Ujicoba Boiler Biomasa dan Pemilihan Bahan Bakar Biomasa yang Sesuai

Seiring dengan trend dekarbonisasi dan sustainibility diberbagai sektor kehidupan, khususnya di industri-industri pengolahan (industri manufaktur / process industry), penggunaan boiler biomasa menjadi pilihan realistis saat ini, diantara boiler dengan penggunaan sumber energi terbarukan lainnya. Boiler berbahan bakar fosil seperti boiler berbahan bakar padat berupa batubara atau boiler berbahan bakar cair berupa solar industri maupun boiler berbahan bakar gas berupa gas alam, harus diganti dengan boiler berbahan bakar terbarukan, yakni boiler biomasa tersebut. Disamping faktor teknis berupa penyesuaian operasional dari bahan bakar sebelumnya yang berbasis fosil, kecocokan dan ketersediaan bahan bakar biomasa tersebut menjadi faktor penting. Kecocokan mengacu pada aspek teknis dan ketersediaan mengacu pada aspek ekonomi. 

Teknologi pembakaran untuk boiler biomasa juga terus berkembang sehingga efisiensinya semakin meningkat. Dari awalnya berupa static grate hingga moving grate yang dinamis seperti chain grate dan reciprocating grate, bahkan fluidized bed. Dan untuk mendapatkan performa yang optimal spesifikasi bahan bakar biomasa juga harus sesuai baik bentuk, ukuran, nilai kalor hingga kekeringannya. Apabila spesifikasi tidak memenuhi persyaratan dari teknologi pembakaran di boiler tersebut maka tentu performanya juga tidak akan optimal. Misalnya pada chain grate cocok menggunakan bahan bakar yang memiliki ukuran seragam dan kadar air rendah seperti cangkang sawit, wood chip dan wood pellet. Selain itu bahan bakar biomasa dengan kandungan abu yang memiliki titik lebur tinggi sangat disukai agar abu tidak meleleh dan menyumbat rongga kisi rantai.   

Sedangkan yang menggunakan reciprocating grate, sistem ini sangat andal untuk membakar biomassa dengan kadar air tinggi (hingga 60%), ukuran tidak seragam, dan kadar abu tinggi, seperti tandan kosong kelapa sawit (TKKS/EFB), kulit kayu (bark), dan sampah padat kota (MSW). Sistem pembakaran bergerak maju-mundur secara berkala (seperti tangga berjalan yang bergerak bolak-balik) yang berfungsi membalik dan mengaduk bahan bakar secara mekanis. Dan untuk fluidized bed, sistem ini memiliki efisiensi termal tertinggi (>89%) dan sangat cocok untuk biomassa dengan ukuran sangat kecil (serbuk/debu), nilai kalori rendah, atau kandungan kimia yang fluktuatif seperti sekam padi, serbuk gergaji (sawdust), dan ampas kopi. Ukuran partikel biomassa harus dijaga dalam batas tertentu agar dapat melayang dan terfluidisasi dengan sempurna bersama media pasir bed. Ukuran partikel ideal untuk boiler fluidized bed (FBC) umumnya berkisar antara 0,1 mm hingga 10 mm (maksimal 30–50 mm untuk komponen tertentu), tergantung pada jenis teknologi spesifik yang digunakan. 

Sebagai negeri di khatulistiwa yang beriklim tropis, Indonesia adalah surga biomasa dunia, lebih detail baca disini. Bahan bakar biomasa berbagai macam dan volume yang besar bisa diupayakan di Indonesia. Bahan bakar biomasa yang banyak tersedia di Indonesia saat ini adalah wood chip, cangkang sawit dan wood pellets. Wood briquette juga tersedia tetapi jumlahnya terbatas. Pilihan bahan bakar biomasa yang sesuai akan memberikan performa boiler yang optimal, tetapi tentu saja faktor keekonomian untuk setiap ton steam (uap air betekanan tinggi) yang dihasilkan juga tidak kalah penting. 

