BAB I PENDAHULUAN I. 1. Latar belakang Persoalan energi saat ini sama pentingnya dengan persoalan pangan, karena kegiatan ekonomi tidak dapat terpisahkan akan tersedianya energi. Untuk dapat berputarnya roda perekonomian diperlukan jaminan ketersediaan dan keberlanjutan energi. Sementara sumber energi yang digunakan di Indonesia terbesar dan utama berasal dari energi fosil (energi yang tidak dapat diperbaharui). Dalam visi energi baru dan terbarukan yang dicanangkan pemerintah menargetkan bahwa pada tahun 2025 komposisi neraca energi primer 30% gas bumi, 33% batu bara dan 20% minyak bumi, sementara sisanya sebesar 17% ditargetkan dari energi baru terbarukan (ESDM, 2005). Oleh karena itu diperlukan upaya-upaya pencarian dan pengelolaan sumber energi alternatif yang dapat menggantikan energi fosil. Ada beberapa jenis energi alternatif yang bisa dimanfaatkan, misalnya berasal dari sumber daya hayati berupa biomassa yang dapat dirubah menjadi biofuel yang terdiri dari biogas, bio-ethanol dan bio-diesel, yang dapat diperbaharui dan menghasilkan emisi karbon yang jauh lebih rendah dibanding bahan bakar fosil (Wakid, 2009). Negara-negara di kawasan Eropa barat sangat serius mengolah dan memanfaatkan energi biomassa sebagai sumber energi utama untuk bahan bakar generator listrik, pemanas bahkan transportasi umum. Pemanfaatan biogas untuk bahan bakar motor penggerak belum banyak dilakukan di Indonesia karena dianggap kurang praktis. Selain itu, masih adanya subsidi harga bahan bakar 1
(minyak dan gas) sehingga tidak bisa bersaing secara ekonomi. Sementara biogas sangat memungkinkan digunakan sebagai bahan bakar motor bakar karena dalam teori disebutkan bahwa kandungan gas metan merupakan unsur dominan. Didalam prakteknya kandungan gas metan sangat bervariasi tergantung dari berbagai faktor misalnya : disain digester, kandungan substrat, penanganan dan sebagainya. Ketika kandungan gas metan pada biogas tidak terlalu tinggi maka diperlukan beberapa penyesuaian, misalnya dengan diberi alat tambahan pada engine supaya daya optimal dapat ditemukan. Pemanfaatan biogas di Indonesia pada umumnya masih sebagai bahan bakar langsung tanpa melalui proses pemberian tekanan (kompresi), hanya memanfaatkan tekanan alami dari digester sehingga dalam situasi tertentu akan terjadi penurunan tekanan. Akibat turunnya tekanan biogas tersebut menyebabkan kerja generator set terganggu bahkan sampai kehilangan tenaga/mati, hal ini tentunya akan sangat merugikan. Adapun pemanfaatan biogas dengan menggunakan tekanan tambahan dilakukan dengan pompa elektrik. Penggunaan pompa elektrik membutuhkan energi listrik yang berasal dari generator, padahal energi listrik ini seharusnya dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan lain diluar sistem unit generator set itu sendiri. Dibutuhkan pompa dengan tanpa menggunakan energi listrik sebagai tenaga penggeraknya, misalnya dengan memanfaatkan aliran gas buang motor bakar. Gas buang motor penggerak adalah gas panas sisa proses pembakaran 2
engine yang disalurkan ke udara bebas, di dalam gas buang tersebut masih tersimpan energi kinetik berupa aliran gas panas. Dilakukan observasi di dua tempat yaitu di Lab. KP-4 UGM Berbah dan Pasar Gamping Sleman. Aplikasi biogas di KP-4 UGM disalurkan secara langsung dari penampung untuk menghidupkan engine, bahkan digunakan tanpa menggunakan panyaring biogas sama sekali. Penampung merupakan kantong plastik PE panjang yang berfungsi sebagai wadah biogas dari digester, kedua ujungnya sebagai saluran masuk dan keluar biogas. Aplikasi biogas di Pasar Gamping Sleman, menurut Khamdan Cahyari dan Ryan Anugrah Putra (2010) terdiri dari 2 unit digester volume 82 m 3 masingmasing 41 m 3 dihasilkan biogas dengan kadar metan sekitar 50%. Tetapi pada prakteknya masih belum optimal karena kendala berbagai faktor, salah satunya adalah pengisian bahan baku isian yang masih jauh dibawah kapasitas yang direncanakan sehingga volume maupun tekanan dari biogas tidak maksimal. I. 2. Batasan masalah Karena terdapat berbagai keterbatasan baik waktu, dana, peralatan dan keterbatasan peneliti maka lingkup penelitian ini dibatasi pada aspek-aspek sebagai berikut : 1) Merangkai pompa/kompresor (turbocharger) biogas untuk stabilisasi tekanan dengan memanfaatkan gas buang dari motor generator sebagai energi penggerak. 3
2) Mengukur tekanan maksimal yang dihasilkan kompresor dengan tenaga penggerak berasal dari gas buang motor bakar penggerak supaya biogas dapat disimpan sementara dalam tabung stabilisasi. 3) Engine atau motor penggerak yang digunakan adalah motor bensin (SI/Spark ignition) 4 langkah yang telah dimodifikasi untuk berbahan bakar biogas dengan volume silinder 163 cc dengan daya generator 2000 watt. 4) Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan dari thesis Muhkamad Wakid (2009), dengan judul Pemanfaatan Biogas Kotoran Ternak untuk Bahan Bakar Motor Penggerak Generator Listrik. I. 3. Keaslian penelitian Sudah banyak penelitian tentang bagaimana memampatkan (kompresi) dan menyimpan biogas melalui berbagai metode. Peralatan yang biasa digunakan adalah pompa mekanik manual maupun tenaga elektrik. Sementara penelitian mengenai penggunaan kompresor berpenggerak gas buang (turbocharger) sebagai pompa biogas belum dilakukan. I. 4.Tujuan penelitian : Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah mengetahui kinerja turbocharger sebagai kompresor untuk menyalurkan dan memberikan tekanan pada biogas dengan memanfaatkan energi gas buang dari motor bakar, dengan parameter sebagai berikut : 1) Mengukur tekanan biogas yang optimal dari kompresor untuk mengalirkan biogas dari digester ke tabung stabilisasi. 4
2) Mengukur debit bahan bakar dari tabung stabilisasi pada daya engine yang optimal. I. 5. Manfaat penelitian : Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1) Mengurangi penggunaan energi dari luar sistem genset dengan memanfaatkan energi dari gas buang motor penggerak sendiri sebagai sumber energi penggerak kompresor. 2) Informasi yang dapat menjadi acuan bagi masyarakat secara umum dalam memanfaatkan potensi biogas yang semakin populer sebagai pembangkit energi listrik mandiri. 3) Desain rujukan lanjutan untuk penanganan biogas sebagai bahan bakar motor bakar baik Compresion ignition (Diesel) atau spark ignition (bensin). 5