Hanya sedikit negara di dunia yang memiliki sumber daya energi yang melimpah seperti Indonesia, yang memiliki hampir semua sumber daya alam, termasuk sumber daya hayati. Jepang, negara yang terkenal dengan kemajuan teknologinya, tidak memiliki lahan yang cukup untuk mengembangkan tanaman sebagai bahan baku biofuel. Beberapa negara di dekat kutub utara tidak mendapatkan sinar matahari sepanjang tahun seperti Indonesia, mereka kesulitan mengembangkan energi matahari untuk menyediakan listrik. Oleh karena itu, artikel singkat ini mengulas tiga sumber energi utama yang tersedia di Indonesia untuk sektor transportasi, antara lain: gas alam dan batubara sebagai sumber energi baru; energi alam untuk pasokan listrik dan hidrogen, dan energi dari sumber biologis.
1. Gas alam dan batu bara sebagai sumber energi baru
Gas alam dan batubara bukan merupakan energi terbarukan, namun berpotensi sebagai bahan bakar alternatif pengganti bensin dan solar. Berdasarkan BP Statistical Review of World Energy 2021 [1], cadangan gas bumi Indonesia menempati peringkat keenam di Asia Pasifik, setelah Australia, Bangladesh, Brunei, China, dan India. Meski cadangan terbuktinya dilaporkan menurun sejak 2017, setidaknya masih ada 1,25 triliun meter kubik yang dimiliki Indonesia sebagai energi alternatif sektor transportasi. Gas alam tidak dapat dimanfaatkan seperti dalam bentuk aslinya, melainkan harus diubah menjadi Compressed Natural Gas (CNG) atau Liquified Natural Gas (LNG) agar dapat didistribusikan dalam jangkauan yang lebih luas. Praktik baik CNG untuk transportasi di Indonesia telah diterapkan sejak lama untuk Taksi, Trans, Angkutan Kota, dan Bajaj yang ramah lingkungan, dan untuk kendaraan pribadi yang dikonversi menjadi Natural Gas Vehicle (NGV).
Batubara sebagai sumber bahan bakar untuk sektor otomotif telah dibahas sejak tahun 1977 oleh E.L. Clark dalam bukunya “Future Automotive Fuels” [2]. Dilansir BP Statistical Review of World Energy 2021 [1], India memiliki cadangan batubara peringkat keempat di Asia Pasifik, setelah Australia, China, dan India. Total cadangan batu bara Indonesia diperkirakan mencapai 34.869 juta pada akhir tahun 2020. Seperti halnya gas alam, batu bara tidak dapat dimanfaatkan dalam bentuk padat untuk sektor otomotif. Namun, dapat diubah menjadi batu bara cair, gas, atau hidrogen yang dapat digunakan untuk kendaraan dengan emisi yang lebih bersih.
2. Energi alam untuk pasokan listrik dan hidrogen
Dalam beberapa dekade terakhir, ketersediaan bahan bakar fosil telah menjadi perhatian banyak pemangku kepentingan [3], [4]. Minyak mentah dari lapangan produksi saat ini mungkin telah melewati puncak produksi. Masalah peak oil akan menyebabkan kelangkaan minyak, biaya produksi dan permintaan akan meningkat, sedangkan supply terbatas [5]–[7]. Masalah lainnya adalah perubahan iklim global yang disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil. Biaya pengurangan emisi gas rumah kaca akan meningkat dari waktu ke waktu, jika tidak dikendalikan dengan baik. Kedepannya, sebelum Battery Electric Vehicles (BEVs) diperkenalkan secara luas, akan ada beberapa perubahan jalur bahan bakar dari bahan dasar menjadi digunakan untuk kendaraan, seperti disajikan pada Gambar 1.
