Bioenergi Sumber Energi Terbaik

Sumber energi terbaik adalah sumber energi yang ramah lingkungan, berkelanjutan, tidak intermittent, tersedia di hampir semua lokasi di bumi, mudah penggunaannya, dapat memenuhi kebutuhan energi baik kapasitas kecil hingga besar dan mendukung kebutuhan-kebutuhan esensial kehidupan lainnya. Hal ini hanya bisa dipenuhi oleh bioenergi atau sumber energi yang berasal dari makhluk hidup khususnya tumbuh-tumbuhan. Sebagian besar daratan di bumi yang dihuni manusia ditumbuhi tumbuh-tumbuhan seperti pepohonan sebagai sumber bioenergi tersebut. Hal ini tentu bukan berarti bahwa sumber energi harus berasal dari bioenergi karena jika hanya menggunakan bioenergi besar kemungkinan akan terjadi kekurangan energi, sehingga harus saling melengkapi dengan sumber energi lainnya. Bioenergi sendiri hanya menjadi bahan bakar karbon netral jika dikelola dengan benar yakni jumlah yang digunakan untuk sumber energi minimal sama dengan pertumbuhan tanaman bioenergi tersebut. Dalam rangka menurunkan konsentrasi CO2 atau gas rumah kaca atau dekarbonisasi penggunaan bioenergi khususnya bahan bakar padat seperti wood pellet, wood chip dan PKS sangat penting. 

White pellets or Pellets 1.0

Sejumlah negara telah secara bertahap dan sistematis mengurangi penggunaan batubara sampai tidak sama sekali untuk pembangkit listrik. Negara-negara yang masih memprioritaskan batubara akan terisolir dari percaturan dunia dan bisa menghadapi lebih banyak tekanan untuk menghentikan kegiatan tersebut. Negara-negara yang telah memiliki program pengurangan hingga menggantikan batubara untuk pembangkit listriknya yakni Jerman mengumumkan untuk tidak menggunakan batubara pada 2038, UK bahkan mentargetkan tidak lagi mengunakan batubara untuk produksi listriknya mulai Oktober tahun 2024. Eropa dengan Renewable Energy Directive II (RED II) energi terbarukan ditargetkan mencapai 32% pada tahun 2030, bahan bakar biomasa diprediksikan mencapai sekitar 75% dari porsi energi terbarukan tersebut dan targetnya batubara total tidak digunakan pada 2050. Amerika Utara yakni Amerika Serikat dan Kanada sebagai anggota G7 (Kanada, Prancis, Jerman, Italia, Jepang, Inggris, dan Amerika Serikat)  juga berkomitmen mengurangi konsumsi batubara, bahkan Kanada pada 2018 mengumumkan peraturan untuk tidak lagi menggunakan batubara untuk pembangkit listrik pada 2030. 

Palm Kernel Shell

Karakteristik setiap sumber energi memang berbeda satu dengan lainnya. Ditinjau lebih spesifik yakni sumber energi terbarukan untuk mengurangi konsentrasi CO2 di atmosfer atau program dekarbonisasi dan posisi bioenergi bisa dijelaskan sebagai berikut. Paradigma yang digunakan untuk menganalisis terutama pada dekarbonisasi atau pengurangan emisi CO2 di atmosfer dan produksi listrik sebagai pendukungnya atau prioritas keduanya. Ketika paradigma atau mindset ini yang digunakan maka pada suatu pembangkit listrik hal yang dianalisis adalah pengurangan CO2 yang terjadi dan selanjutnya karakteristik sumber energi tersebut. Untuk melengkapi atau memenuhi sejumlah sumber energi lain seperti angin, matahari, air dan nuklir digunakan. Diantara sumber energi tersebut, nuklir memang bukan energi terbarukan tetapi penggunaanya tidak menghasilkan emisi CO2 atau karbon netral.

