Pemanfaatan Batubara dan Biomassa dengan Proses Pirolisa untuk ...

Pemanfaatan Batubara dan Biomassa dengan Proses Pirolisa untuk
Sumber Energi dan Industri di Kalimantan Timur
F.4
Drs. Hasnedi, M.Si.
BadanPengkajiandanPenerapanTeknologi
2012

Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
LATAR BELAKANG
Keputusan pemerintah mengurangi pemakaian BBM dan BBG dari minyak bumi,
dan meningkatkan pemakaian batubara dan bahan bakar alternatif.
Cadangan batubara dan limbah biomassa di daerah Kalimantan Timur masih
cukup besar, namun membutuhkan teknologi pengolahan yang lebih baik guna
melindungi daerah tersebut dari pencemaran lingkungan.
Kelebihan proses pirolisa ini adalah peralatannya yang bisa dibuat sederhana
sehingga biaya pembuatan plant dapat lebih murah dan terjangkau oleh industri
kecil.
Produk yang dihasilkan adalah bahan bakar gas, bahan bakar padat dan juga
bahan bakar cair, dimana pada proses ini tidak ada produk sampingan atau
buangan yang akan mencemari lingkungan.
1

Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
PERMASALAHAN
• Apakah pemanfaatan batubara dan biomassa dengan proses pirolisa ini dapat
diterapkan di daerah yang mempunyai potensi bahan bakunya, dalam rangka
mendukung peningkatan pemanfaatan sumber daya daerah Kaltim menjadi
sumber energi dan bahan baku industri?
Karena proses pirolisa ini akan dihasilkan:
Gas berguna sebagai sumber energi di rumah tangga dan untuk
pembangkit listrik.
Tar berguna sebagai bahan baku industri bahan bakar minyak.
Kokas berguna sebagai sumber energi pengecoran logam maupun
sebagai bahan reduktor pada pabrik baja.
2

Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
METODOLOGI
• Ruang Lingkup Kegiatan
Proses Pirolisa pada prinsipnya adalah memanaskan batubara pada suhu
tertentu dengan jumlah oksigen yang terbatas. Reaksi pembakaran parsial
tersebut akan menghasilkan syngas, tar dan kokas sebagai produk.
• Fokus Kegiatan
Sumber energi baru dan terbarukan
• Tahapan – Metode Pelaksanaan Kegiatan
Persiapan dan perakitan peralatan Pirolisa yang dilaksanakan oleh tim pirolisa
PTPSE.
Uji coba pelaksanaan pengoperasian alat pirolisa di laboratorium PTPSE
Serpong.
Melaksanakan analisa terhadap produk yang dihasilkan.
Melakukan evaluasi dan analisa ekonomis.
Sosialisasi ke pemilik tambang ataupun daerah yang mempunyai sumberdaya
batubara dan biomasa.
Melaksanakan evaluasi akhir tim pirolisa bersama mitra di daerah.
3

• Perkembangan dan Hasil Kegiatan
% Komposisi
% Komposisi
35
30
25
20
15
10
5
0
40
30
20
10
0
H2 O2 N2 CH4 CO CO2
Komponen Syngas Batubara Ecocoal
H2 O2 N2 CH4 CO CO2
Komponen Syngas Sekam Padi
600 oC
700 oC
800 oC
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Produktivitas Litbang 2012
500 oC
600 oC
700 oC
% Komposisi
50
40
30
20
10
0
Perkembangan dan Hasil Kegiatan
H2 O2 N2 CH4 CO CO2
Komponen Syngas Serbuk Gergaji Kayu Samarinda
600 oC
700 oC
800 oC
Komponen dalam syngas yang berperan
penting dalam nilai kalor gas adalah
metana. Komposisi metana tertinggi
berasal dari :
• Batubara sebesar 23,27% (T = 800 o C)
• Serbuk gergaji sebesar 15.68% (T = 700 o C)
• Sekam padi sebesar 8,92% (T = 500 o C)
4

Nilai kalor Syngas
Umpan
GHV (kcal/kg) NHV (kcal/kg)
600 oC 700 oC 800 oC 600 oC 700 oC 800 oC Batubara 5.569,18 7.246,39 7.699,72 4.949,32 6.420,04 6.831,54
Serbuk gergaji
kayu Samarinda
2.690,27 5.872,99 5.680,25 2.441,01 5. 286,95 5.107,82
500 o C 600 o C 700 o C 500 o C 600 o C 700 o C
Sekam Padi 1.966,78 1.959,34 1.922,56 1.776,61 1.773,92 1.720,29
Gambar 1. Nyala
api dari syngas
batubara
Ket:
Nyala sangat baik
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Produktivitas Litbang 2012
Gambar 2. Nyala
api dari syngas
serbuk gergaji
kayu Samarinda
Ket:
Nyala sangat baik
Perkembangan dan Hasil Kegiatan
Nilai kalor syngas dari
yang tertinggi yaitu:
• Batubara sebesar
GHV 7.699,72 kcal/kg
dan NHV 6.831,54
kcal/kg (T = 800 o C)
• Serbuk gergaji sebesar
GHV 5.872,99 kcal/kg
dan NHV 5. 286,95
kcal/kg (T = 700 o C)
• Sekam padi sebesar
GHV 1.966,78 kcal/kg
dan NHV 1.776,61
kcal/kg (T = 500 o C)
Gambar 4. Nyala api dari
syngas sekam padi
Ket:
Nyala kurang baik
5

