PROBLEM OPEN-ENDED OSN PERTAMINA 2014 BIDANG KIMIA TOPIK 1 BIOMASSA SEBAGAI SUMBER ENERGI Biomasa merupakan bahan organik yang tersedia secara terbarukan, umumnya berasal dari tumbuhan yang digunakan sebagai sumber bahan bakar, dapat juga berasal dari tumbuhan atau hewan yang digunakan untuk produksi serat, bahan kimia dll. Contoh Biomassa dari hasil dan limbah hutan, tanaman, limbah pertanian, kayu dan limbahnya, kotoran hewan terutama hewan ternak, tanaman air, pohon dan tanaman yang cepat tumbuh, serta limbah kota dan industri. Biomassa tidak termasuk bahan organik yang tertransformasi oleh proses geologis sebagai bahan bakar fosil seperti batu bara atau minyak bumi. Manfaat biomassa sebagai bahan baku memberikan banyak keunggulan. Biomassa sebagai sumber daya alami tersedia melimpah, selain murah juga berkelanjutan. Bioindustri yang ramah lingkungan merupakan alternatif untuk industri minyak bumi. Penggunaan biomassa juga menghasilkan emisi yang rendah ke atmosfer, dan dapat memiliki manfaat tambahan dengan menyediakan sumber baru untuk pertumbuhan ekonomi masyarakat pedesaan. a. Dari keterangan di atas, biomassa merupakan sumber alternatif untuk menggantikan bahan bakar fosil. Bagaimana latar belakang dan sejarah perkembangan penelitian dan aplikasi biomasa sebagai sumber penghasil energi. b. Dari sumber biomassa yang saudara ketahui, jenis energi apa yang dihasilkan ditinjau dari sudut bidang kimia. c. Pilihlah salah satu sumber biomassa, bagaimana saudara mengkonversi bahan tersebut untuk dapat dijadikan sebagai sumber energi. Proses produksi apa dan bagaimana mekanisme reaksi yang terjadi untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. d. Selain metode yang dipilih untuk konversi biomassa menjadi sumber energi, sebutkan metode alternatif lain untuk mendapatkan hasil tersebut, dan bandingkan proses produksi dan hasilnya. OSN Pertamina 2014 Hal 1/5
e. Bagaimana mengidentifikasi hasil produksi tersebut, cara isolasi, pemurnian dan peningkatan hasil yang diinginkan. Instrumentasi apakah yang sesuai dan tepat untuk karakterisasi hasil produksi. f. Energi berbasis biomassa ini umumnya digunakan untuk apa?, jelaskan, dan bagaimana proses penggunaan dan optimalisasinya. g. Bila dibandingkan dengan bahan bakar fosil, bagaimana keunggulan dan kelemahan bahan bakar berbasis biomassa ini dalam aplikasinya, dan bagaimana mengatasi kelemahannya. h. Bagaimana penanganan limbah/residu hasil proses dari bahan tersebut, apakah bisa dimanfaatkan untuk kepentingan lain. OSN Pertamina 2014 Hal 2/5
TOPIK 2 HIDROGEN SEBAGAI SUMBER ENERGI Hidrogen akhir-akhir ini menjadi sumber perhatian baik dikalangan peneliti maupun industri dalam rangka pencarian sumber energi alternatif yang terbarukan. Dipercaya bahan bakar hidrogen ini tidak mengemisikan zat pencemar apapun (zero emission) dengan panas pembakaran yang dihasilkan cukup tinggi sebesar -268 kj/mol. Salah satu teknik yang sedang gencar dilakukan dalam memproduksi hidrogen adalah melalui proses water splitting. Water splitting merupakan suatu proses pemecahan air menjadi unsur pembentuknya (H 2 ) dan (O 2 ). Proses water splitting yang sangat efisien dan ekonomis merupakan kunci pengembangan teknologi pada produksi hidrogen. Terdapat beberapa teknik produksi hidrogen melalui water splitting. Teknik yang paling mendasar adalah elektrolisis air. Namun teknik ini tidak efisien mengingat jumlah energi yang dibutuhkan lebih besar dibandingkan dengan produksi secara konvensional dari batu bara maupun metan. Alternatifnya adalah menggunakan artificial fotosintesis menggunakan katalis (photocatalyst water splitting). Selain itu juga terdapat teknik yang berasal dari penggabungan dua teknik yang dijelaskan sebelumnya (photoelectrocatalyst). Teknik lainnya yaitu photobiology dan dekomposisi termal air. a. Jelaskan mengapa hidrogen merupakan salah satu sumber energi alternatif dan terbarukan? b. Bagaimana hidrogen digunakan sebagai bahan bakar? Berikan