Studi Potensi Biogas dari Kotoran Ternak Sapi sebagai Energi

Studi Potensi Biogas dari Kotoran Ternak Sapi
sebagai Energi Alternatif
untuk Penerangan
1
Fahad Priyadi, 2Erfan Subiyanta
1
Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 (UNTAG ’45),
Jalan Perjuangan No.17, Cirebon 45132
2
Dosen Teknik Elektro,Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 (UNTAG ’45),
Jalan Perjuangan No.17, Cirebon 4513
email :[email protected],
[email protected],
Kata kunci
sensitifitas
Abstrak – Biogas merupakan renewable energy yang dapat
dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan
bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak tanah
dan gas alam. Akhir-akhir ini diversifikasi penggunaan
energi menjadi isu yang sangat penting karena
berkurangnya sumber bahan baku minyak. Pemanfaatan
limbah pertanian untuk memproduksi biogas dapat
memperkecil konsumsi sumber energi komersial seperti
minyak tanah juga penggunaan kayu bakar. Biogas
dihasilkan oleh proses pemecahan bahan limbah organik
yang melibatkan aktifitas bakteri anaerob dalam kondisi
anaerobic dalam suatu digester. Pada dasarnya proses
pencernaan anaerob berlangsung atau tiga tahap yaitu
hidrolisis, pengasaman, dan metagonik. Proses fermentasi
memerlukan kondisi tertentu seperti rasio C : N,
temperature, keasaman juga jenis digester yang
dipergunakan.
:Biogas,
energi
terbarukan,
anaerobic,
Abstract – Biogas is a renewable energy which can be used as
alternative fuel to replaced fossil fuel such as oil and natural
gas. Recently, diversification on the use of energy increasingly
become an important issues because the oil sources are
depleting Utilization of agricultural wastes for biogas
production can minimize the consumption of commercial
energy source such as kerosene as well as the use of firewood.
Biogas is generated by the process of organic material
digestion by certain anaerobic bacteria activity in anaerobic
digester. Anaerobic digestion process is basically carried out in
three steps i.e. hydrolysis, acidogenic and metanogenic.
Digestion process needs certain condition such as C : N ratio,
temperature, acidity and also digester design.
Based on the daily potential of cattle dung in
Peternakan Sapi Perah dan Penggemukan “Sumber
Makmur”which is used as raw material for biogas to analyze
technical and economical calculation of biogas power plant
that will be implemented.These result will be tested sensitivity
to rate of return and payback period of investment to the
impact of rising land price, electricity tariff and cost of
operation and maintenance of biogas plant.
Berdasarkan potensi harian kotoran ternak sapi di
Peternakan Sapi Perah dan Penggemaukan “Sumber
Makmur” yang dimanfaatkan sebagai bahan baku biogas
dilakukan analisis perhitungan teknis maupun ekonomis
pembangkit
listrik
tenaga
biogas
yang
akan
diimplementasikan. Hasil tersebut akan diuji sensitifitas
untuk tingkat pengembalian dan jangka waktu
pengembalian modal investasi terhadap dampak kenaikan
harga lahan, tarif listrik dan biaya operasi dan
pemeliharaan pembangkit biogas.
I.
2
Key words :Biogas, renewable energy, anaerobic, sensitivity.
karena itu, untuk mengganti penggunaan energi tak
terbarukan diperlukan sumber energi alternatif yang
mampu mengurangi laju pemakaian energi fosil.