Idealnya bahan bakar biomasa tersebut adalah tersedia dalam jumlah besar sehingga murah dan kualitas yang bagus. Harga bahan bakar biomasa dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain volume ketersediaan, lokasi, infrastruktur logistik dan biaya transportasi. Dan jika bahan bakar biomasa tersebut melalui proses pengolahan seperti produksi wood pellet dan wood briquette maka biaya produksi tersebut juga menjadi faktor biaya. Cangkang sawit untuk penggunaan boiler industri di Indonesia hampir tidak membutuhkan proses pengolahan tetapi hanya pengumpulan dari pabrik-pabrik sawit atau pabrik CPO yang menghasilkan limbah berupa cangkang sawit tersebut. 

Ada pengalaman tentang pemilihan bahan bakar biomasa tersebut yang dialami oleh salah satu perusahaan multinasional. Perusahaan tersebut di negara tertentu operasional boilernya menggunakan bahan bakar wood briquette yakni industrial briquette dari mesin mechanical press. Dan hal tersebut akan dilakukan juga untuk pabrik di Indonesia. Tetapi karena ternyata produsen wood briquette tersebut masih sangat langka di Indonesia sehingga tidak bisa mendapatkan pasokan, maka akhirnya setelah melakukan berbagai experiment atau ujicoba berbagai bahan bakar biomasa, perusahaan tersebut saat ini mengoperasikan boiler dengan bahan bakar wood pellet. Jadi selain faktor teknis, faktor ekonomi juga penting untuk membuat operasional boiler biomasa optimal dan berkelanjutan. Dan tahap ujicoba adalah bagian penting untuk mencapai kondisi tersebut.     

Pabrik Sawit: Ganti Boiler Saja? Apa Sekaligus Mencari Solusi untuk Bebas Problem Tandan Kosong Sawit dan Keuntungan Tambahan ?

Seiring dengan bertambah luasnya perkebunan sawit di Indonesia yang saat ini sekitar 17 juta hektar, maka demikian juga pabrik sawit yang dibutuhkan juga semakin banyak. Sekitar 10 tahun pabrik sawit di Indonesia sekitar 1.000 unit tetapi informasi terbaru berdasarkan data Kementerian Pertanian Republik Indonesia, jumlah Pabrik Kelapa Sawit (PKS) yang aktif beroperasi di Indonesia tercatat mencapai sekitar 1.200 hingga 1.500 unit pabrik. Lokasi pabrik sawit tersebut terutama di dua pulau besar di Indonesia yakni di Sumatera (52,69%) dan Kalimantan (42,71%) sedangkan sisanya di Sulawesi, Papua dan beberapa pulau lain relatif sangat kecil (masing-masing dibawah 3%). Sedangkan ditinjau dari kepemilikannya yakni mayoritas pabrik sawit di Indonesia ternyata perusahaan swasta besar (93%) dan hanya sisanya milik perusahaan negara (7%). Sebuah perusahaan swasta besar bisa memiliki belasan bahkan puluhan pabrik sawit tersebut. 

Dan salah satu peralatan utama untuk operasional pabrik sawit yakni boiler. Bahkan boiler ini, dengan mekanisme proses produksi pabrik sawit saat ini hukumnya wajib bagi pabrik sawit, lebih detail alasannya bisa dibaca disini. Boiler juga bisa dikatakan “jantung” pabrik sawit yang menggunakan air menjadi uap air bertekanan tinggi (steam) untuk menjalankan proses produksi dan pembangkit listrik untuk pabrik sawit tersebut dan perumahan karyawannya. Sebagai mana lazimnya alat produksi, boiler juga memiliki masa pakai. Dan ketika masa pakai boiler tersebut terlampaui maka bukan hanya tidak ekonomis karena biaya perawatan dan operasional menjadi mahal tetapi juga berbahaya. 

Photo diambil dari sini

Rata-rata masa pakai (lifespan) yakni berupa umur teknis dan ekonomis boiler pabrik sawit adalah 20 tahun. Ketika masa pakai terlampaui investasi penggantian boiler baru menjadi lebih mengun-tungkan. Mayoritas PKS di Indonesia menggunakan jenis Water Tube Boiler (Boiler Pipa Air) (misalnya merek Takuma atau Vickers). Ketel uap jenis ini mengalirkan air di dalam ratusan pipa yang dipanaskan dari luar menggunakan bahan bakar limbah sawit berupa cangkang (shell) dan serabut (fiber). Karena pipa-pipa ini berinteraksi langsung dengan panas ekstrem dan kerak air, bagian internal inilah yang paling cepat aus. Tiga faktor utama yang mempengaruhi masa pakai boiler tersebut adalah kualitas air umpan (boiler feed water), karakteristik bahan bakar dan perawatan berkala. 

