Biofuels

Tumbuhan menyerap karbon (CO2) dari atmosfer dan air (H2O) dari dalam tanah, kemudian memanfaatkan pigmen hijau klorofil untuk menangkap sinar matahari yang penuh energi untuk membakar karbon dan air tersebut dalam proses yang dikenal sebagai fotosintesis.

Hasilnya adalah batang-batang pohon yang membesar, serta senyawa organik karbohidrat yang kaya energi seperti padi, umbi-umbian, kentang, jagung, tebu, sawit, dan lain-lain.

Gambar. Skema proses fotosintesis (Sumber: https://biologywise.com/how-is-photosynthesis-related-to-cellular-respiration)

Tumbuhan tersebut kemudian akan layu dan mati dan membawa semua kandungan energinya ke dalam tanah. Sebagian tumbuhan tersebut akan menjadi makanan bagi makhluk hidup lainnya, hewan dan manusia, yang juga seiring dengan waktu akan mati dan kembali ke tanah.

Semua benda organik tersebut, manusia, hewan, tumbuhan, disebut dengan biomassa.

Biomassa tersebut mengandung energi kimia yang disebut dengan bioenergi.

Biomassa yang mengandung bioenergi tersebut kemudian diolah menjadi bahan bakar, yang disebut dengan biofuels. Sehingga kemudian biofuels ada yang berbentuk liquid (bioetanol, biodiesel, dan beragam jenis minyak nabati), gas (metan), dan padat (kayu bakar, chips, dan arang).

Bahan bakar fosil, pada dasarnya adalah juga biofuels, namun tidak dianggap energi terbarukan karena dia merupakan simpanan energi dari biomassa jutaan tahun yang lalu, siklus karbonnya sangat lama. Sedangkan biofuel ini terbentuk dari siklus karbon yang singkat, yaitu dari tumbuhan yang menyerap karbon dari atmosfer, kemudian dibakar, demikian berulang-ulang.

Jumlah karbon yang diserap dalam proses menumbuhkan biomassa ini adalah sama dengan jumlah karbon ketika membakarnya, sehingga dikatakanlah bahwa biofuels ini adalah karbon netral, karena tidak ada terjadi penambahan jumlah karbon di atmosfer selama siklus hidup biomassa tersebut.

 

  • Bioetanol dan Biodiesel

 

Tebu, kentang, jagung, umbi-umbian yang difermentasi  akan menjadi bioetanol, yang bisa dipakai untuk menggantikan minyak bensin.

Brasil adalah negara paling sukses yang memanfaatkan bioetanol dari tebu. 90% mobil-mobil baru yang diproduksi di Brazil sekarang menggunakan E100, yaitu 100% bioetanol, tanpa bensin sama sekali (Sumber: http://www.virapagina.com.br/anfavea2018/)

Gambar. Minyak Bioetanol dari jagung (Sumber: https://www.bioethanol-fireplace.co.uk/bioethanol-for-biofireplace_3689.html)

Kacang kedelai, jarak, alga, sawit, kemiri sunan, lamtoro, bisa diperas atau diekstrak minyaknya menjadi biodiesel, yang bisa dipakai untuk menggantikan minyak diesel.

Gambar. Minyak Biodiesel dari biji bunga matahari. (Sumber: http://www.fanpop.com/clubs/biodiesel/images/35946440/title/biodiesel-photo)

 

  • Biogas

 

Limbah organik, dari peternakan sapi, dari sampah dapur rumah tangga, limbah tinja, maupun sampah domestik di Tempat Pembuangan Akhir, semuanya adalah biomassa yang mengandung energi. Jika diproses secara anaerobik (tanpa oksigen), maka akan dihasilkan gas metan, yang bisa digunakan langsung sebagai bahan bakar seperti LPG, ataupun digunakan sebagai bahan bakar untuk menghidupkan generator listrik.

Gambar. Skema biogas (Sumber: https://www.researchgate.net/figure/Fixed-Dome-Type-Biogas-Plant_fig2_275645496)

 

  • Forest based biomassa

 

Jenis tumbuhan yang cepat tumbuh seperti kaliandra, gamal, bambu, trembesi, dan lain-lain, dapat ditanam dan dipanen kemudian dibakar sebagai penghasil energi. Demikian berulang-ulang. Tanpa mengganggu jumlah net karbon di udara (karbon netral).

Selain cepat tumbuh, tumbuhan-tumbuhan tersebut juga memiliki nilai kalor yang tinggi, dan mampu menghijaukan lahan kritis atau lahan marjinal.

Gambar. Chips kayu dari hutan kebun energi sebagai bahan bakar (Sumber: AFP Photo/Jean-Christophe Verhaegen)