PENDAHULUAN
Kebutuhan akan penggunaan energi semakin
meningkat seiring dengan pertambahan jumlah penduduk
dan peningkatan konsumsi energi oleh masyarakat akibat
penggunaan berbagai macam peralatan untuk menunjang
kenyamanan dalam hidup. Sumber energi yang selama
ini digunakan sebagian besar berasal dari bahan bakar
fosil Seperti batubara, minyak bumi, gas alam dan lainlain. Bahan bakar fosil merupakan sumber energi yang
proses terbentuknya memerlukan waktu jutaan tahun dan
dapat dikatakan merupakan energi tak terbarukan. Selain
merupakan energi tak terbarukan, penggunaan energi
fosil mengakibatkan meningkatnya gas rumah kaca.Oleh
Indonesia sebagai negara tropis memiliki energi baru
terbarukan yang melimpah sebagai energi alternatif
pengganti energi fosil.Salah satu energi alternatif
tersebut adalah pemanfaatan energi biogas.Biogas dapat
dikategorikan sebagai bioenergi, karena energi yang
dihasilkan berasal dari biomassa.Biomassa adalah materi
organik berusia relatif muda yang berasal dari makhluk
hidup atau produk dan limbah industri budidaya
(pertanian, perkebunan, kehutanan, peternakan, dan
perikanan).Biogas
adalah
gas
produksi
akhir
pencernaan/degradasi anaerobik (dalam lingkungan
53
tanpa oksigen) oleh bakteri menthanogen. Dan salah satu
limbah yang dihasilkandari aktifitas kehidupan manusia
adalah limbah dari usaha peternakan sapi yang terdiri
dari feases, urine, gas dan sisa makanan ternak. Potensi
limbah peternakan sebagai salah satu bahan baku
pembuatan biogas dapat ditemukan di sentra-sentra
peternakan, terutama peternakan dengan skala besar yang
menghasilkan limbah dalam jumlah besar dan rutin. Di
Indonesia cukup banyak kawasan peternakan sapi yang
limbah kotoran sapinya belum dimnfaatkan sebagai
pembangkit listrik secara optimum.
Metana (CH4) adalah komponen penting dan
utama dari biogas karena merupakan bahan bakar yang
berguna dan memiliki nilai kalor yang cukup tinggi,
mempunyai sifat tidak berbau dan tidak berwarna. Jika
gas yang dihasilkan dari proses fermentasi anaerobik ini
dapat terbakar, berarti mengandung sedikitnya 45% gas
methan. Untuk gas murni (100%) mempunyai nilai kalor
8900kkal/m3. Nilai kalor yang tinggi, biogas dapat
digunakan untuk keperluan memasak, penerangan dana
sumber pada penggerak mula (prime mover).
Tabel 2.1. Tabel komposisi utama pada biogas
Limbah peternakan seperti feases, urine beserta sisa
pakan ternak sapi merupakan salah satu sumber bahan
yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan
biogas.Biogas merupakan renewable energy yang dapat
dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan
bahan bakar yang berasal dari fosil seperti minyak tanah
dan gas alam. Biogas juga sebagai salah satu jenis
bioenergi yang didefinisikan sebagai gas yang dilepaskan
jika bahan-bahan organik seperti kotoran ternak, kotoran
sapi, jerami, sekam, dan daun-daun hasil sortiran sayur
difermentasi atau mengalami proses metanisasi.
Nama Gas
Rumus Kimia
Jumlah (%)
1
Metha n
CH4
60-70
2
Ka rbon Dioka s ida
CO2
30-40
3
Nitrogen
N2
3
4
Hidrogen
H2
1-10
5
Oks igen
O2
3
6
Hidrogen Sulfida
H2S
5
Sumber : Meynel, 1976
B.
Bahan Penghasil Biogas
Kotoran hewan lebih sering dipilih sebagai bahan
pembuat biogas karena ketersediaannya yang sangat besar
diseluruh dunia.Bahan ini memiliki keseimbangan nutrisi,
mudah diencerkan dan relatif dapat diproses secara
biologi.Kisaran pemrosesan secara biologi antara 28-70%
dari bahan organik tergantung dari pakannya. Selain itu
kotoran segar lebih mudah diproses dibandingkan dengan
kotoran yang lama dan atau yang telah dikeringkan,
disebabkan karena hilangnya substrat volatile solid
selama pengeringan.
Pada umunya komposisi kotoran sapi memiliki
karateristik yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Dalam kaitannya sebagai sumber energi alternatif
pengganti energi fosil, biogas merupakan energi bersih
yang mampu mengurangi produksi emisi gas rumah
kaca.Adapun permasalahan yang akan dibahas adalah :
1. Apa yang dimaksud dengan biogas
2. Bagaimanakah pengolahan kotoran sapi menjadi
energi biogas sebagai energi alternatif.
3. Bagaimanakah pemanfaatan biogas dari kotoran
sapi sebagai energi alternatif.
II.