Ketika sampai masa penggantian boiler tersebut, sedangkan di sisi lain melihat banyaknya limbah tandan kosong sawit yang menggunung dan tidak dimanfaatkan, mungkin pihak pabrik sawit juga akan berpikir apakah bisa memanfaatkannya sebagai bahan bakar boiler. Tetapi dengan ukuran yang besar dan kadar air tinggi (>60%), bagaimana caranya ? Tentu ini sebuah pemikiran yang wajar dan inovatif ketika mendapati momentum penggantian boiler sekaligus menghadapi masalah limbah biomasa. Secara teknis sebagai limbah biomasa maka tentu bisa digunakan, tetapi secara ekonomis apakah treatment atau persiapan tandan kosong hingga siap digunakan sebagai bahan bakar bisa diterima ? Ini tantangannya.

Sebuah bukti yang teruji akan meyakinkan semua keraguan atau narasi yang cuma sebatas teori. Demikian juga dengan unit yang bisa mengolah tandan kosong tersebut sekaligus sebagai tambahan sumber energi bagi operasional boiler (cogeneration) pada pabrik sawit tersebut. Dengan penggunaan alat tersebut selain masalah limbah biomasa tandan kosong sawit bisa teratasi, juga cangkang sawit yang selama ini menjadi bahan bakar boiler bersama sabut bisa 100% langsung dijual dan menjadi sumber pendapatan. Tidak hanya itu, ternyata kandungan abu tandan kosong yang kaya kalium / potassium (30% up) juga potensial sebagai pupuk, termasuk untuk digunakan di perkebunan sawit tersebut, untuk lebih lengkap bisa dibaca disini. Mengunjungi dan melihat secara langsung unit tersebut beroperasi juga bisa dilakukan sebagai upaya pembuktian sehingga menambah keyakinan pabrik sawit yang tertarik dengan solusi tersebut. 

Selain faktor   teknis tentu faktor ekonomis akan menadi pertimbangan penting untuk implementasi peralatan tersebut. Dengan memperhatikan sejumlah faktor khususnya yang berjalan selama ini pada operasional usaha industri sawit tersebut maka analisa keekonomian yang lengkap dan akurat bisa dilakukan untuk mencapai keputusan penggunaaan alat tersebut. Dan di era ketika bahan bakar terbarukan, efisiensi, zero waste, dan peningkatan profit usaha, maka bagi pabrik sawit yang saat ini sedang dalam masa menjelang penggantian boilernya, peralatan ini, yang bekera sebagai sumber energi tambahan (cogeneration) bagi boiler pabrik sawit layak dipertimbangkan. 

OPT Briquette dan EFB Briquette untuk Konsumsi Boiler Biomasa Industri Kapasitas Menengah

Semakin berkembangnya bisnis utilitas yakni khuususnya penyeadiaan steam/kukus dan listrik untuk industri berbasis energi terbarukan khususnya biomasa maka kebutuhan akan bahan bakar biomasa semakin besar, lebih detail baca disini. Demikian juga apabila industri tersebut melalui unit utilitasnya untuk produksi steam dan listriknya berbasis bahan bakar biomasa tersebut. Selain bahan bakar biomasa, kualitas air sebagai bahan baku steam dan produksi listrik tersebut (dengan steam turbine)juga sangat penting dan harus menjadi perhatian. Kualitas air yang baik akan membuat performa optimum produksi steam dan listrik tersebut dan peralatan (boiler, heat exchanger, steam turbine dan cooling tower) tahan lama dan juga sebaliknya. Kualitas air yang baik ibarat darah yang sehat bagi tubuh kita sehingga seluruh organ bekerja optimal.

Limbah padat industri sawit adalah bahan baku potensial bahan bakar biomasa tersebut. Limbah padat tersebut adalah tandan kosong sawit / EFB (Empty Fruit Bunch) dan batang sawit / OPT (Oil Palm Trunk). Limbah tandan kosng sawit / EFB dihasilkan dari operasional pabrik sawit dengan prosesntase sekitar 22% dari tandan buah segar (TBS), sedangkan limbah batang sawit dihasilkan dari program replanting / peremajaan kebun sawit yang jumlahnya juga sangat berlimpah, untuk lebih detail baca disini. Pemanfaatan kedua limbah biomasa tersebut untuk produksi bahan bakar biomasa khususnya biomass briquette akan sangat bagus. Tetapi mengapa diolah menjadi briquette ? 