Panas bumi, air, sinar matahari, angin, ombak, dan arus laut adalah energi alam yang dapat diubah menjadi energi listrik melalui pembangkit listrik (Gambar 1). Sumber daya energi panas bumi di Indonesia diperkirakan mencapai sekitar 28,5 GigaWatt electrical (GWe) yang terdiri dari sumber daya sebesar 11.073 MW dan cadangan sebesar 17.453 MW, menjadikan Indonesia sebagai salah satu negara dengan sumber daya panas bumi terbesar di dunia [8]. Selanjutnya, Indonesia memiliki potensi energi air sebesar 75.000 MW (kajian PLN dengan Nipon Koei tahun 1983). Kajian ini dilanjutkan dengan penapisan lokasi potensial yang terangkum dalam Rencana Pengembangan PLTA tahun 2011. Kajian ini meningkatkan kualitas data potensi hidro sehingga potensi semula 75.000 MW di 1.249 lokasi menjadi 12.894 MW di 89 lokasi. Hasil studi ini kemudian dimasukkan dalam rencana pembangunan pembangkit hingga tahun 2027 [9]. Potensi energi matahari di Indonesia juga sangat besar, yaitu sekitar 4,8 KWh/m2. Hingga tahun 2020, penggunaan energi surya di Indonesia baru menyerap 153,4 MW dari total potensi lebih dari 207,8 GW. Jumlah tersebut merupakan potensi pasar yang cukup besar dalam pengembangan energi surya di masa mendatang [10].
Sementara potensi energi angin di Indonesia telah teridentifikasi di beberapa lokasi terutama di Jawa, Sulawesi Selatan, Nusa Tenggara, dan Maluku. Beberapa pengembang energi telah mengusulkan pembangunan energi angin di beberapa lokasi seperti Sukabumi, Sidrap, Bantul dan Jeneponto. Pemerintah menargetkan pembangunan pembangkit energi angin sebesar 2.500 MW pada tahun 2025 [11]. Indonesia sebagai negara kepulauan yang berbatasan langsung dengan Samudera Hindia dan Samudera Pasifik memiliki arus yang sangat kuat di beberapa selat, seperti selat Sunda, selat Capalulu dan selat Larantuka. Terdapat potensi pengembangan proyek Independent Power Producer (IPP) berbasis arus laut di selat Larantuka dan dapat menjadi pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Arus Laut pertama di Indonesia dan terbesar di dunia, dengan potensi hingga 20 MW [12].
Gambar 1. Jalur bahan bakar kendaraan dari energi alam
Semua energi listrik yang dihasilkan dari panas bumi, air, sinar matahari, angin, ombak, dan arus laut dapat digunakan langsung untuk mengisi baterai kendaraan listrik atau menghasilkan hidrogen untuk Fuel Cell (FC). Sel bahan bakar untuk Light Duty Vehicles (LDVs) sejauh ini telah digunakan meskipun dalam skala terbatas dan sebagian besar pabrikan otomotif menargetkan penjualan komersial. Kendaraan fuel cell kemungkinan besar akan terkonsentrasi di daerah yang sudah siap dengan infrastruktur pengisian bahan bakar hidrogen seperti di Jepang, Jerman, dan Amerika Serikat, dan kemudian akan menyebar secara lebih luas. Bus kota yang digerakkan oleh fuel cell menunjukkan pertumbuhan dari tahun ke tahun, dengan lebih banyak prototipe diperkenalkan.
3. Energi dari sumber hayati asli Indonesia
Secara total, ada sekitar 50 hingga 60 spesies tanaman alternatif yang dapat digunakan sebagai bahan baku biofuel antara lain jarak pagar, tebu, jagung, singkong, ubi jalar, saga utan, kecipir, kelor, kapuk, tungku tengkawang, mindi , margosa, bengku, rambutan, sirsak, wijen, bunga matahari, kemiri sunan, nyamplung, dan semua tanaman yang mengandung selulosa, dan minyak dapat digunakan sebagai sumber produksi biofuel. Secara umum, ada dua jenis biofuel utama yang dapat diterapkan saat ini, yaitu biodiesel untuk mesin diesel dan biogasoline untuk mesin bensin.