skema yang dapat menjelaskan pengunaan hidrogen tersebut. c. Bagaimanakah hidrogen diproduksi secara konvensional selama ini? d. Mengapa teknik water splitting menjadi suatu pilihan yang cukup baik dibandingkan dengan sintesis secara konvensional? e. Jelaskan secara lengkap dengan prinsip yang mendasari teknik-teknik produksi hidrogen dengan water splitting! f. Bandingkan keunggulan dan kelemahan dari masing-masing teknik tersebut! g. Menurut anda teknik manakah yang paling ekonomis dan efisien dalam memproduksi hidrogen dengan proses water splitting? h. Menurut anda apakah tahapan selanjutnya yang harus dilakukan setelah produksi hidrogen? OSN Pertamina 2014 Hal 3/5
TOPIK 3 OIL ENHANCED RECOVERY Cadangan minyak dunia termasuk Indonesia terbukti menurun. Tidak adanya penambahan cadangan baru mengakibatkan jumlah cadangan yang ada akan habis dalam beberapa tahun ke depan, karena meningkatnya permintaan dan konsumsi energi dunia. Untuk meningkatkan cadangan minyak dimungkinkan bila ada penemuan lapangan minyak baru yang cukup besar dan atau penerapan teknologi enhanced oil recovery (EOR). Umumnya sumur minyak di dunia lebih dari setengahnya akan tetap berada dalam reservoir sebagai minyak tersisa setelah minyak diproduksi secara primer dan sekunder. Minyak tersisa terjadi karena terjebak dalam struktur pori reservoir. Metode EOR diaplikasikan untuk meningkatkan perolehan minyak dari sumur minyak sisa tersebut. Metode EOR ada 4 kategori, yaitu pendesakan injeksi kimia (chemical flooding), injeksi gas tercampur (miscible gas injection), metode panas (thermal), dan proses dengan bantuan mikroba (microbial). Penggunaan Larutan alkali, polimer dengan berat molekul tinggi melalui perubahan viskositas, larutan surfaktan melalui perubahan tegangan permukaan, mikroemulsi minyak/air (O/W) sebagai fluida, merupakan contoh metode chemical flooding yang dapat digunakan untuk meningkatkan perolehan minyak dengan proses EOR, dan telah dipelajari oleh banyak peneliti. a. Bagaimana latar belakang dan perkembangan riset EOR dunia dan di Indonesia untuk perolehan kembali minyak dari sumur minyak tersisa. b. Jelaskan potensi dan penerapan teknologi EOR terkini untuk lebih meningkatkan produksi minyak dunia. c. Metode EOR dengan pendesakan injeksi kimia (chemical flooding) merupakan kajian menarik. Jelaskan beberapa metode yang tergolong dalam chemical flooding. Bagaimana perbedaan prinsip dari metode dan peran bahan kimia dalam proses EOR d. Pilihlah salah satu metode EOR dengan chemical flooding untuk meningkatkan produksi minyak, dan fokuskan pembahasan tersebut untuk menyelesaikan open ended ini. Jelaskan cara pembuatan, proses produksi dan mekanisme reaksi kimia yang terjadi pada perolehan minyak dari sumur minyak sisa. e. Jelaskan untuk pengujian hasil minyak yang diperoleh, mengandung jenis minyak apa saja, dan bagaimana cara optimalisasinya. Instrumentasi apa yang digunakan untuk karaktersiasi hasil tersebut dan berikan contoh pengukurannya. OSN Pertamina 2014 Hal 4/5
f. Dari hasil minyak yang diperoleh akan menghasilkan residu minyak dalam sumur, kandungan kimia apa yang ada dalam residu tersebut. g. Bagaimana kualitas dan kuantitas minyak bumi yang diperoleh bila dibandingkan dengan perolehan secara primer dan sekunder h. Bagaimana pemurnian minyak tersebut dilakukan untuk mendapatkan kualitas minyak dengan nilai bakar yang lebih baik. i. Bagaimana pengelolaan yang baik dalam produksi minyak dengan metode EOR dalam hal penanganan limbah hasil proses produksi, limbah bahan sisa yang tidak ikut terproses atau hasil reaksi sampingnya. j. Bagaimana keunggulan dan kelemahan dari metode EOR dengan chemical flooding yang saudara pilih dibandingkan metode chemical flooding yang lain. Bagaimana mengatasi kelemahan tersebut. k. Usulkan kajian metode EOR dengan chemical flooding kedepan menurut pemikiran saudara untuk lebih meningkatkan hasil pemisahan minyak bumi dari sumur minyak sisa. OSN Pertamina 2014 Hal 5/5