Pengolohan Sampah Menjadi Energi Alternatif

7/28/2019 Pengolohan Sampah Menjadi Energi Alternatif

1/37

LOGO

PENGOLAHAN SAMPAHMENJADI ENERGI

ALTERNATIF

DR. ENG. RENI DESMIARTI, ST., MT

JURUSAN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS BUNG HATTA


2/37

D

B

C

AAir Minum

Air Limbah

Persampahan

Drainase

AMPL

PROGRAM PEMERINTAH UNTUK PENGELOLAAN LINGKUNGANKelompok Kerja Air Minum Penyehatan Lingkungan

(AMPL)


3/37

Sasaran RPJMN 2010-2015 bidangAMPL

Air Minum Tersedianya akses air minum bagi 70 persen penduduk pada

akhir tahun 2014, (akses air minum perpipaan 32 persen dan aksesair minum non-perpipaan terlindungi 38 persen).

Air Limbah Terwujudnya kondisi Stop Buang Air Besar Sembarangan (BABS)

hingga akhir tahun 2014, yang ditandai dengan tersedianya akses

terhadap sistem pengelolaan air limbah terpusat (off-site) bagi 10persen total penduduk, baik melalui sistem pengelolaan air limbahterpusat skala kota sebesar5 persen maupun sistem

pengelolaan air limbah terpusatskala komunalsebesar5 persenserta penyediaan akses dan peningkatan kualitas terhadap sistem

pengelolaan air limbahsetempat(on-site) yang layak bagi90persen total penduduk.

Persampahan Tersedianya akses terhadap pengelolaan sampah bagi 80

persen rumah tangga di daerah perkotaan.

Drainase Menurunnya luas genangan sebesar 22.500 Ha di 100 kawasan

strategis perkotaan


4/37

TujuanPelaksanaanProgramAMPL

Meningkatkan KesejahteraanMasyarakat

Meningkatkan ProduktivitasMasyarakat

Meningkatkan Derajat

Kesehatan Masyarakat

Mengurangi PrevalensiPenyakit Air

Meningkatkan AksesMasyarakat terhadap Air

Minum dan Sanitasi

Meningkatkan KesadaranMasyarakat tentang Hygiene dan

Pentingnya Air Minum danSanitasi


5/37

Dampak Kondisi AMPL yang Buruk

Air

MinumBuruk

SanitasiBuruk

+ =

Negara Berpotensi Rugi

60 Triliun/tahun akibatAMPL buruk

Kesehatan Buruk = puluhanmacam penyakit

mengancam

Kehilangan Produktivitaskerja

Kehilangan Pendapatan

Biaya Keluargauntuk berobat

Peningkatansubsidi untukpengobatan

Jatuhmiskin

GisiBuruk

Jatuhsakitlagi

Tidakbisakerja

Kerugian perusahaan, negaraakibat penurunan produktifitaskerja

+

Sanitasi Total Berbasis

Masyarakat (STBM)


6/37

LOGO

PENGELOLAAN SAMPAH


7/37Sumber : Profil Kesehatan Sumatera Barat Th 2008


8/37

Limbah Padat Domestik (sampah)

Isu penting dilingkungan

perkotaan

Perkembanganjumlah pendudukdan peningkatanaktivitas

pembangunan


9/37

Sumber Sampah Perkotaan

Company Logo www.themegallery.com


10/37

Masalah Persampahan di Perkotaan

Pengelolaan sampahdengan dikirim keTPA atau di bakar.