No
TEORI
Tabel 2.2 Karateristik kotoran sapi
A. Biogas
Biogas merupakan bahan bakar gas (biofuel) dan
bahan bakar yang dapat diperbaharui (renewable fuel)
yang dihasilkan secara anaerobic digestion atau
fermentasi anaerob dari bahan organik dengan bantuan
bakteri metana seperti Methanobacterium sp. Bahan
yang dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
biogas yaitu bahan biodegradable seperti biomassa
(bahan organik bukan fosil), kotoran, sampah padat hasil
aktivitas perkotaan dan lain-lain. Akan tetapi, biogas
biasanya dibuat dari kotoran ternak seperti sapi, kerbau,
kambing, kuda, dan lain-lain. Kandungan utama biogas
adalah gas metana (CH4) dengan konsentrasi sebesar 5080 vol. Gas dalam biogas yang dapat berperan sebagai
bahan bakar yaitu gas metana (CH4), gas Hidrogen (H2),
dan gas Karbon monoksida (CO).
No
Komponen
Massa (%)
1
Total padatan
3-6
2
Total padatan volatile (mudah menguap)
80-90
3
Total Kjedhal nirogen
2-4
4
Selulosa
15-20
5
Lignin
5-10
6
Hemilulosa
Sumber : Kumbahan dan industri (1979)
20-25
C. Proses Pembentukan Biogas
Proses pembentukan biogas dilakukan secara
fermentasi yaitu proses terbentuknya gas metana dalam
kondisi anaerob di dalam suatu digester sehingga akan
dihasilkan gas Metana (CH4) dan gas Karbon dioksida
(CO2) yang volumenya lebih besar dari gas Hidrogen
54
(H2), gas Nitrogen (N2), dan gas Hidrogen Sulfida (H2S).
Proses fermentasi memerlukan waktu 7 sampai 10 hari
untuk menghasilkan biogas dengan suhu optimum 35 0C
dan pH optimum pada range 6,4-7,9. Bakteri pembentuk
biogas yang digunakan yaitu bakteri anaerob seperti
Methanobacterium, Methanobacillus, Methanococcus,
dan Methanosarcina.
kira 10% dari volume digester. Sisa
pengolahan bahan biogas berupa sludge
secara otomatis akan keluar dari lubang
pengeluaran (outlet) setiap kali dilakukan
pengisian bahan biogas. Sisa hasil
pengolahan bahan biogas tersebut dapat
sebagai pupuk kandang/pupuk organik, baik
dalam keadaan basah maupun kering.
Reaksi kimia pembentukan biogas (gasmetan) ada 3
tahap, yaitu :
1) Reaksi Hidrolisis/Tahap Pelarutan: Pada tahap
ini bahan yang tidak larut seperti selulosa,
polisakarida, dan lemak diubah menjadi bahan
yang larut dalam air seperti karbonhidrat dan
asam lemak.Tahap pelarutan berlangsung pada
suhu 250C di digester.
2) ReaksiAsidogenik/Tahap Pengasaman: Pada
tahap ini, bakteri asam menghasilkan asam
asetat dalam suasan anaerob.Tahap ini
berlangsung pada suhu 250C di digester.
E. Digester Biogas
Untuk menghasilkan biogas, dibutuhkan
pembangkit biogas yangdisebut digester. Pada digester
terjadi proses penguraian material organik yangterjadi
secara anaerob (tanpa oksigen). Reaktor biogas dapat
diklasifikasikan berdasarkan susunan konstruksi
penampung gas yaitu :
1) Kombinasi reactor / penampung gas
:fixeddome dan fleksible bag.
2) Penampung gas terapung terdiri dari : tanpa
sekat air dan dengan sekat air.
3) Penampung gas terpisah.
3) Reaksi Metagonik/Tahap Gasifikasi: Pada
tahap ini, bakteri metana membentuk gas
metana secara perlahan secara anaerob. Proses
ini berlangsung selama 14 hari dengan suhu
250C di dalam digester. Pada proses ini akan
dihasilkan 70% CH4, 30% CO2, sedikit H2 dan
H2S
D. Pengolahan Digester
Cara Pengoperasian Unit Pengolahan (Digester)
Biogas seperti terjabar dalam Seri Bioenergi Pedesaan
Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian Direkrot
Jenderal Pengolahan dan Pemasaran Hasil Pertanian
Departemen Pertanian tahun 2009, sebagai berikut :
1) Buat campuran kotoran ternak dan air
dengan perbandingan 1 : 2 (bahan biogas).