Keunggulan briquette dibandingkan pellet, selain secara teknis adalah skala bisnisnya. Secara teknis, produksi briquette mensyaratkan ukuran partikel lebih longgar, demikian juga kadar air. Konsumsi energi per ton produksi briquette juga lebih kecil dibandingkan dari produdsi pellet. Hal inilah sehingga produksi EFB briquette dan OPT briquette lebih cocok untuk sebuah pabrik sawit yang dikonsumsi oleh industri kapasitas menengah. Sebuah pabrik sawit dengan kapasitas 45 ton/jam TBS akan menghasilkan EFB sekitar 10 ton/jam, dengan operasinal pabrik sawit 20 jam/hari maka sehari akan dihasilkan sekitar 200 ton. Dengan kadar air sekitar 60% berarti setelah pengeringan akan dihasilkan sekitar 100 ton/hari (kadar air 10%) atau 2.500 ton/bulan. 

Demikian juga apabila menggunakan bahan baku limbah batang sawit / OPT yang tergantung pada rasio atau persentase lahan yang direplanting setiap tahunnya. Replanting sendiri adalah upaya untuk terus menjaga produktivitas perkebunan sawit itu sendiri, selain penggunaan bibit unggul dan intensifikasi, untuk lebih detail baca disini. Misalkan dengan luas lahan 10.000 hektar dan setiap tahun dilakukan replanting seluas 5% lahan atau 500 hektar. Dengan rata-rata setiap hektar kebun sawit terdiri 125 pohon dan setiap pohonnya memiliki rata-rata berat kering 0,4 ton, maka per hektar di dapat 50 ton berat kering biomasa. Dengan luasan 500 hektar berarti 25.000 biomasa batang sawit kering (kadar air 10%) setiap tahunnya atau bisa diolah menjadi OPT briquette dengan kapasitas sekitar 2.000 ton/bulan. 

Boiler biomasa sebagai alat pengguna produk biomass briquette (EFB briquette / OPT briquette) bisa menggunakan berbagai teknologi pembakaran seperti moving grate, stoker, reciprocating grate dan sebagainya. Pilihan tersebut tergantung pada biaya atau harga boiler tersebut dan juga tingkat efisiensi-nya. Dan selain bahan bakar biomasa tersebut untuk sejalan dengan program dekarbonisasi dan sustainibilty, air untuk operasional boiler yakni boiler feed water ataupun air pendingin bagi alat penukar panas (heat exchanger / condensor) sangat penting. Hal tersebut diibaratkan seperti darah bagi tubuh manusia sehingga apabila darahnya sehat maka semua organ akan berfungsi dengan baik dan optimal. Apabila darah kotor disirkulasikan ke seluruh tubuh, misalnya karena gagal ginjal, maka organ-organ tubuh juga otomatis akan rusak dan tidak lama manusia akan menemui kematiannya. 

Untuk menjaga kualitas air pada produksi steam melalui boiler, boiler feed water / demin water harus benar-benar sesuai dengan spesifikasi operasional boiler tersebut. Semakin tinggi tekanan boiler maka dibutuhkan kualitas air semakin tinggi atau air yang semakin murni. Dan apabila steam tersebut digunakan untuk produksi listrik maka setelah steam menggerakkan turbine maka steam perlu dikondensasikan dengan alat penukar panas (heat exchanger / condensor) sehingga berubah fase menjadi cair lagi dan masuk ke boiler lagi. Alat penukar panas tersebut membutuhkan air pendingin yang terus digunakan berulang kali, sehingga perlu cooling tower. Tidak hanya boiler feed water / demin water yang perlu memenuhi spesifikasi teknis yang dipersyaratkan, demikian juga air pendingin untuk kondenser ini. Dengan volume air disirkulasi hingga ribuan ton per jam dan beroperasi 24 jam per hari (sama seperti operasional boiler) di cooling tower tersebut maka sejumlah masalah air pada cooling tower perlu diatasi secara efektif dan efisien. Sejumlah masalah air yang terjadi pada cooling tower bisa dibaca disini. 

