Memasyarakatkan Wood Briquette Sebagai Bahan Bakar Terbarukan da Ramah Lingkungan Bagian 2

Salah satu hambatan atau bottle-neck kurang tersosialisasinya wood briquette adalah belum tersedianya kompor wood briquette tersebut. Kompor wood briquette yang dirancang khusus untuk membakar wood briquette sehingga bisa dimanfaatkan untuk memasak adalah faktor pendukung utama supaya wood briquette diterima oleh pasar rumah tangga dan industri kecil menengah. Industri makanan dan farmasi terutama membutuhkan bahan bakar yang 'bersih' berbasis biomasa seperti wood briquette. Aroma maupun citarasa makanan tidak berubah ataupun kontaminan pada industri farmasi bisa diminimalisir.

Supply wood briquette juga lebih mudah dilakukan karena proses produksi dan teknologi juga telah dikuasai. Semua peralatan bahkan telah bisa dibuat atau difabrikasi sendiri di dalam negeri termasuk extruder atau screw press yang merupakan alat ini dari pembriketan. Berbeda dengan wood pellet yang pelletisers masih harus import karena belum bisa dibuat didalam negeri. Investasi untuk mesin produksi atau peralatan wood briquette juga lebih murah dibandingkan wood pellet, bahkan bisa mendekati setengahnya.

Untuk mengumpankan atau memasukkan wood briquette ke dalam kompor dilakukan secara manual, hal ini karena ukuran wood briquette jauh lebih besar dari wood pellet. Pada kompor wood briquette biasanya dipasang pintu pada bagian atas untuk memasukkan briket tersebut. Sedangkan pada wood pellet pemasukkannya bisa dilakukan dengan screw conveyor karena wood pellet ukurannya kecil dan bisa dituang (pourable). Selain itu wood briquette juga memiliki bentuk yang bermacam-macam seperti silinder, heksagonal, balok, dan sebagainya. Bentuk-bentuk briket tersebut terbentuk karena teknologi pembriketannya yang berbeda-beda, seperti bisa dibaca disini. Dan semua bentuk briket tersebut bisa menggunakan kompor briket tersebut asalkan ukuran dan panjangnya sesuai. Pembriketan pada umumnya juga lebih mudah daripada pemelletan. Bahan baku yang berhasil dibriket belum tentu bisa dibuat pellet tetapi tidak sebaliknya.

Contoh kompor briket dari India, photo diambil dari sini 
 

Kompor untuk penghangat ruangan dan memasak di Eropa yang semula menggunakan bahan bakar potongan kayu,bisa digantikan dengan wood briquette

Efisiensi kompor juga bisa tinggi ketika panas dari pembakaran tersebut tidak hilang atau lepas ke lingkungan. Wood briquette memiliki kadar air yang rendah atau kekeringan tinggi sehingga asap yang terjadi dari pembakaran juga minimal. Dengan harga wood briquette lebih murah per-satuan kalori panas dibandingkan LPG, maka menggunakan wood briquette juga akan memberikan penghematan. Operasional kompor yang lebih mudah dan praktis akan lebih mendorong pemakaian wood briquette tersebut. Kompor tersebut juga bisa dilengkapi TEG (thermo-electric generator) untuk mendapatkan listrik kecil.

Tandan kosong kelapa sawit

Briket tankos sawit

Selain limbah-limbah kayu sehingga menghasilkan wood briquette, limbah-limbah pertanian juga bisa dibuat menjadi biomass briquette, seperti sekam padi, kulit kacang, kulit kopi, tandan kosong kelapa sawit (TKKS), tongkol jagung, baggase, pelepah sawit dan sebagainya. Sejumlah limbah tersebut banyak tersedia di sejumlah daerah di Indonesia. Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) atau EFB (empty fruit bunch) misalnya banyak terdapat di pabrik-pabrik sawit. TKKS tersebut apabila bisa dibriket akan lebih mudah dimanfaatkan sebagai bahan bakar.

Memilih Pembangkit Listrik Energi Biomasa

Sejumlah daerah di Indonesia masih banyak yang belum teraliri listrik terutama daerah terpencil atau pelosok, padahal listrik adalah bentuk energi yang sangat banyak pemanfaatannya sehingga memudahkan manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya. Sedangkan di sisi lain dengan luasnya daerah dan iklim tropis, Indonesia adalah sumber biomasa melimpah baik berupa limbah-limbah agroindustri/pertanian ataupun yang diusahakan dengan cara ditanam. Biomasa ini bisa digunakan sebagai sumber energi pembangkit listrik.