1. Biodiesel
Industri biodiesel berbasis minyak sawit di Indonesia mengalami ekspansi besar pada tahun 2018. Konsumsi domestik diperkirakan akan meningkat secara substansial di tahun-tahun mendatang untuk sektor transportasi. Sementara itu, ekspor diperkirakan akan tetap tinggi berdasarkan permintaan yang terus berlanjut dari UE dan China [13]. Banyak penelitian telah melaporkan potensi pengembangan biodiesel di Indonesia dan banyak peneliti yang sepakat bahwa biodiesel layak untuk diaplikasikan sebagai bahan bakar tunggal atau campuran untuk sektor transportasi, termasuk sebagai bahan bakar mesin kapal nelayan dan mesin pertanian [14]–[ 19]. Selain itu, banyak penelitian dasar untuk perbaikan properti dan evaluasi penggunaannya di sektor otomotif juga sedang dilakukan [20]–[25]. Ini tidak hanya untuk biodiesel dari minyak sawit, tetapi juga untuk biodiesel dari keanekaragaman hayati Indonesia [26]–[32].
Program biofuel Indonesia merupakan komponen kunci dari Kebijakan Energi Nasional (KEN), sebagaimana diatur dalam Peraturan Pemerintah nomor 79 tahun 2014. KEN menargetkan penggunaan energi terbarukan secara nasional sebesar 23% pada tahun 2025 dan 31% pada tahun 2050. Biofuel juga menjadi prioritas dalam agenda riset nasional. Evaluasi Science and Technology Index (Sinta) tahun 2020 menemukan tren yang dapat dikenali antara target pemerintah untuk meningkatkan penggunaan biodiesel sebagai pengganti bahan bakar fosil dan tren pendanaan penelitian biodiesel oleh pemerintah melalui Kementerian Riset dan Teknologi. . Menariknya, dana penelitian ini didistribusikan di hampir semua skema penelitian, termasuk penelitian kompetitif, penelitian penugasan, dan penelitian peningkatan kapasitas. Hal ini menunjukkan adanya potensi penelitian biodiesel berkelanjutan dengan memanfaatkan sumber daya hayati Indonesia yang kedepannya dapat mengurangi impor bahan bakar fosil [33].
Sementara itu, ada potensi penerapan biodiesel 100% (B100) untuk kendaraan bermesin diesel di Indonesia. Penggunaan B100 menghasilkan tingkat kebisingan yang lebih rendah dibandingkan solar. Efisiensi termal dengan B100 pada mesin diesel dapat ditingkatkan karena kandungan oksigennya yang tinggi untuk meningkatkan proses pembakaran dan laju pembakaran, mengurangi konsumsi bahan bakar spesifik (SFC), dan mengurangi asap karena kandungan oksigennya yang tinggi dan rantai karbon yang pendek, seperti yang kami laporkan dalam penelitian kami sebelumnya [34]. Sifat dan karakteristik biodiesel juga dapat ditingkatkan dengan intervensi Kecerdasan Buatan dalam proses pembentukannya, seperti yang kami ulas dalam penelitian kami baru-baru ini [35], [36].