Selain untuk produksi listrik, demikian juga apabila steam tersebut digunakan untuk proses dalam pabrik tertentu. Apabila steam tersebut kemudian dikondensasikan lalu menjadi cair dan masuk ke boiler lagi, hal tersebut berarti membutuhkan cooling tower sama seperti pada produksi listrik di atas. Water treatment technology yang efisien dan ramah lingkungan sehingga tidak menghasilkan polusi sekunder dan mudah dalam operasional dan perawatan akan sejalan dengan visi dekarbonisasi dan sustainibility tersebut. Dan dengan visi dekarbonisasi dan sustainibilty akan semakin optimal atau semakin ideal pada unit utilitas tersebut yakni dengan penggunaan energi terbarukan berbasis biomasa dan penggunaan water treatment techology yang ramah lingkungan tersebut.     

Industrial Wood Briquette Menjadi Alternatif Antara Wood Chip dan Wood Pellet

Bahan bakar biomasa adalah bahan bakar atau energi terbarukan yang saat ini posisinya sebagai salah satu bahan bakar atau energi alternatif. Tetapi seiring kesadaran akan berbagai masalah iklim maka penggunaan energi alternatif dari biomasa semakin meningkat dari waktu ke waktu. Trend dekarbonisasi sebagai respon terhadap masalah iklim tersebut  merambah ke semua lini kehidupan termasuk sektor industri. Sebagai industri yang berorientasi profit tentu saja upaya memaksimalkan menjadi perhatian utama termasuk dalam pemakaian bahan bakar alternatif tersebut. Ada aneka tipe bahan bakar yang bisa diproduksi dari biomasa dan khususnya untuk bahan bakar padat antara lain wood chip, wood pellet dan wood briquette. Karakteristik bahan bakar tersebut ada sedikit perbedaan antara satu dan lainnya termasuk juga biaya produksinya. Perlu melihat lebih teliti dan mendalam sehingga bisa mendapatkan bahan bakar biomasa terbaik sesuai tujuan industri tersebut.  

Industrial wood briquette adalah wood briquette yang diproduksi dengan mechanical piston press. Hal ini berbeda dengan briquette yang diproduksi dengan hidrolik dan extruder. Industrial briquette bisa diproduksi dalam jumlah besar dengan biaya lebih murah dibandingkan briquette yang diproduksi dengan hidrolik maupun extruder. Dan apabila dibandingkan dengan wood pellet maka industrial wood briquette ini juga lebih murah biaya produksinya. Tetapi tentu saja biaya produksi lebih mahal dibandingkan wood chip. Wood chip bisa dikatakan sebagai bahan bakar biomasa paling mudah dan murah untuk diproduksi. 

Hal tersebut menempatkan industrial wood briquette menempatkan posisinya diantara wood chip dan wood pellet ataupun briquette tipe hidrolik dan extruder. Sebagai produk pemadatan biomasa (biomass densification) industrial wood briquette juga menjadi lebih ekonomis untuk transport jarak jauh. Selain itu sejumlah boiler industri juga sudah dirancang khusus untuk bisa menggunakan bahan bakar industrial wood briquette ini bahkan secara automatic feeding. Faktor lain seperti keseragaman bentuk, ukuran bisa bervariasi dan kadar air rendah adalah keunggulan-keunggulan lain dari industrial wood briquette ini.

Para pengguna boiler di industri bahkan PLTU bisa mempertimbangkan penggunaaan industrial wood briquette ini. Apalagi untuk perusahaan-perusahaan yang bergerak pada utilitas industri seperti penyedia kukus (steam) bagi industri-industri pengolahan sehingga operasional dan perawatan boiler termasuk penggunaan bahan bakar biomasanya menjadi tanggungjawab perusahaan tersebut. Dengan kontrak penyediaan kukus (steam) jangka panjang misalnya berkisar 5-10 tahun maka penyediaan bahan bakar biomasa berupa industrial wood briquette dalam jangka waktu tersebut juga sangat penting. Selain faktor ketersediaan bahan baku yang mencukupi, legal dan berkelanjutan, aspek kehandalan mesin produksi industrial wood briquette tidak bisa dikesampingkan. 

