. I.3. Tujuan Penelitian Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk membuat bahan bakar alternatif yang mendekati salah satu fraksi minyak bumi bensin dari minyak nyamplung dengan bantuan katalis karbon berpori. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah: 1. Mengetahui pengaruh temperatur terhadap kinetika reaksi pirolisis katalitik minyak nyamplung berdasarkan pada produk cair yang dihasilkan. 2. Mengetahui pengaruh struktur pori karbon terhadap komposisi produk cair yang dihasilkan. 3. Mempelajari karakteristik produk cair yang dihasilkan.