2. Biogasolin
Etanol dapat diproduksi dari biomassa/tanaman yang mengandung gula, pati, atau bahan selulosa. Namun untuk saat ini harga etanol 5 kali lipat dari harga bensin, sehingga belum layak untuk digunakan sebagai bahan bakar non campuran. Pemanfaatan berbagai tanaman pangan sebagai bahan baku etanol juga akan menimbulkan masalah sosial ekonomi karena akan berbenturan dengan ketersediaan lahan untuk memproduksi pangan. Sebagai bahan bakar alternatif, etanol memiliki keunggulan dapat diperbaharui dan memiliki nilai oktan yang lebih tinggi dibandingkan bensin (107 RON). Dimungkinkan untuk menerapkan etanol ke mesin dengan rasio kompresi tinggi (hingga 19,5) untuk meningkatkan efisiensi termal dan emisi gas buang. Sedangkan untuk aplikasi dengan konsentrasi ethanol yang tinggi, diperlukan modifikasi tidak hanya pada rasio kompresi tetapi juga pada beberapa komponen mesin agar kendaraan dapat berjalan dengan lancar dan mencegah terjadinya kerusakan. Namun, ada potensi pencampuran etanol dalam bensin untuk membentuk campuran homogen, yang memberikan keuntungan baik dari sisi mesin maupun lingkungan [37], [38]. Pengaplikasian ethanol pada mesin SI relatif mudah dan dapat diterima oleh semua jenis Light Duty Vehicles (LDVs). Namun, penerapan mesin CI membutuhkan beberapa modifikasi mesin dan penggunaan cetane enhancer [39]. Gambar 2 menyajikan beberapa contoh bahan Bioetanol dan Biodiesel sebagai bagian dari upaya pengurangan emisi gas rumah kaca.
Gambar 2. Biofuel untuk pengurangan emisi gas rumah kaca
Original source: Alternative fuels for transportation sector in Indonesia
Referensi
[1] BP, “Statistical Review of World Energy globally consistent data on world energy markets . and authoritative publications in the field of energy,” BP Energy Outlook 2021, vol. 70, pp. 8–20, 2021.
[2] E. L. Clark, “Coal as a source of automotive fuels,” in Future Automotive Fuels, Springer, 1977, pp. 125–135.
[3] U. G. Akpan, A. A. Alhakim, and U. J. J. Ijah, “Production of ethanol fuel from organic and food wastes,” Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies, vol. 7, no. 13, pp. 001–011, 2008.
[4] I. K. Adam, A. Galadima, and A. I. Muhammad, “Biofuels in the Quest for Sustainable Energy Development,” Journal of Sustainable Development, vol. 4, no. 3, pp. 10–19, 2011, doi: 10.5539/jsd.v4n3p10.
[5] H. Carlsson and P. Fenton, “BioEthanol for Sustainable Transport – Results and recommendations from the European Best project,” Stockholm, 2010. doi: 10.13140/RG.2.1.4262.3442.
[6] IEA, “World Energy Outlook 2015,” Paris, 2015. doi: 10.1787/weo-2014-en.
[7] S. Sorrell, J. Speirs, R. Bentley, A. Brandt, and R. Miller, “Global Oil Depletion: An Assessment of the Evidence for a Near-term Peak in Global Oil Production,” London, 2009.
[8] Kementerian ESDM, “Ini Dia Sebaran Pembangkit Listrik Panas Bumi di Indonesia,” 2018. https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip-berita/ini-dia-sebaran-pembangkit-listrik-panas-bumi-di-indonesia#:~:text=JAKARTA – Sumber daya energi panas,panas bumi terbesar di dunia. (accessed Jan. 21, 2022).
[9] P3TEK, “Peta Potensi Energi Hidro Indonesia 2020,” 2021. https://p3tkebt.esdm.go.id/news-center/arsip-berita/peta-potensi-energi-hidro-indonesia-2020 (accessed Jan. 21, 2022).
[10] Kementerian ESDM, “Matahari Untuk PLTS di Indonesia,” 2012. https://www.esdm.go.id/id/media-center/arsip-berita/matahari-untuk-plts-di-indonesia (accessed Jan. 21, 2022).
[11] Kementerian ESDM, “Peta Potensi Energi Angin Indonesia dan Buku Integration of Wind Energy in Power Systems Diluncurkan,” 2017. https://www.esdm.go.id/en/media-center/news-archives/peta-potensi-energi-angin-indonesia-dan-buku-integration-of-wind-energy-in-power-systems-diluncurkan (accessed Jan. 21, 2022).