Bisnis Utilitas untuk Pabrik Sawit

Ketika prioritas untuk mendapatkan keuntungan maksimal, pengelolaan lingkungan yang baik dan kemudahan, efisiensi serta stabilitas produksi menjadi pilihan, maka bisa jadi masalah atau urusan utilitas pada pabrik sawit dikerjasamakan dengan pihak lain. Spesialisasi tersebut menjadi penting karena pilihan prioritas di atas. Masalah utilitas yang dimaksud adalah listrik dan kukus (steam). Listrik dihasilkan dari steam turbine dan steam dihasilkan dari boiler. Steam tekanan tinggi masuk steam turbine untuk menggerakkan generator dan menghasilkan listrik dan steam tekanan rendah output dari steam turbine digunakan untuk proses sterilisasi TBS. Pengolahan air (water treatment) untuk umpan boiler juga bagian dari masalah utilitas tersebut, demikian juga untuk operasional boiler hingga menghasilkan output berupa listrik dan steam tersebut. 

Terkait kerjasama atau model bisnisnya pabrik sawit bisa membayar untuk listrik dan steam yang diterimanya. Tetapi karena bahan bakar atau energi untuk menghasilkan listrik dan steam berasal dari pabrik sawit maka tentu saja harganya lebih murah. Apabila saat ini hampir semua pabrik sawit menggunakan bahan bakar boilernya dari sabut (mesocarp fibre) dan cangkang sawit (palm kernel shell), maka dengan spesialisasi ini maka bisa saja sabut dan tandan kosong sawit yang digunakan sebagai bahan bakar atau sumber energi sedangkan cangkang sawit bisa 100% dijual bahkan dieksport. Cangkang sawit sebagai bahan bakar biomasa memang bisa langsung dijual dan banyak peminat, dan juga merupakan pesaing utama wood pellet di pasar global bahan bakar biomasa. 

Dengan kondisi tersebut maka ada upaya peningkatan efisiensi produksi utilitas seperti steam dan listrik seoptimal mungkin, bahkan tidak hanya teknologi pembakaran dengan static grate, moving grate, reciprocating grate hingga fluidized bed, tetapi bahkan juga dimungkinkan penggunaan pyrolysis. EFB atau tandan kosong sawit yang sebelumnya banyak tidak diolah dan menjadi masalah lingkungan bisa menjadi sumber energi potensial sehingga 100% cangkang sawit / pks dari pabrik sawit bisa dikomersialisasi / dijual. Dan bahkan apabila penyedia utilitas tersebut menggunakan pirolisis maka akan didapat juga biochar. Biochar banyak memberi keuntungan terkait kesuburan tanah dan iklim.

Boiler Biomasa dan Urgensinya

Sesuatu masalah yang terlihat dan bisa dirasakan apalagi juga memiliki dampak jangka pendek tentu mudah untuk dipetakan dan dicarikan solusinya. Tetapi jika sebaliknya yakni tidak terlihat, sulit dirasakan dan dampak atau efek bersifat jangka panjang tentu lebih sulit dipetakan apalagi dicari solusinya. Penggunaan bahan bakar fossil khususnya batubara pada sejumlah boiler industri sebagai contohnya. Efek emisi gas buang berupa COx, NOx dan SOx mungkin sulit di deteksi pada awalnya tetapi menciptakan kerusakan lingkungan dalam jangka panjang. Demikian juga logam berat seperti mercuri yang juga memiliki efek jangka panjang. Sedangkan polusi abu terbang (fly ash) maupun abu tungku boiler (bottom ash) jelas lebih mudah dirasakan efeknya. Pada kasus yang lebih besar atau skala global yakni perubahan iklim dan pemanasan global akibat gas rumah kaca khususnya CO2 (karbon diksida) maka juga dibutuhkan konsesus global untuk pemecahan masalah tersebut. Hal itulah yang membuat konferensi bumi tentang perubahan iklim (UNFCC) selalu diadakan setiap tahun, yang tercatat sampai saat ini telah 27 kali dilaksanakan, terakhir tahun 2019 lalu di Madrid, Spanyol sedangkan yang seharusnya dilaksanakan tahun 2020 diundur tahun 2021 karena pandemi COVID-19. Bahan bakar fossil termasuk batubara adalah bahan bakar carbon positive sehingga penggunaanya akan meningkatkan konsentrasi CO2 di atmosfer, sedangkan bahan bakar biomasa seperti wood chip, wood pellet, wood briquette dan cangkang sawit adalah bahan bakar carbon neutral. Dikatakan carbon neutral karena penggunaan bahan bakar tersebut karena tidak menambah konsentrasi CO2 di atmosfer. 