Black Pellets or Pellets 2.0

Pembangkit listrik tenaga angin dan matahari bersifat intermittent (kadang angin tidak berhembus ataupun terjadi mendung) sehingga sulit diandalkan untuk suplai listrik yang stabil. Kondisi Indonesia yang berada di daerah tropis membuat matahari bersinar sepanjang tahun, tetapi juga sebagai negara kepulauan membuat banyak terjadi mendung dan curah hujan tinggi sehingga pembangkit listrik tenaga matahari terkendala, untuk lebih detail baca disini. Sedangkan pembangkit listrik tenaga air yang menggunakan bendungan atau aliran sungai juga kondisi debit air tidak stabil, pada musim kemarau akan menurun. Selain itu faktor kerusakan lingkungan seperti penggundulan hutan dan sebagainya akan berpengaruh pada debit air tersebut. Hutan bisa menjadi sumber bioenergi sehingga selain hutan sebagai konservasi juga sebagai hutan produksi yang pengelolaannya seharusnya memperbaiki kondisi lingkungan termasuk resapan airnya. 

Nuklir adalah salah satu sumber energi yang efisien yang dahsyat tetapi memiliki faktor resiko yang tinggi. Emisi CO2 tidak dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga nuklir ini karena energi yang dihasilkan berasal dari reaksi fisi dan fusi dalam reaktornya. Indonesia sampai saat ini belum memiliki pembangkit listrik tenaga nuklir walaupun kajian sudah lama dilakukan. Ide tentang pembangkit listrik tenaga nuklir sebenarnya sudah sejak 1956 dalam bentuk pernyataan dalam seminar-seminar yang diselenggarakan di beberapa di Bandung dan Yogyakarta. Penentuan lokasi berikut studi kelayakan dan sejumlah studi pendukung telah dilakukan hingga akhir 1990an  tetapi toh belum terlaksana. Sedangkan di Jepang setelah kecelakaan reaktor Fukushima tahun 2011 membuat pembangkit listrik tenaga nuklir dibatasi. Pembangkit tenaga listrik tenaga nuklir di Jepang saat ini selain kapasitasnya lebih kecil juga kapasitas pembangkit yang dibuat kecil dengan lokasi saling berjauhan untuk mengurangi atau menghidari resiko tersebut. Selain itu konstruksi membuat sebuah pembangkit tenaga nuklir juga membutuhkan waktu lama, yakni sekitar 10 tahun. Dalam aplikasinya nuklir sebagai pembangkit difungsikan untuk menopang beban dasar (baseload), yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan dan tidak bisa untuk beban puncak (peakload). 

Listrik dari panas bumi (geothermal) adalah sumber energi bebas karbon (carbon neutral) seperti halnya pembangkit listrik tenaga angin, nuklir, matahari dan air. Pengembangan listrik dari panas bumi sangat potensial untuk program dekarbonisasi saat ini. Indonesia khususnya bisa sebagai pengguna listrik panas bumi karena memiliki potensi besar bahkan terbesar di dunia. Indonesia memiliki rangkaian gunung api sepanjang 6.000 km yang menjadi sumber energi panas bumi. Data yang dimiliki oleh Badan Geologi, KESDM, potensi sumber daya panas bumi di Indonesia mencapai 28,5 Giga Watt (GW) yang tersebar di 265 lapangan panas bumi dan merupakan yang terbesar di dunia, sedangkan yang sudah dimanfaatkan diperkirakan masih sekitar 5% saja. Tidak seperti pembangkit listrik tenaga air yang terpengaruh iklim tahunan seperti penurunan debit air karena kekeringan, listrik dari geothermal tidak mengalaminya. Tetapi pada lapangan sumur geothermal juga dibutuhkan area resapan air di sekitarnya seperti hutan yang dikelola dengan baik untuk menjaga stabilitas produksi listriknya. Produksi listrik dari geothermal bersifat base-load (beban dasar) yakni menghasilkan pasokan konstan seperti pada nuklir. Saat ini kendala utama pengembangan listrik geothermal di Indonesia adalah kebutuhan investasi yang besar dengan resiko finansial yang tinggi, khususnya di sisi eksplorasi dan pengembangan lapangan panas bumi. Selain harga jual listrik ke PLN (sebagai pembeli tunggal) yang harus kompetitif, carbon credit dari carbon offset dari produksi listrik geothermal seharusnya juga  bisa menjadi daya tarik tersendiri dari pengembangan listrik geothermal ini.