2) Masukkan bahan biogas ke dalam digester
melalui lubang pengisian (inlet) hingga
bahan yang dimasukkan ke digester ada
sedikit yang keluar melalui lubang
pengeluaran (outlet), selanjutnya akan
berlangsung proses produksi biogas di dalam
digester.
3) Setelah kurang lebih 8 hari biogas yang
terbentuk di dalam digester sudah cukup
banyak. Pada sistem pengolahan biogas yang
menggunakan bahan plastik, penampung
biogas akan terlihat mengembung dan
mengeras karena adanya biogas yang
dihasilkan. Biogas sudah dapat digunakan
sebagai bahan bakar, kompor biogas dapat
dioperasikan,
4) Pengisian bahan biogas selanjutnya dapat
dilakukan setiap hari, yaitu sebanyak kira-
Gambar 2.3.Macam-macam digester
F. Komponen Utama Biodigester
Komponen utama pada digester sangat
bervariasi, tergantung pada jenis digester yang
digunakan. Tetapi secara umunya biodigester terdiri
dari komponen-komponen utama sebagai berikut:
1. Saluran masuk slurry (kotoran segar).
2. Ruang digestion / ruang rermentasi.
3. Saluran keluar residu (sludge).
4. Tangki penyimpan gas.
G. Komponen Pendukung Digester
Selain empat komponen utama tersebut di atas,
pada sebuah digester perlu ditambahkan beberapa
komponen pendukung untuk menghasilkan biogas dalam
jumlah banyak dan aman. Beberapa komponen
pendukung adalah :
1) Katup pengaman tekanan (control valve).
2) Sistem pengaduk.
3) Saluran gas.
55
H. Perancangan Digester
Dari tabel di tersebut dapat diketahui jumlah potensi
biogas yang dapat dihasilkan oleh limbah kotoran sapi
yang berada di kandang peternakan melalui perhitungan
sebagai berikut:
1. Jumlah sapi di peternakan yang berjumlah 13 ekor,
dimana tiap ekor menghasilkan 25kg/hari. Maka,
Dari potensi yang ada dan memungkinkan untuk
dirancang sutu digester untuk menghasilkan biogas.
Perancangan digester dengan pertimbangan beberapa
aspek tersebut
1. Temperature.
2. Derajat Keasaman (pH).
3. Rasio C/N bahan isian.
4. Kebutuhan Nutrisi.
5. Kadar Bahan Kering.
6. Pengadukan.
7. Zat Racun (Toxic).
8. Pengaruh Stater.
III.
A.
Konversi Energi Biogas dan Ketenagalisrikkan
Diketahui bahwa seekor sapi dengan bobot 450Kg
dapat menghasilkan limbah berupa feases dan urine
kurang lebih 25Kg/hari.Jumlah sapi yang dimiliki tiap
peternak rata-rata 13 ekor.Jadi, apabila penelitian fokus
kepada satu peternak, maka kotoran sapi yang dihasilkan
adalah 13 x 25 = 325 kg/hari/peternak.
Tabel 3.1. Populasi sapi yang ada di suatu kawasan peternakan
sapi
Jenis Sapi
Jumlah (Ekor)
1
Pedet Betina
30
2
Pedet Jantan
18
3
Dara
34
4
Jantan Muda
10
5
Laktasi
184
6
Kering Kandang
26
7
Jantan Dewasa
23
Total
Jenis
1
2
3
4
5
6
7
Gajah
Sapi
Kambing
Ayam
Itik
Babi
Domba
Banyak
Tinja
(kg/hari)
30
25-30
1.13
0.18
0.34
7
0.25-0.4
Kandungan
Bahan
Kering-BK
18
20
26
28
48
9
23
Bahan yang
Dihasilkan
(m³/kg.BK)
0.018-0.025
0.023-0.040
0.040-0.059
0.065-0.116
0.065-0.116
0.040-0.059
0.020-0.028
produksi kotoran sapi perhari: 13 x 25 =
325kg/hari.
2. Kandungan bahan kering (BK) untuk kotoran sapi
adalah 20%, maka kandungan bahan kering total
adalah: 325 x 0.20 = 65kg-BK.
3. Sehingga, potensi biogas dari kotoran sapi adalah
sebesar: 65 x 0.04 = 2.6m3/hari.