Sebelum diangkut keTPA sampah yangmasih bernilai jualakan di acak-acak

oleh pemulung.Dana operasional

terbatas


11/37

Jumlah Penduduk Di Kabupaten/KotaSe-Sumatera Barat

Sumber : BPS Propinsi Sumatera Barat, 2010

No KAB/KOTA LAKI-LAKI PEREMPUANJUMLAH

Sex Rasio Kepadatan Jiwa/Km2Jiwa %

1 Kep. Mentawai 39.629 36.792 76.421 1,58 108 132 Pesisir Selatan 212.640 217.059 429.699 8,87 98 70

3 Solok 172.004 176.987 348.991 7,20 97 107

4 Sijunjung 100.759 100.868 201.627 4,16 100 65

5 Tanah Datar 164.857 173.727 338.584 6,99 95 257

6 Padang Pariaman 191.496 198.708 390.204 8,05 96 289

7 Agam 223.544 231.940 455.484 9,40 96 204

8 Limapuluh Kota 172.507 175.742 348.249 7,19 98 105

9 Pasaman 125.289 127.692 252.981 5,22 98 64

10 Solok Selatan 72.614 71.622 144.236 2,98 101 40

11 Dharmasraya 98.871 92.406 191.277 3,95 107 63

12 Pasaman Barat 183.828 180.759 364.587 7,52 102 98

13 Padang 415.235 418.349 833.584 17,20 99 1.214

14 Solok 29.261 30.056 59.317 1,22 97 974

15 Sawahlunto 28.127 28.685 56.812 1,17 98 238

16 Padang Panjang 23.290 23.718 47.008 0,97 98 2.229

17 Bukittinggi 53.745 57.209 110.954 2,29 94 4.656

18 Payakumbuh 57.890 59.020 116.910 2,41 98 1.553

19 Pariaman 38.886 40.187 79.073 1,63 97 1.211

JUMLAH 2.404.472 2.441.526 4.845.998 100,00 98 115

Sumber : BPS Propinsi Sumatera Barat, 2010


12/37

Kondisi Eksisting Sampah di Kota Padang

0

200000

400000

600000

800000

1000000

1819 1874 1930 1971 1980 1990 2008 2010

Jumlah

Penduduk

Tahun

0

40000

80000

120000

160000

200000

1819 1874 1930 1971 1980 1990 2008 2010

Sampah

(ton/tahun)

Tahun

(a) (b)

1. Rata-rata sampah yang dihasilkan darikegiatan rumah tangga 0,38 kg/orang/hari

2. 500 ton sampah/hari3. Kemampuan TPA hanya 44%


13/37

KONDISI DILAPANGAN

4. Pengelolaan

open dumping

3. Keterbatasan

personil dan sarana

2. Sampah

menumpuk di TPS

1. Kesadaran masyarakat rendah.


14/37

PP No. 81 Tahun 2012

Pengelolaan sampah rumah tangga dansampah sejenis sampah Rumah tangga

Penyelenggaraan pengelolaan sampah meliputi:

a. pengurangan sampah; dan

b. penanganan sampah.Setiap orang wajib melakukan pengurangan sampah dan

penanganan sampah.

Tempat pengolahan sampah dengan prinsip 3R (reduce, reuse,

recycle) yang selanjutnya disebut TPS 3R adalah tempat

dilaksanakannya kegiatan pengumpulan, pemilahan, penggunaan ulang,dan pendauran ulang skala kawasan.

Tempat pengolahan sampah terpadu yang selanjutnya disingkat TPST

adalah tempat dilaksanakannya kegiatan pengumpulan, pemilahan,

penggunaan ulang, pendauran ulang, pengolahan, dan pemrosesan

akhir.


15/37

LOGO

SAMPAH SEBAGAI

ALTERNATIF ENERGI


16/37

Sumber-sumber primer energi

Sumber2 tak terbarukan

(sumber daya fosil) :

Minyak bumi.

Gas bumi.

Batubara.

Gambut.

Sumber2 terbarukan :

Sinar matahari.

Biomassa.

Tenaga air.

Panas bumi.

Tenaga angin.

Tenaga arus laut.

Energi ombak.

Energi termal samudra.

16

Perhatikan : Semua sumberdaya fosil adalah sumber bahan

bakar, sedangkan kebanyakan

sumber daya terbarukan adalah

sumber listrik !.