Gas alam (natural gas) walaupun merupakan energi fossil sehingga merupakan karbon positif tetapi sering digunakan karena faktor emisi yang lebih bersih dan emisi CO2 yang lebih rendah daripada batubara.  Secara umum memang pembakaran bahan bakar gas akan jauh lebih efisien dibandingkan bahan bakar padat. Emisi gas alam sekitar 50% emisi batubara. Konstruksi untuk pembangkit listrik berbahan bakar gas alam relatif cepat dan lebih murah dari pembangkit listrik batubara. Pembangkit listrik dengan gas alam ini sering diposisikan sebagai kompromi antara batubara dan energi terbarukan tetapi gas alam tetap saja adalah bahan bakar fossil yakni sebagai bahan bakar karbon positif yang meningkatkan  CO2 di atmosfer sehingga meningkatkan suhu bumi, maka semestinya gas alam tidak digunakan sebagai bahan bakar atau sumber energi sebagai solusi masalah iklim ini. 

Untuk mengatasi intermittent pada pembangkit listrik tenaga angin, dan matahari, maka perlu back up sumber energi yang stabil yang bisa dilakukan oleh bioenergi khususnya dengan bahan bakar padat (wood chip,wood pellet dan cangkang sawit). Masalah lain seperti untuk buffer terhadap ketidakstabilan (variability) serta beban puncak (peakload) adalah hal lain yang mesti diatasi. Selain itu kendala baterai juga menjadi masalah besar bagi pembangkit listrik angin dan matahari, dan untuk menghasilkan daya sebesar pembangkit listrik konversional atau pembangkit listrik batubara maka dibutuhkan baterai raksasa. Kebutuhan baterai raksasa tersebut masih sangat mahal, dan diperkirakan dibutuhkan riset hingga puluhan tahun untuk realisasinya. Selain hutan produksi yang bisa menghasilkan sumber bioenergi dengan memanfaatkan limbah-limbah kayunya, kebun energi secara spesifik akan memproduksi kayu yang tujuan utamanya sebagai sumber bioenergi tersebut. Tanaman untuk kebun energi tersebut adalah tanaman rotasi cepat dan trubusan dari kelompok legum seperti gliricidia dan kaliandra. Selain kayunya untuk produksi bioenergi seperti wood chip dan wood pellet, daun dari pohon tersebut juga sangat bagus untuk pakan ternak, khususnya ruminansia, untuk lebih detail baca disini. Akar yang kuat dan dalam juga membuat resapan air semakin baik dan mencegah erosi. Selain itu bintil akar pada legum karena bersimbiosis dengan azetobacter juga menyuburkan tanah. Jadi selain bidang energi dan bidang pangan juga masalah lingkungan berupa konservasi air dan pencegahan erosi juga bisa dilakukan bersamaan. Dalam Al Qur'an bioenergi disebutkan dalam surat Yaasiin (36) : 80 dan surat Waqi'ah (56) : 71-72 bahwa energi berasal dari pohon hijau. Dari sini memberi arah tentang pengembangan energi tersebut termasuk prioritas yang akan diambil. 

40-megawatt (MW) gas turbine Mitsubishi berbahan bakar 100% ammonia (NH₃)

Sebagai upaya untuk terus mengeliminasi CO2 (dekarbonisasi) dari atmosfer hingga konsentrasinya 350 ppm (saat ini (7/8/2021) 415 ppm atau naik sekitar 2 ppm dari tahun lalu) maka sumber energi yang ramah lingkungan seperti hidrogen (H2) dan ammonia (NH3) (blue atau green ammonia) terus dikembangkan. Kedua sumber energi tersebut selanjutnya bisa ditransport jarak jauh seperti komoditas energi pada umumnya. Tetapi yang tidak kalah pentingnya adalah produksi sumber energi juga harus meminimalkan bahkan mengelimasi (zero carbon) bahan bakar fossil. Produksi hidrogen melalui elektrolisis air, hidrogen yang dihasilkan bisa langsung disimpan ataupun direaksikan dengan nitrogen sehingga menjadi ammonia (NH3) menggunakan katalis logam dibawah temperatur dan tekanan tinggi (proses Haber-Bosch). Proses produksi dengan temperatur dan tekanan tinggi tentu bukan hal mudah dan sederhana, belum lagi menyediakan sumber energi untuk proses produksi tersebut. Bioenergi adalah sumber energi terbaik.