Berdasarkan sumber Departemen Pertanian, untuk
mengetahui konversi biogas menjadi energi lain, dapat
dilihat pada tabel berikut:
Tabel 3.3 Tabel konversi biogas menjadi energi lain
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN
DATA
No
No
Energi 1m³ biogas
No
Penggunaan
1
Penerangan
Lampu 60-100Watt selama 6 jam
2
Memasak
Memasak 3 jenis makanan untuk 5-6 orang
3
Tenaga
Menjalankan motor 1 hp selama 2 jam
4
Listrik
4.7Kwh energi listrik
(Sumber : Suriawiria, Menuai Biogas dari Limbah, Departemen
Pertanian, 2005) [4]
Dengan demikian potensi energi listrik yang
dihasilkan dari limbah kotoran sapi dari satu peternakan
yang memiliki 13 ekor sapi adalah sebagai berikut:
2.6m3 x 4.7 Kwh = 12.22 Kwh/hari,
dengan daya =
12.22
24
= 0,509 Kw.
Dengan kapasitas 12.22 kWh/hari maka biogas dari
kotoran sapi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi
terbarukan milik satu peternak 13 ekor sapi perah.
325
Untuk mengetahui proses konversi kotoran sapi
menjadi biogas dapat dilihat dari tabel berikut yang
didapatkan dari Balai Besar Pengembangan Mekanisme
Pertanian Badan Litbang Pertanian, Departemen
Pertanian.
Tabel 3.2 Kandungan Bahan Kering dan Volume Gas yang
Dihasilkan Tiap Jenis Kotoran.
Sumber:Balai Besar Pengembangan Mekanisme Pertanian
Badan Litbang Pertanian,Departemen Pertanian,
2008
56
B.
Generator Biogas
metan selama =
509
1200
= 0.424 hari. Jadi penampung gas
dapat menampung gas metan selama 0.424 hari.
Adapun biogas yang dibutuhkan untuk
menyalakan genset selama 24 jam berdasarkan minimal
konsumsi biogas yang tertera pada spesifikasi genset
(1.46m3/hour) adalah = 24 jam x 1.46m3/hour =
35.04m3/hari
Sementara itu biogas yang dihasilkan 13 ekor sapi
adalah 2.6m3 dalam 24 jam. Jadi proses pembentukan
biogas untuk menghasilkan sumber penggerak generator
minimal 35.04m3 pemakaian 24 jam diperlukan waktu
selama :
35.04𝑚 3
2.6𝑚 3
= 13.47 hari.
Lamanya generator set (genset) beroperasi untuk
volume biogas 2.6m3 dapat ditentukan dengan
perhitungan sebagai berikut
Gambar 3.1 Generator Biogas [10]
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑠𝑖 𝐵𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠
Adapun spesifikasi generator
digunakan adalah sebagai berikut:
biogas
𝐵𝑖𝑜𝑔𝑎𝑠 𝑢𝑛𝑡𝑢𝑘 𝐺𝑒𝑛𝑠𝑒𝑡
yang
C.
= 1.78 hari.
Pada gambar di bawah ini, dapat dilihat layout
rancangan sederhana dari instalasi pembangkit listrik
biogas yang akan digunakan.
4-Stroke
Features
2.6
1.46
Perancangan Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga
Biogas
Tabel 3.4. Spesifikasi generator biogas yang direncanakan
Single Cylinder
=
OHV
Forced Air-cooled
Single Phase Ac Synchronization with
Brush Altenator
AC Voltage
230V
AC Output /
Max
Running Power : 1200 Watt
Frequency
Starting
System
Fuel
Fuel Capacity
Weight
Peak Power
: 1300 Watt
50 / 60 Hz
Recoil Start / Electric Start
Biogas
0.55 Liter
Gambar 3.2 Layout Rancangan Sederhana Instalasi Pembangkit
Listrik Tenaga Biogas
65 Kg
Penjelasan singkat dari rancangan instalasi tersebut
adalah:
Other
Min. Fuel Consumption : 1.46m³/hour
Sumber: Bhinneka.com [10]
1.
Dengan asumsi generator biogas akan dioperasikan
selama 24 jam sehari, maka energy keluaran dari
pembangkit listrik tenaga biogas ini adalah:

2.
