TUGAS RANCANGAN PABRIK PRA RANCANGAN PABRIK PEMBUATAN COMPRESSED NATURAL GAS DARI BIOGAS DARI HASIL FERMENTASI THERMOFILIK MIKROALGA DENGAN KAPASITAS PRODUKSI 100.000 KL/TAHUN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Kondisi yang sedang terjadi saat ini, sumber energi minyak bumi semakin langka. Hal ini menjadi suatu permasalahan besar yang sedang dihadapi negara Indonesia. Salah satu solusinya melalui dikeluarkannya kebijakan pemerintah dalam konverai minyak tanah ke gas (Zuhdi, dkk., 2014). Ketersediaan bahan bakar fosil sebagai pemasok utama sumber energi nasional semakin mahal dan terbatas. Untuk menjaga ketahanan energi nasional perlu dipokirkan pengembangan bahan balr alternatif yang murah, dapat diproduksi secara massal (mass product), tetmasuk dalam skala rumah tangga (Sugiarto, dkk., 2013).

Indonesia negara berpenduduk sekitar 250 juta orang memerlukan sumber energi yang besar untuk memenuhi kebutuhan rakyatnya. Sumber energi itu diperlukan untuk penerangan, transportasi, industri, pabrik, perkantoran dan aktivitas rumah tangga. Cadangan minyak Indonesia tahun 2005 sebesar 8,63 Milyar Baler, namun pada tahun 2010 hanya 7,76 Milyar Barel. Berdasarkan data ESDM 2006, minyak bumi mendominasi pemakaian energi Indonsesia yaotu 52,2%, gas bumi 19%, batu bara 21,5%, air 3,7%, panas bumi 3% dan bahan bakar nabati 0,2% (Saputra, dkk., 2013). Mengigat produksi minyak bumi Indonesia dari tahun ke tahun semakin menurun maka sudah selayaknya dilakukan segala upaya untuk mendapatkan energi alternatif (Zalizar, dkk., 2013). Salah satu upaya untuk mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakr fosil yang tidak terbarukan khususnya minyak dan gas bumi, dengan mensubsitusinya ke sumber energi baru dan terbarukan, khususnya bahan bakar nabati (biodiesel, bioetanol, biomassa dan biogas) (Heyko, 2013).

Salah satu cara adalah pengunaan umpan biomassa umtuk produksi biogas dengan pencernaan anaerobik. Biogas dapat diproduksi dari residu padat maupun cair, begitu juga dengan biomassa tanaman (Zamalloa, dkk., 2011).Biogas merupakan produk akhir dari degradasi anaerobik bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam lingkungan dengan sedikit oksigen. Komponen terbesar yang terkandung dalam biogas adalah metana 55 – 70 % dan karbon dioksida 30 – 45 % serta sejumlah kecil nitrogen dan hidrogen sulfida. Tapi metana (CH4) yang terutama dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Apabila kandungan metana dalam biogaslebih dari 50% maka biogas tersebut telah layak digunakan sebagai bahan bakar (Irvan, dkk., 2012). Tabel 1.1 menunjukan komposisi biogas secara umum.

Tabel 1.1 Komposisi Biogas Secara Umum

Komposisi Biogas	Jumlah
Metana (CH4) Karbon dioksida (CO2) Nitrogen (N2) Hidrogen Sulfida (H2S)	55 – 70 % 30 – 45 % 0 – 0,3 % 1 – 5 %

(Irvan, dkk., 2012).

Biofuel generasi pertama telah menyebabkan penurunan tingkat ekonomi dari produksi komersial, karena berasal dari bahan baku makanan dan minyak tumbuhan serta lemak hewani dengan menggunakan teknologi konvensional. Kelemahan produksi biofuel generasi pertama dari tanaman pertanian menyebabkan dikembangkannya biofuel generasi kedua yang berasal dari bahan pangan lignoselulosa, walaupun kemajuan energi yang pesat telah memnyebabkan perubahan secara teknik dan ekonomik, produksi biofuel generasi kedua kembali menemui massalah karena penggunaan bahan baku biomassa pangan. Karena adanya perdebatan antara pentingnya makanan dan bahan bakar serta penggunaan lahan dari biofuel generasi pertama dan kedua, maka diteliti bahan baku baru yang lebih seimbang. Pengembangbiakan alga baik mikroalga maupun makroalga menjadi solusi yang memungkinkan dalam isu energi sebagai biofuel generasi ketiga (Singh, dkk., 2010).