Boiler adalah peralatan penting bagi operasional sejumlah industri. Fungsi utama boiler adalah menghasilkan steam (uap panas) yang digunakan pada proses produksi industri tersebut. Tetapi ketika boiler tidak dioperasikan dan dirawat dengan baik maka boiler bisa membahayakan. Keberlangsungan operasional produksi juga sangat tergantung peralatan ini, sehingga terganggunya operasional boiler akan berpengaruh signifikan pada produksi tersebut. Boiler juga terdiri dari sejumlah subsistem yang bekerja secara harmonis, seperti boiler burner dan kontrolnya, water treatment untuk penyiapan air umpan boiler, fuel handling dan feeding dan sebagainya. Kadang-kadang sejumlah subsistem tersebut disuplai dari sejumlah vendor yang berbeda, sehingga menyinkronisasi antar subsistem tersebut sangat penting. Hal tersebut membuat operasional boiler aman, efisien, handal dan meminimalisir downtime boiler tersebut. Dan dari semua subsistem dalam boiler tersebut, burner system adalah subsistem paling canggih dalam unit boiler tersebut. Burner system tersebut memiliki sejumlah mode operasional yang membutuhkan extensive training dan/atau pengalaman bagi para operator boiler untuk dipahami dengan baik.  

Saat ini sudah mulai sejumlah industri yang beralih dari bahan bakar fossil ke bahan bakar biomasa tersebut. Pada industri yang sebelumnya menggunakan bahan bakar padat perubahan teknis atau modifikasi tungku (furnace) pembakarannya bisa minor, sedangkan industri yang sebelumnya menggunakan bahan bakar gas atau cair maka hal yang biasa dilakukan adalah dengan mengganti unit boiler (termasuk tungku) tersebut. Penggantian unit boiler tersebut tentu juga diikuti sistem pendukungnya seperti gudang penyimpanan bahan bakar, pengumpanan dan sebagainya. Bahan bakar minyak bumi (BBM), batubara dan gas alam adalah bahan bakar konsisten dengan kualitas standar dan kontaminan atau pengotornya telah diketahui dan dipelajari berpuluh-puluh tahun. Sedangkan dengan biomasa ada sejumlah pilihan dan setiap sumber juga unik dan juga level kontaminannya. 

Dalam kasus tertentu industri yang akan beralih menggunakan biomasa yakni cangkang sawit sedang sebelumnya menggunakan bahan bakar gas, maka industri tersebut perlu mengkaji dan menganalisa implentasi penggunaan cangkang sawit tersebut. Dan dikarenakan penggunaan cangkang sawit untuk bahan bakar industri relatif baru, maka industri tersebut bisa menggunakan data lamanya tentang operasional tungku mereka dengan bahan bakar gas dan membandingkan dengan tungku yang menggunakan bahan bakar padat seperti batubara - yang umumnya digunakan industri saat ini. Walaupun cangkang sawit juga merupakan bahan bakar padat, tetapi ada sejumlah karakteristik yang membedakan dengan batubara. Selain itu pembakaran gas bisa dikatakan proses pembakaran paling ideal yakni ditinjau dari stoikhiometri atau kesempurnaan pembakaran tersebut dibanding pembakaran bahan bakar cair maupun padat. Ukuran partikel besar seperti batubara juga akan berpengaruh pada pembakaran dan juga membuat suatu bahan bakar lebih sulit terbakar. Sehingga dari dari perbandingan tersebut bisa didapat tentang gambaran pembakaran cangkang sawit tersebut dan skema dibawah ini untuk menggambarkan kasus tersebut. 