Energi
= Daya x waktu (t)
= 1200 watt x 24 jam
= 28.800 Wh
Kemampuan digester dengan daya 0.509 kW =
509 Watt digester tersebut mampu untuk generator yang
mempunyai kemampuan 1200 Watt. Bila menggunakan
mesin generator dengan kapasitas 1200 Watt dengan
kemampuan 509 Watt digester dapat menampung gas
3.
4.
5.
57
Kotoran ternak dialirkan menuju Reaktor
(Digester) melalui saluran masuk (inlet).
Sebelum masuk digester, kotoran ternak dicampur
dengan air dengan perbandingan 1:2 dengan
menggunakan pengaduk mekanis.
Kemudian gas yang dihasilkan dari campuran
kotoran dan air dialirkan menuju penampung gas,
dengan diatur oleh valve pengatur tekanan.
Penampung gas dibuat lebih dari satu agar biogas
yang dihasilkan bisa digunakan untuk lebih dari
satu fungsi.
Biogas dari penampung gas biasa digunakan untuk
menyalakan lampu petromaks, kompor gas, dan
6.
D.
generator biogas untuk kemudian menyalakan
peralatan listrik.
Zat sisa proses Digesterisasi dapat digunakan
langsung sebagai pupuk kandang atau diolah
menjadi pupuk urea kemasan yang siap dijual.
6)
7)
Komponen-komponen listrik tenaga biogas antara
lain:
8)
1) Saluran Masuk Slurry (Kotoran Segar dan Air ):
Saluran ini digunakan untuk memasukkan
slurrysebagai bahan utama ke dalam reactor
(digester).
2) Sistem Pengaduk : Sistem pengadukan yangpaling
mungkin dilakukan agar kotoran segar danair
tercampur
secara
sempurna
adalah
denganpengadukan mekanis.
3)
4)
5)
Saluran Gas : Saluran gas ini disarankan terbuat
dari polimer untuk menghindari korosi.
Penampungan Gas : Penampung gas adalah
sebuah ruang kedap udara yang digunakan sebagai
tempat penyimpanan biogas yang telah dihasilkan
oleh proses biodigester sebelum disalurkan ke
kompor atau genset biogas.
Generator (Genset) Biogas : Generator biogas
yang akan digunakan diadalah generator
dengandaya keluaran 1.2 kW sesuai dengan potensi
biogas yang bisa mencapai 12.22 kWh/hari atau
0.509 kiloWatt perjamnya.
IV.
ASPEK EKONOMI PEMBANGKIT
BIOGAS
Aspek ekonomi dari pembangkit yang dibahas terdiri
dari :
1. Biaya investasi.
2. Biaya operasi dan perawatan (O&M cost).
3. Harga jual listrik.
Reaktor (Digester) : Reaktor yang digunakan
untuk pembangkitan biogas menggunakanTipe
Kubah (fixed dome) dikarenakan model ini
merupakan model yang paling popular di
Indonesia, dimana instalasi digester dibuat di
dalam tanah dengan konstruksi permanen. Selain
menghemat tempat/lahan, pembuatan digester di
dalam tanah juga berguna mempertahankan suhu
digester stabil dan mendukung pertumbuhan
bakteri menthanogen, tekanan yang dihasilkan
lebih stabil, dan mempunyai harga yang relatif
lebih murah dan umurnya cukup panjang.
A. Biaya Investasi
Biaya investasi adalah biaya yang dikeluarkan pada
awal usaha untuk memenuhi kebutuhan saran dan
prasarana yang dibutuhkan untuk mewujudkan suatu
proyek.Pada pembuatan proyek instalasi biogas, biaya
investasi dikeluarkan pada awal proyek secara
keseluruhan.Umur ekonomis dari instalasi biogas adalah
15 tahun.Hal ini dapat dilihat dari kondisi bangunan serta
peralatan yang dipakai yang diperkirakan dengan
perawatan dapat bertahan selama 15 tahun.
Saluran Keluaran Residu : Saluran ini digunakan
untuk
mengeluarkan
kotoranyang
telah
difermentasi oleh bakteri.Saluran inibekerja
berdasarkan
prinsip
kesetimbangan
tekananhidrostatik.Residu yang keluar pertama
kalimerupakan slurry masukan yang pertama
setelahwaktu
retensi.