17/37

17

Pengertian bioenergi

Bioenergi energi yang diperoleh/dibangkitkan/ berasal daribiomassa ( bersih, berdampak emisi Gas Rumah Kaca rendah).

Biomassa bahan2 organik berumur relatif muda dan berasal dari

tumbuhan/hewan; produk & limbah industri budidaya (pertanian,

perkebunan, kehutanan, peternakan, perikanan). Bentuk-bentuk final bioenergi :

bahan bakar hayati (biofuels), bioetanol, biodiesel, bio-avtur,

biogas, biohidrogen, biobriket, biopelet;

listrik biomassa (biomass-based electricity);

Hayati = nabati + hewani; tetapi karena nabati >> hewani,

pemerintah mengadopsi biofuel= bahan bakar nabati (BBN).


18/37

Jenis-jenis BBN (cair) terpenting

Minyak nabati murni (pure plant oil, PPO,straight vegetable oil,

SVO). Bahan bakar motor/mesin diesel tipe Lister (silinder tunggal,

putaran sedang, 1500 rpm). Mutu harus memenuhi SNI 7431:2008.

Biodiesel : bahan bakar kendaraan diesel.

generasi 1 : biodiesel EMAL/FAME (ester metil asam lemak/fatty

acid methyl ester). Mutu harus memenuhi SNI 04-7182-2006

(sedang dimutakhirkan).

generasi 2 : biohidrokarbon C15-C20 yang terbuat dari biomassa

lignoselulosik. Belum komersial.

Bioetanol : bahan bakar kendaraan bensin/Otto. Mutu harus memenuhi

SNI 7390:2008 (sedang dimutakhirkan).generasi 1 : terbuat dari bahan bergula atau berpati.

generasi 2 : terbuat dari biomassa lignoselulosik.

Bioavtur : bahan bakar pesawat terbang jet. Biohidrokarbon C10-C14.

Belum (tetapi di Eropa segera akan) komersial.


19/37

Peran strategis khusus minyak-lemak nabati

Dunia sudah 100 tahun bertumpu pada minyak bumi (hidrokarbon fosil)sebagai sumber primer energi.

Teknologi-teknologi/mesin-mesin utama konversi energi telah disesuaikan untuk

menggunakan bahan bakar hidrokarbon.

Minyak-lemak nabati : 8590 % hidrokarbon.

Dengan relatif mudah dapat dikonversi menjadi biohidrokarbon aliasrenewable hydrocarbon!.

Dapat diolah dengan teknologi-teknologi yang sudah mapan diterapkan di

kilang-kilang minyak bumi.

Hidrogenasi minyak-lemak nabati menjadi biohidrokarbon : teknologi

strategis. Dunia barat kini juga mengembangkan semua pohon potensial penghasil

minyak-lemak nabati non-pangan.

Keanekaragaman hayati Indonesia adalah gudang aneka pohon potensial

penghasil minyak-lemak nabati.19


20/37

20

NO

KELOMPOK

SUMBER

ENERGI

TERBARUKAN

POTENSI SUMBER

DAYA(SD)

KAPASITAS

TERPASANG(KT)

RASIO

KT/SD(%)

1 2 3 4 5 = 4/3

1 Tenaga Air 75.670 MW 5.706 MW 7,54

2 Panas Bumi 28.543 MW 1.189 MW 4,17

3 Mini/Mikro Hydro 769,69 MW 217,89 MW 28,31

4 Biomass 49.810 MW 1.618 MW 3,25

5 Tenaga Surya 4,80 kWh/m2/day 13,5 MW -

6 Tenaga Angin 3 6 m/s 1,87 MW -

7 Uranium3.000 MW

(eq. 24,112 ton) utk 11

tahun*)30 MW 1,00

*) Hanya di Kalan Kalimantan Barat

Sumber : Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral RI

Gambaran menyeluruh potensi energi terbarukan

Potensi sumber energi terbarukan kita sangat besar. Potensi

panas bumi Indonesia, misalnya, adalah yang terbesar di dunia.Perhatikan bahwa potensi biomassa kita malah hampir 2 x lipat

potensi panas bumi. Catat pula bahwa biomassa tersedia diseluruh wilayah dan pelosok negeri.