Dengan analisis yang memadai, perencanaan, dan merancang sistem, penggunaan bahan bakar baru khususnya biomasa seperti wood chip, wood pellet, wood briquette dan cangkang sawit bisa terimplementasi dengan baik. Harga energi dan peraturan masalah lingkungan menjadi daya dorong penggunaan bahan bakar baru tersebut.  Tungku-tungku jenis fixed bed combustion yang paling umum digunakan pada sejumlah industri. Varian-varian tungku tersebut antara lain tipe grate furnace yakni travelling grate, fixed grate system, incline moving grate & horizontally moving grate, vibrating grate, cigar burner dan underfeed rotating grate, sedangkan tipe lainnyayakni underfeed stokers. Sedangkan tipe fluidized bed dan pulverized combustion pada umumnya digunakan oleh pembangkit listrik. Pertimbangan teknis pemilihan bahan bakar padat berbasis biomasa tersebut antara lain nilai kalor, kadar air, kadar abu, density/kepadatan, ukuran partikel, emisi, ketersediaan bahan bakar tersebut, dan kesesuaian dengan tungku pembakarannya. Pada akhirnya tingkat pembakaran paling optimal yang aman dan memenuhi standar lingkungan adalah tujuan penggunaan bahan bakar biomasa tersebut. 

Bahan Bakar Pellet dan Briket Untuk Industri Makanan dan Minuman

Bahan bakar sebagai sumber energi di industri makanan dan minuman adalah kebutuhan primer yang selalu dibutuhkan. Bahan bakar yang ramah lingkungan, handling yang mudah, murah dan mudah tersedia selalu dicari-cari oleh produsen industri makanan dan minuman tersebut. Bahan bakar berbasis biomasa yakni pellet dan briket merupakan piliha ideal untuk hal kebutuhan tersebut. Keunggulan pellet dan briket adalah :
1. Bahan bakar ramah lingkungan dan terbarukan
2. Nilai kalor tinggi  umumnya lebih dari 4000 kkal/kg
3. Kadar abu rendah dan fly ash ketika dibakar minimal
4. Efisiensi pembakaran tinggi konsisten karena kadar airnya rendah
5. Kepadatan tinggi sehingga menghemat biaya transportasi
6. Bentuknya seragam sehingga memudahkan transportasi,      penyimpanan, pengumpanan dan pembakaran
7. Pembakaran lebih homogen dibandingkan batubara
8. Polusi sangat rendah karena kandungan sulphur hampir nol
9. Semakin dicari karena kenaikan bahan bakar fossil

Sejumlah industri telah melakukan konversi dari bahan bakar fossil ataupun kayu bakar ke pellet maupun briket karena keunggulan-keunggulannya tersebut.  Berikut beberapa tipe wood pellet burner dengan pengumpanan otomatis (automatic feed burner types) yang banyak digunakan yakni :

1. Stoker burner boiler
Stoker burner boilers adalah boiler paling sederhana, yang memiliki panggangan  (grate) kecil dipasang langsung pada bagian akhir feed auger. Pada stoker burner boilers kecil hanya dilengkapi dengan satu buah kipas angin sehingga sangat sulit untuk memisahkan suplai udara primer ke panggangan dari zone pembakaran akhir diatas panggangan.  Sebagai akibatnya potensi terjadinya overheating dan formasi kerak di panggangan sangat tinggi, dan sejumlah pembuat boiler menambahkan sirkuit air pendingin dalam pangganagan sebagai preventive.

2. Underfed stoker boiler
Pada underfed stoker boiler bahan bakar didorong ke atas melalui konis terbalik membentuk tumpukan seperti kubah dimana pembakaran terjadi. Hampir semua stoker boiler memiliki saluran udara primer dan udara sekunder terpisah untuk menyediakan kontrol pembakaran yang independent pada panggangan dan di zone pembakaran gas akhir.

3. Moving grate boiler
Moving grate boiler juga dikenal sebagai stepped grate boiler atau inclined grate boiler, memungkinkan fleksibiltas terbesar pada desain boiler. Boiler ini dapat menggunakan pengumpan auger atau ram stoker.
Seperti halnya pada underfed stoker boiler, moving grate boiler memiliki saluran udara primer dan sekunder, dan pada boiler terbesar ditambahkan saluran udara tersier untuk memastikan terjadinya pembakaran sempurna pada semua wood gas.

Briket memiliki ukuran lebih besar daripada pellet. Oleh karena itu ukuran briket bisa dipotong-potong menjadi lebih kecil menyesuaikan kebutuhan penggunanya. Dibawah ini contoh aplikasi briket untuk boiler.

Selain digunakan dalam industri makanan dan minuman, pellet dan briket juga bisa digunakan untuk bahan bakar berbagai industri (thermal application) antara lain : pembangkit listrik, industri keramik, industri kimia dan lain-lain.