Sesuai
penjelasan
sebelumnya, sisapengolahan kotoran ini masih bisa
digunakansebagai pupuk kompos yang baik bagi
tanamankarena terjadi penurunan COD sehingga
kotoranmengandung lebih sedikit bakteri patogen
sehinggaaman untuk pemupukan sayuran atau
buah,terutama untuk konsumsi segar.
Tabel 4.1 Perkiraan biaya investasi sebuah pembangkit biogas
B. Biaya Operasi dan Perawatan (O&M cost)
Katup Pengaman Tekanan (Control Valve) : Katup
pengaman ini digunakan sebagai pengaturtekanan
gas dalam biodigester. Katup pengamanini
menggunakan prinsip pipa T, bila tekanan
gasdalam saluran gas lebih tinggi dari kolom air,
makagas akan keluar melalui pipa T, sehingga
tekanandalam biodigester akan turun.
Biaya operasi dan pemeliharaan biasanya terdiri dari biaya
tenaga kerja dan biaya pemeliharaan, antara lain :
1. Akusisi (pembelian, pengumpulan, dan transfortasi)
dari kotoran sapi.
2. Pasokan air untuk membersihkan dan pencampuran
substrat.
58
3.
4.
5.
6.
Pengawasan, pemeliharaan, dan perbaikan digester.
Penyimpanan dan pembuangan lumpur tersebut.
Distribusi gas dan pemanfaatannya.
Administrasi.
Pemakaian listrik dalam 1 tahun adalah 422 x 12 = 5.064
kWh/th.
Tabel 4.2 Perkiraan biaya pemeliharaan sebuah pembangkit
biogas
Harga Jual
=
Harga Jual
=
Harga Jual
𝐵𝑖𝑎𝑦𝑎 𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑃𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑘𝑖𝑡
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖
𝑅𝑝 .8.900.000
5.064
= Rp. 1.757,50
Jadi harga jual Listrik dalam 1 tahun dengan
menggunakan PLTBG (Pembangkit Listrk Tenaga
Biogas) di daerah Peternakan Sapi Perah dan
Penggemukan “Sumber Makmur”. Kecamatan Tanah
Sereal, Kelurahan Kebon Pedes, Kota Bogor adalah Rp.
1.757,50.
V.
C. Harga Jual Listrik Pertahun
Energi yang dhasilkan apabila generator
beroperasi dengan daya 1200 watt.
Daya
= 1200 watt
Dengan waktu 24 jam energi adalah
Energi = Daya x Waktu (t)
Energi = 1200 watt x 24 jam
= 28.800 watt/hari
Jadi energi yang dihasilkan generator dengan
daya 1200 watt yang beroperasi selama 24 adalah 28.800
watt/hari.
Sesuai dengan Peraturan Menteri ESDM Nomor
27 tahun 2014 harga jual Biogas sebesar Rp. 1.050
perKwh.
Sesuai dengan Peraturan Menteri ESDM Nomor 27 tahun
2014 harga jual Biogas sebesar Rp. 1.050 perKwh.
Pemasangan instalasi biogas ini dimaksimalkan
untuk 3 rumah, dengan masing-masing rumah
menggunakan daya yang berbeda-beda dalam 1 bulan,
yaitu :
1. 142 kWh.
2. 134 kWh.
3. 140 kWh.
Jadi total pemakaian listrik untuk 3 rumah dalam 1 bulan
adalah 422 kWh.
A.
422
30
16
2.
Dengan daya sebesar 0.509 kW = 509 Watt
digester mampu untuk generator yang
mempunyai kapasitas 1200 Watt, dengan
kemampuan digester menampung gas metan
selama 4.2 hari.
3.
Dengan harga jual listrik Rp.1.757,50/kWh.
B.
Saran
1.
Perlu diadakan pergantian dari bahan bakar fosil
ke bahan bakar terbarukan untuk mengatasi
permasalah krisis energi listrik.
2.
Perlunya penelitian lebih lanjut tentang
pemanfaatan energi terbarukan untuk pembangkit
listrik sehingga didapatkan alternatif untuk
diversifikasi dan mendapatkan harga energi yang
lebih kompetitif untuk jangka panjang.
= 14.06 kWh/hari.
Untuk pemakaian biogas dilakukan selama 16 jam =
14.06
Kesimpulan
Melalui proses digestifikasi anaerobik, kotoran
ternak sapi di satu kawasan peternakan sapi dapat
dimanfaatkan menjadi energi primer untuk pembangkit
listrik tenaga biogas. Dengan rata-rata produksi kotoran
sapi 325 kg/hari menghasilkan produksi biogas sebesar
12.22 kWh/hari potensi tersebut menghasilkan daya
keluaran sebesar 0.509 kW.