Ada sejumlah teknologi melalui proses thermal untuk menghasilkan listrik tersebut. Teknologi gasifikasi paling populer untuk tujuan tersebut dibandingkan dengan pembakaran (combustion) dan pirolisis. Hal ini karena teknologi gasifikasi bisa dirancang untuk kapasitas relatif kecil dan masih ekonomis, sedangkan pembakaran (combustion) khususnya pada jenis steam powerplant  hanya ekonomis dan efisien pada kapasitas pembangkit listrik cukup besar yakni lebih dari  1 MW, sedangkan pembakaran (combustion) pada sistem Organic Rankine Cycle (ORC) mampu untuk produksi listrik skala lebih kecil. Perbedaan steam powerplant  yakni menggunakan fluida berupa kukus atau steam sedangkan pada ORC memanfaatkan fluida organik yang mampu menguap pada temperatur rendah. Jenis fluida organik tersebut saat ini masih mahal dan teknologi ini  tergolong masih baru sehingga belum banyak dikenal sehingga belum tentu cocok untuk digunakan di daerah terpencil atau pelosok Indonesia. Sedangkan pirolisis lebih cocok untuk produksi material seperti arang, torrefied biomass atau biooil, yang dipakai sebagai bahan bakar atau bahan kimia, atau arang bisa diolah lanjut sebagai arang aktif. 

Teknologi gasifikasi inilah yang saat ini paling populer dan banyak digunakan untuk membangkitkan listrik dari biomasa. Dan apabila ditinjau lebih spesifik maka gasifikasi tumpukan tetap (fixed bed) dengan aliran udara downdraft –lah yang paling banyak digunakan karena terutama operasional lebih mudah dan syngas yang dihasilkan lebih bersih sehingga mudah dikondisikan sebagai bahan bakar generator untuk menghasilkan listrik.  Sedangkan gasifikasi fluidized bed banyak digunakan pada kapasitas pembangkit lebih besar dan bahan bakar limbah agroindustri/pertanian, karena alasan salah satunya kandungan klorin yang tinggi limbah agroindustri/pertanian yang korosif terhadap logam. 

Rute Tercepat Untuk Produksi Wood Pellet

Ukuran partikel bahan baku biomasa berkayu dan kadar air tertentu asalkan memenuhi syarat teknisnya serta jumlahnya memadai bisa langsung diproses dalam pelletiser untuk menjadi wood pellet. Tahapan misalnya seperti debarking,  size reduction, dan drying menjadi tidak perlu dilakukan dengan kondisi bahan baku tersebut. Semakin pendek rute proses yang dilalui maka akan semakin ekonomis proses produksi yang dilakukan. Inilah pilihan ideal yang dicari oleh semua produsen wood pellet. Kondisi ideal ini tidak banyak ditemui tetapi ada pada beberapa industri.

Limbah planer siap untuk dipellet

Limbah kayu serutan (planer) karena ukuran partikelnya sudah kecil dan kering (MC<10%) umumnya bisa langsung diproses dalam pelletiser untuk produksi wood pellet. Hanya sebuah alat tambahan berupa hopper sebagai penampung sementara biasanya dibutuhkan sebelum pelletiser untuk menjaga kestabilan pasokan bahan baku ke pelletiser secara kontinyu. Ketersediaan dan keberlanjutan bahan baku tersebut selanjutnya akan menjadi salah satu faktor kunci kesuksesan produksi wood pellet tersebut. Bahan baku kering tetapi kalau ukuran bahan bakunya masih cukup besar seperti wood chip tidak bisa langsung diumpankan ke pelletiser untuk jadi wood pellet.

Biomasa Kayu Lebih Diminati Daripada Biomasa Limbah Agroindustri Untuk Produksi Pellet?

Nilai kalor, kadar abu dan kimia abu adalah tiga parameter penting dalam penentuan kualitas pellet. Tiga parameter diatas sangat dipengaruhi oleh bahan baku untuk produksi pellet. Nilai kalor tinggi, kadar abu rendah  dan kimia abu yang ramah terhadap pipa-pipa boiler adalah kondisi ideal yang dicari oleh pengguna pellet. Pemilihan bahan baku untuk produksi pellet adalah kata kunci untuk mencapai kondisi ideal tersebut.

Permintaan wood pellet untuk eksport dalam skala besar yang rata-rata diatas 5000 ton/bulan membutuhkan suplai bahan baku serbuk gergaji ataupun kayu-kayu limbah penggergajian kayu dalam jumlah besar.  Hal tersebut sulit dipenuhi.  Produsen wood pellet skala kecil dengan kapasitas kurang dari 1000 ton/bulan  mungkin bisa mempertahankan kelangsungan usahanya. Masalah suplai bahan baku inilah salah satu faktor kunci keberlangsungan dan kesuksesan usaha wood pellet tersebut.