[12] Kementerian ESDM, “Tinjau Lokasi Pembangunan Pembangkit Arus Laut di Selat Larantuka, Menteri ESDM: Pertama di Indonesia, Terbesar di Dunia,” 2018. https://www.esdm.go.id/en/media-center/news-archives/tinjau-lokasi-pembangunan-pembangkit-arus-laut-di-selat-larantuka-menteri-esdm-pertama-di-indonesia-terbesar-di-dunia (accessed Jan. 23, 2022).
[13] A. Rahmanulloh, “Indonesia Biofuels Annual Report 2019,” Jakarta, 2019.
[14] F. Harahap, S. Silveira, and D. Khatiwada, “Cost competitiveness of palm oil biodiesel production in Indonesia,” Energy, vol. 170, pp. 62–72, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.12.115.
[15] K. Siregar, A. H. Tambunan, A. K. Irwanto, S. S. Wirawan, and T. Araki, “A Comparison of Life Cycle Assessment on Oil Palm (Elaeis guineensis Jacq.) and Physic Nut (Jatropha curcas Linn.) as Feedstock for Biodiesel Production in Indonesia,” Energy Procedia, vol. 65, pp. 170–179, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2015.01.054.
[16] H. Kamahara et al., “Improvement potential for net energy balance of biodiesel derived from palm oil: A case study from Indonesian practice,” Biomass and Bioenergy, vol. 34, no. 12, pp. 1818–1824, 2010, doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2010.07.014.
[17] A. S. Silitonga, A. E. Atabani, T. M. I. Mahlia, H. H. Masjuki, I. A. Badruddin, and S. Mekhilef, “A review on prospect of Jatropha curcas for biodiesel in Indonesia,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 15, no. 8, pp. 3733–3756, 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.011.
[18] M. H. Jayed, H. H. Masjuki, M. A. Kalam, T. M. I. Mahlia, M. Husnawan, and A. M. Liaquat, “Prospects of dedicated biodiesel engine vehicles in Malaysia and Indonesia,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 15, no. 1, pp. 220–235, 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2010.09.002.
[19] N. Indrawan et al., “Palm biodiesel prospect in the Indonesian power sector,” Environmental Technology & Innovation, vol. 7, pp. 110–127, 2017, doi: https://doi.org/10.1016/j.eti.2017.01.001.
[20] R. Rosid, B. Sudarmanta, L. Atmaja, and S. Özer, “An Experimental Study of the Addition of Air Mass Flow Rate Using a 30% Emulsion-Fueled Diesel Engine at High Load,” Automotive Experiences, vol. 3, no. 2, 2020.
[21] E. Marlina, M. Basjir, M. Ichiyanagi, T. Suzuki, G. J. Gotama, and W. Anggono, “The Role of Eucalyptus Oil in Crude Palm Oil As Biodiesel Fuel,” Automotive Experiences, vol. 3, no. 1, pp. 33–38, 2020.
[22] D. Ayu, R. Aulyana, E. W. Astuti, K. Kusmiyati, and N. Hidayati, “Catalytic Transesterification of Used Cooking Oil to Biodiesel: Effect of Oil-Methanol Molar Ratio and Reaction Time,” Automotive Experiences, vol. 2, no. 3, pp. 73–77, 2019, doi: 10.31603/ae.v2i3.2991.
[23] H. Y. Nanlohy, H. Riupassa, I. M. Rasta, and M. Yamaguchi, “An Experimental Study on the Ignition Behavior of Blended Fuels Droplets with Crude Coconut Oil and Liquid Metal Catalyst,” Automotive Experiences, vol. 3, no. 2, 2020.
[24] H. Y. Nanlohy, I. N. G. Wardana, M. Yamaguchi, and T. Ueda, “The role of rhodium sulfate on the bond angles of triglyceride molecules and their effect on the combustion characteristics of crude jatropha oil droplets,” Fuel, vol. 279, p. 118373, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118373.
[25] A. C. Arifin, A. Aminudin, and R. M. Putra, “Diesel-Biodiesel Blend on Engine Performance: An Experimental Study,” Automotive Experiences, vol. 2, no. 3, pp. 91–96, 2019, doi: 10.31603/ae.v2i3.2995.