21/37

No. Energi Kapasitas Harga Jual Keterangan

1. Biomassas.d 10MW

Rp. 975,- / kWh X F

2. Biogass.d 10MW

Rp. 975,- / kWh X FNon sampahkota

3.Sampah Kota(MSW)

s.d 10MW

Rp. 1050,- / kWh Zero waste

4.Sampah Kota(MSW)

s.d 10MW

Rp. 850,- / kWh Landfill

Harga jual listrik (Feed-In Tariff ) Berbasis Biomassa,

Biogas dan Sampah Kota (Municipal Solid Waste )*

Untuk harga pembelian tenaga listrik dari Biomassa dan Biogas berlaku faktor F yang merupakan

faktor insentif sesuai dengan lokasi pembelian tenaga listrik dan ditetapkan sebagai berikut:Wilayah Jawa, Bali, Sumatera : F = 1

Wilayah Kalimantan, Sulawesi , NTB dan NTT : F = 1,2

Wilayah Maluku dan Papua : F = 1,3

Sesuai dengan Permen ESDM No 4 Tahun 2012 tentang Harga Pembelian Tenaga Listrik Oleh PT PLN

(Persero) Dari Pembangkit Tenaga Listrik Yang Menggunakan Energi Terbarukan Skala Kecil Dan

Menengah Atau Kelebihan Tenaga Listrik


22/37

Aneka rute produksi bahan bakar nabati (BBN)

dari biomassa22


23/37

Pengolahan

Awal

Daur

Ulang

Pemanfaatan

Kembali

Pengolahan

Secara

Biologi

Hayati dan

non-hayati

Non-hayati

Hayati

Limbah cair kota

Non-hayati

Scrap

Thermal

Process

Humus

Landfill

Hayati dan

non-hayati

RDF

Rejected

Waste

Biogas

Bahan

Bakar

Gas Buang

Bersih

Gas Metan

Energi

Abu

Gas Metan

Rejected

Waste

Bahan baku

industri

Barang-barang

yang bermanfaat

Limbah Padat Kota Listrik

Gas Metan

Panas

DIAGRAM PEMANFAATAN SAMPAH KOTA SEBAGAI SUMBERENERGI DAN DAUR ULANG BAHAN SECARA TERPADU


24/37

BIOGAS

www.themegallery.com Company Name


25/37

PROSES PIROLISIS

Pirolisis adalah degradasi limbah organik secarathermal dalam kondisi tanpa oksigen untukmenghasilkan karbon arang, minyak dan gasyang dapat dibakar.

Besarnya produk yang akan dihasilkandipengaruhi temperatur dan laju pemanasan.

Perbedaan utama pirolisis, gasifikasi daninsinerasi: jumlah oksigen yang disuplai kerekator thermal.


26/37


LIMBAH PADAT

PEMBAKARAN GASIFIKASI PIROLISIS

Udara UdaraTerbatas

TanpaUdara

Flue Gas

Abu

GasAbu

Tar

Gas

Minyak

Arang


27/37

PERBANDINGAN PROSES

1,5 6,250

Ratio Udara /Fuel

1000

2000

Pirolisis

Gasifikasi

Pembakaran

Tempera

tur(C)

0


28/37

Perbedaan Gasifikasi dengan pirolisisdan pembakaran

Berdasarkan kebutuhan udara yangdiperlukan selama proses. Jika jumlah udara : bahan bakar (AFR, air fuel

ratio) = 0, maka proses disebut pirolisis.

Jika AFR < 1,5 maka proses disebut gasifikasi.

Jika AFR > 1,5 maka disebut prosespembakaran


29/37

Produk Pirolisis

Pirolisis dari limbah domestik (sampah kota) 35% produk arang

kadar abu hingga 37%

Pirolisis dengan laju pemanasan yang lambat

pada limbah ban akan menghasilkan: Arang hingga 50% kadar abu sekitar 10%.