• Kesimpulan:
Perkembangan dan Hasil Kegiatan
Komponen dalam syngas yang berperan penting dalam nilai kalor gas adalah metana.
Dari hasil penelitian, didapatkan bahwa syngas dengan komposisi metana tertinggi berasal
dari umpan batubara yaitu sebesar 23,27% (pada suhu 800oC), disusul umpan serbuk gergaji
sebesar 15.68% (pada suhu 700oC) dan umpan sekam padi sebesar 8,92% (pada suhu 500oC). Nilai kalor syngas dari yang tertinggi yaitu batubara sebesar GHV 7.699,72 kcal/kg dan NHV
6.831,54 kcal/kg (T = 800oC), serbuk gergaji sebesar GHV 5.872,99 kcal/kg dan NHV 5. 286,95
kcal/kg (T = 700oC), dan sekam padi sebesar GHV 1.966,78 kcal/kg dan NHV 1.776,61 kcal/kg (T
= 500oC) Komposisi produk pirolisa batubara Samarinda yaitu 24,1 % gas, 42,9 % kokas, dan 33,1 % tar.
Sedangkan produk pirolisa batubara Ecocoal yaitu 18,7 % gas, 59,6 % kokas, dan 21,7 % tar.
Produk gas yang dihasilkan bagus dan kokas yang dihasilkan cocok diproduksi dengan
peralatan pirolisa yang telah dirancang (karena kokas yang dihasilkan tidak menggumpal
sehingga mudah dikeluarkan dari reaktor).
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Produktivitas Litbang 2012
6

• Lingkup dan bentuk koordinasi yang dilakukan
Koordinasi dengan Balitbangda dan industri kecil
• Nama lembaga yang diajak koordinasi
Balitbangda Kalimantan Timur Divisi Pertambangan
PT. Bukit Baiduri Energi (BBE)
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
SINERGI KOORDINASI
• Strategi pelaksanaan koordinasi
Koordinasi awal dilakukan dengan pihak Ristek terkait dengan program MP3I serta lokus
dan fokus yang ditentukan
Koordinasi dengan pihak Kalimantan Timur dalam hal ini diwakili oleh Balitbangda
Kaltim.
Koordinasi di Kalimantan dengan pihak Balitbangda serta mitra terkait. Selain itu
dilakukan pengambilan sampel beruapa batubara.
Koordinasi terakhir yaitu dilaksanakannya sosialisasi ke pada Balitbangda dan mitra
terkait.
• Signifikansi capaian koordinasi yang dilakukan
Sudah didapat sampel batubara dari Samarinda.
Pertemuan dengan Balitbangda Kaltim dan Dinas Pertambangan dan Energi Kaltim
7

Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
PEMANFAATAN HASIL KEGIATAN
• Kerangka dan strategi pemanfaatan hasil kegiatan
Tahap pertama dilakukan uji coba peralatan pirolisa skala lab, kemudian di scale up menjadi
bench hingga pilot berkapasitas 10‐15 kg/hari.
Pendekatan dan sosialisasi ke Pemda Kaltim untuk bekerjasama dalam menerapkan
pemanfaatan batubara dan biomasa dengan proses Pirolisa
• Wujud ‐ bentuk pemanfaatan hasil kegiatan
Pembangunan pilot plant pirolisa.
• Data (jumlah dan demografi) pihak yang memanfaatkan hasil kegiatan
Jumlah belum ada. Pihak yang memanfaatkan hasil kegiatan yaitu produsen batubara dan
penghasil limbah kayu di sekitar tambang batubara dan hutan.
• Signifikansi pemanfaatan yang dirasakan pihak penerima manfaat hasil kegiatan
Gas produk dapat dengan mudah dimanfaatkan oleh industri dan rumah tangga.
Kokas dapat digunakan sebagai bahan bakar pada industri logam.
8

Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
POTENSI PENGEMBANGAN
KE DEPAN
• Rancangan Pengembangan ke depan
Pengembangan skala seperti bench scale atau pilot, dengan mengacu pada prototipe yang
sudah ada.
Modifikasi pada beberapa bagian, seperti modifikasi pada sistem heater yang saat ini
menggunakan listrik, untuk ke depannya menggunakan panas dari batubara.
• Strategi Pengembangan ke depan
Melakukan kerjasama dengan mitra atau dengan Balitbangda Kalimantan Timur, untuk
melakukan pengembangan skala laboratorium.
Bersama dengan mitra industri menyelidiki dan meneliti teknologi pirolisa skala
laboratorium.
Bersama dengan mitra industri dan Balitbangda mengembangkan skala alat pirolisa
menjadi skala pilot plant yang digunakan untuk mendukung industri batubara maupun
biomassa hulu.
• Tahapan Pengembangan ke depan
Lab
Data kondisi optimum
Data analisa GC, uji proximate,
nilai kalor, sulfur
Scale up
Bench
Scale up
Pilot
9

FOTO KEGIATAN
•Foto Koordinasi dengan pihak terkait
•Foto Pelaksanaan dan Hasil kegiatan
•Foto Pemanfaatan Hasil Kegiatan – Sosialisasi – Pelatihan
Tim Pelaksana Insentif Peningkatan Kemampuan Peneliti dan Perekayasa 2012
FOTO KEGIATAN
10

TERIMA KASIH
Tim Peneliti:
Nurdiah Rahmawati, ST.
Galuh Wirama Murti, ST.
Al Hakam, SE.
Nugroho Adi Sasongko, ST., M.Sc.