Dari hasil penelitian diatas didapatkan beberapa
kesimpulan mengenai pemanfaatan kotoran sapi di suatu
kawasan peternak sapi antara lain :
1. Dengan potensi ternak 13 ekor sapi
menghasilkan energi listrik 0.509 kW.
Pemakaian listrik dalam 1 hari yaitu
:
KESIMPULAN DAN SARAN
= 0.878 kW,
0.878 kW = 878 watt/hari.
Daya yang terpasang pada rangkaian 1 rumah yaitu 878
watt/hari.
59
[6] Kajian Indonesia Energy Outlook, Pusat Data dan
Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral
Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, 2012.
UCAPAN TERIMA KASIH
[7] Waskito, Didit, Analisa Pembangkit Listrik Tenaga
Biogas dengan Kotoran Sapi di Kawasan Ternak
Sapi, Universitas Indonesia, 2011.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini dan
selama belajar di Program Studi Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas 17 Agustus 1945 Cirebon, saya
banyak mendapatkan bantuan, dorongan baik moril
maupun spiritual dan informasi dari berbagai pihak. Pada
kesempatan ini saya ingin mengucapkan rasa terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dr.Ir.Hery Sonawan., MT, selaku Dekan
Fakultas Teknik Universitas 17 Agustus 1945.
2. Bapak Agus Siswanto, S.T., MT Ka.Prodi
Teknik Elektro yang telah meluang-kan waktu
untuk memberikan bimbingan, dukungan,
semangat, koreksi dan nasehatnya.
3. Bapak Erfan Subiyanta,S.T., M.Eng selaku dosen
pembimbing 1 dan Bapak H. Sugeng Suprijadi,
S.T.,MT selaku dosen pembimbing 2 atas segala
bantuan baik berupa bimbingan, diskusi, arahan,
waktu serta ilmu yang bermanfaat yang telah
diberikan.
4. Bapak H.Komarudin selaku pengurus Kelompok
Peternakan Sapi Perah dan Penggemukan
“Sumber Makmur”, Kecamatan Tanah Sereal,
Kelurahan Kebon Pedes, Kota Bogor.
5. Orang tua tercinta yang selalu memberikan
dorongan
dan memberikan kasih sayang,
semangat , doa yang tiada hentinya dan banyak
nasehat disaat saya belajar sehingga sampai
selasainya penyusunan Tugas Akhir ini .
6. Seluruh civitas Universitas 17 Agustus 1945
Cirebon atas semua ilmu yang bermanfaat yang
telah diberikan kepada saya .
[8] Hanif, Andi, Studi Pemanfaatan Biogas Sebagai
Pembangkit Listrik 10Kw Kelompok Tani Mekarsari
Desa Dander Bojonegoro Menuju Desa Mandiri
Energi, ITS, 2010.
[9] Feber Suhendra, The Usage of Biogas Technology to
Reduce Livestock Pollutant in Bali on Clean
Development Mechanism, Mulya Tiara Nusa, 2008.
[10] www.Bhinneka.com
[11] Peraturan Menteri ESDM Nomor 27 tahun 2014
DAFTAR PUSTAKA
[1] Pengaruh suhu dan C/N rasio terhadap reaksi biogas
berbahan baku sampah organik, Endang Sulistiawati,
Skripsi Institut Pertanian Bogor, 2008.
[2] Analisis Potensi Biogas untuk menghasilkan energy
listrik dan termal pada gedung komersil di daerah
perkotaan, Budiman R. Saragih, Thesis Universitas
Indonesia, 2010.
[3] Peraturan Energi dan Sumber Daya Mineral Nomor
9 Tahun 2014, Tarif Tenaga Listrik yang Disediakan
oleh Perusahaan Perseroan (Persero) PT. Perusahaan
Listrik Negara, 2014.
[4] Suriawiria, Menuai Biogas dari Limbah, 2005.
[5] Rekayasa dan Pengujian Reaktor Biogas Skala
Kelompok Tani Ternak, Teguh Wikan Widodo,
Ahmad Asari, Ana.N, dan Erlita.R, 2006.
60