Limbah-limbah agroindustri seperti tandan kosong sawit, kulit kopi, sekam padi, tongkol jagung dan sebagainya sangat potensial sebagai bahan baku pellet. Secara kuantitas memang bahan baku dari limbah tersebut melimpah sehingga lebih bisa diandalkan pasokan bahan bakunya, tetapi secara kualitas memang masih dibawah bahan baku biomasa kayu berdasarkan tiga parameter tersebut di atas.

Cara yang ideal untuk mendapatkan bahan baku berkualitas  dan jumlahnya memadai walaupun membutuhkan waktu lebih lama adalah dengan membuat kebun energi atau hutan tanaman industri energi (HTIE). Biomasa berkayu bisa dihasilkan dalam waktu relatif cepat dan jumlah pasokannya lebih terjamin. Tanah Indonesia yang luas dan subur karena banyaknya gunung berapi dan beriklim tropis karena berada di katulistiwa sangat memungkinkan untuk hal ini.      

Gasifikasi Biomasa Untuk Bahan Bakar Mesin Pada Industri Penggergajian Kayu

Gasifikasi biomasa adalah teknologi yang sudah dikenal lama di dunia dan tetapi belum banyak diaplikasikan di Indonesia. Penggunaan biomasa sebagai bahan bakar terbarukan atau carbon neutral fuel dan termasuk biofuel generasi kedua membuat teknologi ini mempunyai perspektif baru di era kekhawatiran terhadap pemanasan global.Padahal potensi biomasa di Indonesia sangat berlimpah dan potensial untuk mengaplikasikan teknologi ini. Di sisi lain kebutuhan energi diberbagai bidang terus meningkat. Ada beberapa teknologi gasifikasi yang bisa digunakan antara lain downdraft, updraft, fluidised bed dan entrained flow. Untuk mendapatkan kualitas gas yang lebih murni atau sedikit pengotor ter-nya teknologi gasifikasi downdraft-lah yang paling cocok. Bahan baku berupa limbah-limbah kayu dengan ukuran dan kadar air tertentu bisa digunakan sebagai umpan di gasifier tersebut. Perbandingan kualitas gas antara berbagai teknologi gasifikasi tersebut terlihat seperti pada tabel dibawah ini:

 

Tingkat toleransi tiap-tiap mesin juga berbeda-beda. Sehingga tingkat kemurnian gas terhadap pengotor harus diusahakan untuk mencapai grade yang tinggi atau masih dibawah tingkat toleransinya. 

Gasifier untuk menghasilkan tenaga mesin atau listrik ini dikelompokkan sebagai power gasifier. Karena penggunaan gas yang dihasilkan sebagai bahan bakar mesin sehingga grade gasnya harus lebih baik daripada yang langsung dibakar. Diagram proses untuk power gasifier seperti pada skema dibawah ini :

Ditinjau dari komposisi gas yang dihasilkan tiap-tiap gasifier tersebut juga berbeda-beda. Secara umum nilai kalor gas yang dihasilkan cukup kecil yakni bervariasi antara 4.0 dan 6.0 MJ/Nm3 atau sekitar 10 hingga 15% dari nilai kalor gas alam. Bahan baku dan tipe gasifier yang berbeda akan mempengaruhi komposisi gas yang dihasilkan.  Berdasarkan kondisi tersebut sehingga perlu modifikasi mesin yang menggunakan bahan bakar gas dari gasifier ini seperti memperbesar orifice, waktu pengapian dan sebagainya. Tabel dibawah ini

Industri penggergajian kayu di Indonesia akan menghasilkan limbah biomasa sangat banyak. Potensi ini bisa dimanfaatkan untuk pemanfaatan gasifier tersebut. Gasifier tersebut akan menghasilkan gas yang bisa langsung digunakan sebagai bahan bakar mesin bahkan hingga menghasilkan listrik. Dengan inovasi tersebut akan mengurangi pemakaian bahan bakar fossil secara signifikan. Otomatis keuntungan ekonomi lebih besar juga diperoleh dengan mengaplikasikan teknologi ini, setelah diperhitungkan biaya-biaya antara lain investasi alat, operasional,  penyusutan dan output yang didapat.

Photo taken from here

Untuk mendapatkan kualitas gas yang lebih bersih dari pengotor, sejumlah tempat menggunakan arang sebagai umpan gasififier. Arang bisa didapat dari pembuat arang tradisional ataupun dari produsen arang dengan teknologi modern. Arang sebagai residue dari gasifikasi limbah kayu juga bisa di gunakan sebagai umpan gasifikasi arang. Gasifikasi arang juga telah banyak dilakukan. Teknologi ini akan semakin kompetitif ketika bahan bakar fossil mahal akibat cadangannya semakin menipis dan issue lingkungan terkait pemanasan global.