Pemanfaatan arang: Digunakan langsung sebagai bahan bakar

Dipadatkan menjadi briket bahan bakar

Digunakan sebagai bahan adsorpsi spt karbon aktif

Dihancurkan dan dicampur dengan produk minyakpriolisis menghasilkan lumpur (slurry) untuk

pembakaran.


30/37

PERBANDINGAN NILAI KALOR

Nilai kalori arang relatif tinggi:

Arang dari sampah kota sekitar 19 MJ/kg,

Arang dari ban sekitar 29 KJ/kg

Arang limbah kayu sekitar 33 MJ/kg

Batu Bara sekitar 30 MJ/kg

Produk minyak dari pirolisis limbah digunakan pada mesindiesel dan turbin gas.

Karakteristik dari bahan bakar proses pirolisis tidak samadengan bahan bakar minyak alam

Memerlukan modifikasi sebagai pembangkit tenaga atau

peningkatan kualitas bahan bakar. Perbandingan Nilai Kalor

25 MJ/kg untuk minyak dari limbah domestik (sampah)

42 MJ/kg untuk minyak dari limbah ban.

46 MJ/kg Minyak bahan bakar petroleum


31/37


Kelemahan minyak dari limbah minyak dari biomassa dan sampah bersifat

viskos,

tingkat asam tinggi, karena kehadiran asam

organik dalam minyak dan dapat segeraterpolimerisasi.

memungkinkan mengandung partikel solidkarena proses pengangkutan dari reaktorpirolisis.


32/37

Gas yang dihasilkan berupa CO2, CO, H2, CH4dan dan sebagian kecil gas hidrokarbon lainnya.

Tingginya konsentrasi gas karbon dioksida dankarbon mono oksida berasal dari struktur oksigenyang ada dalam bahan aslinya, antara lain

sellulosa, hemisellulosa, dan lignin.Pirolisis dari limbah ban dan campuran plastik

akan menghasilkan konsentrasi yang lebih tinggiuntuk gas hidrogen, methan, dan gas hidrokarbonlainnya karena materi limbah mempunyai

senyawa karbon dan hidrogen yg tinggi dansenyawa oksigen yg lebih kecil.

Nilai kalor gas hasil pirolisis :

gas pirolisis sampah 18 MJ/m3

Gas pirolisis limbah kayu 16 MJ/m3

HASIL SAMPING PIROLISIS


33/37

Proses Gasifikasi

Gasifikasi adalah suatu teknologi proses yangmengubah bahan padat menjadi gas.

Bahan padat yang dimaksud adalah bahan bakarpadat termasuk diantaranya biomassa, batubara,dan arang.

Gas yang dimaksud adalah gas-gas yang keluardari proses gasifikasi dan umumnya berbentukCO, CO2, H2, dan CH4.

Proses gasifikasi dari limbah terjadi padatemperatur yang lebih tinggi dari pirolisis dandengan penambahan oksigen yang terkontrol.

Produk berupa campuran gas CO dan H2 dikenalsebagai syngas dan bisa digunakan sebagaisubstitusi gas alami.

Reaksi dasar gasifikasi adalah:CnHm + 0,55n O2 nCO + 0,5m H2


34/37

Proses gasifikasi dan pirolisis



35/37

ALTERNATIF PROSES

Proses untuk menghasilkan energi darilimbah dengan mengkombinasikan prosespirolisis dan gasifikasi:

Proses pirolisis mendegradasi limbah menjadi

arang/abu, pyrolysis oil dan gas sisntetis.

Proses gasifikasi untuk memecah senyawa

hydrocarbons menjadi syngas dengan

mengontrol jumlah oksigen.



36/37

SPESIFIKASI MINYAK


37/37

LOGO

www.themegallery.com

Pengolohan Sampah Menjadi Energi Alternatif

Documents

Transcript of Pengolohan Sampah Menjadi Energi Alternatif