Alga memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan tanaman tingkat tinggi karena pertumbuhannya yang cepat dan kemampuan pengembangbiakan di lahan yang tidak dipakai atau di danau atau di laut, oleh karena itu tidak berkompetisi dengan produksi pangan. Karena alasan – alasan tersebut, penggunaan alga dalam fermentasi anaerobik untuk menghasilkan biogas sangat menjanjikan, yang kemudian biogas ini dapat digunakan untuk mensubsitusi gas alam(Mussgnug, 2010) .

Biomassa alga digunakan dalam produksi biogas dengan pencernaan anaerobik. Pencernaan anaerobik adalah proses yang melibatkan degradasi bahan organik dengan penggunaan bakteri dan dalam keadaan tanpa oksigen. Bakteri metanogenik dalam proses pencernaan anaerobik ini mengkonversi karbon dan bahan organik lainnya menjadi karbon dioksida, gas metan dan asam organik. Konversi biomassa alga menjadi energi memerlukan tiga proses berikut, yaitu pengembangbiakan alga, pemanenan biomassa dan mengkonversi biomassa menjadi bahan bakar yang dapat digunakan (Wiley, dkk., 2011).

Berdasarkan data dari Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, produksi gas bumi dari tahun 2008 – 2012 dapat dilihat pada tabel 1.2.

Tabel 1.2 Produksi Gas Bumi (2008-2012).

Tahun	Assosiated	Non assosiated	Total	Rata-rata Harian (MMSCFD)
2008	472.897	2.412.431	2.885.328	7.905
2009	467.570	2.593.326	3.060.897	8.386
2010	471.507	2.936.086	3.407.592	9.336
2011	472.552	2.783.827	3.256.379	8.922
2012	405.465	2.769.175	3.174.639	8.698

MMSCFD = million standard cubic feet per day

(ESDM, 2014)

Berdasarkan data dari Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, pemanfaatan dan pemakaian gas bumi pada tahun 2012 adalah untuk domestik seperti pupuk, kilang, pertamina, LPG, PGN, PLN, dll sebesar 3.595,1 atau 45,5%, untuk ekspor sebesar 3.775,1 atau 47,8% dan kehilangan sebanyak 525,7 atau 6,7% (ESDM, 2014).

Dari data diatas dapat dilihat bahwa produksi gas alam mengalami fluktuasi dan pemanfaatan gas alam semakin lama semakin banyak. Oleh karena itu, diharapkan adanya rancangan pendirian pabrik biogas ini mampu meningkatkan produksi gas sehingga pemanfaatan gas dapat dimaksimalkan.

1.2 Perumusan Masalah

      Kebutuhan energi yang semakin meningkat dan keterbatasan energi fosil menyebebabkan krisis energi sehingga diperlukan suatu alternatif energi baru yang dapat memenuhi kebutuhan energi di Indonesia. Prarancangan pabrik pembuatan biogas ini diharapkan dapat memberikan solusi terhadapt krisis energi dan memaksimalkan kegunaan alga sebagai umpan dalam produksi biogas.

1.3 Tujuan Perancangan

      Secara umum, tujuan dari prarancangan pabrik pembuatan biogas dari mikroalga dengan proses fermentasi anaerobik adalah untuk menerapkan disiplin ilmu teknik kimia khususnya di bidang perancangan dan operasi teknik kimia.

      Secara khusus, tujuan prarancangan pabrik pembuatan biogas dari alga dengan proses fermenrasi anaerobik adalah untuk membantu memenuhi kebutuhan energi di Indonesia dan memaksimalkan penggunaan mikroalga sebagai umpan dalam produksi biogas.

1.4 Manfaat Perancangan

      Penggunaan dan kebutuhan energi semakin tinggi, sedangakan bahan bakar fosil memiliki keterbatasan dalam pemanfaatannya. Oleh karena itu, produksi biogas dari rancangan pabrik ini dapat membantu memenuhi kebutuhan energi serta mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil. Selain itu, penggunaan alga sebagai bahan baku adalah untuk mengganti umpan biomassa yang memiliki persaingan denga produksi pangan. Selain itu, mempelajari pemanfaatan mikroalga secara maksimal sebagai umpan untuk produksi energi lainnya.