[26] M. L. Sanyang, S. M. Sapuan, M. Jawaid, M. R. Ishak, and J. Sahari, “Recent developments in sugar palm (Arenga pinnata) based biocomposites and their potential industrial applications: A review,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 54, pp. 533–549, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.037.
[27] P. A. Handayani, A. Abdullah, and H. Hadiyanto, “Biodiesel production from Nyamplung (Calophyllum inophyllum) oil using ionic liquid as a catalyst and microwave heating system,” Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, vol. 12, no. 2, pp. 293–298, 2017.
[28] M. Fadhlullah, S. N. B. Widiyanto, and E. Restiawaty, “The potential of nyamplung (Calophyllum inophyllum L.) seed oil as biodiesel feedstock: Effect of seed moisture content and particle size on oil yield,” Energy Procedia, vol. 68, no. 2015, pp. 177–185, 2015.
[29] S. Supriyadi and P. Purwanto, “Enhancing biodiesel from kemiri sunan oil manufacturing using ultrasonics,” in E3S Web of Conferences, 2018, vol. 31, p. 2014.
[30] W. S. Wulandari, D. Darusman, and W. Cecep Kusmana, “Land suitability analysis of biodiesel crop Kemiri Sunan (Reutealis trisperma (Blanco) Airy Shaw) in the Province of West Java, Indonesia,” J. Environ. Earth Sci, vol. 4, no. 21, pp. 27–37, 2014.
[31] N. A. Fauzan, E. S. Tan, F. L. Pua, and G. Muthaiyah, “Physiochemical properties evaluation of Calophyllum inophyllum biodiesel for gas turbine application,” South African Journal of Chemical Engineering, vol. 32, pp. 56–61, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.sajce.2020.02.001.
[32] A. S. Silitonga, H. H. Masjuki, H. C. Ong, T. Yusaf, F. Kusumo, and T. M. I. Mahlia, “Synthesis and optimization of Hevea brasiliensis and Ricinus communis as feedstock for biodiesel production: A comparative study,” Industrial Crops and Products, vol. 85, pp. 274–286, 2016, doi: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.03.017.
[33] B. C. Purnomo, S. Munahar, Z. B. Pambuko, and H. Nasrullah, “Biodiesel Research Progress in Indonesia : Data from Science and Technology Index ( Sinta ),” Technology Reports of Kansai University, vol. 62, no. 06, pp. 45–52, 2020.
[34] M. Setiyo, D. Yuvenda, and O. D. Samuel, “The Concise Latest Report on the Advantages and Disadvantages of Pure Biodiesel (B100) on Engine Performance: Literature Review and Bibliometric Analysis,” Indonesian Journal of Science and Technology, vol. 6, no. 3, pp. 469–490, 2021, doi: 10.17509/ijost.v6i3.38430.
[35] A. Kolakoti, M. Setiyo, and B. Waluyo, “Biodiesel Production from Waste Cooking Oil: Characterization, Modeling and Optimization,” Mechanical Engineering for Society and Industry, vol. 1, no. 1, pp. 22–30, 2021, doi: 10.31603/mesi.5320.
[36] A. Kolakoti, B. Prasadarao, K. Satyanarayana, M. Setiyo, H. Köten, and M. Raghu, “Elemental, Thermal and Physicochemical Investigation of Novel Biodiesel from Wodyetia Bifurcata and Its Properties Optimization using Artificial Neural Network (ANN),” Automotive Experiences, vol. 5, no. 1, pp. 3–15, 2022.
[37] N. N. Clark, D. L. McKain, T. Klein, and T. S. Higgins, “Quantification of gasoline-ethanol blend emissions effects,” Journal of the Air & Waste Management Association, vol. 71, no. 1, pp. 3–22, Jan. 2021, doi: 10.1080/10962247.2020.1754964.
[38] M. K. Mohammed, H. H. Balla, Z. M. H. Al-Dulaimi, Z. S. Kareem, and M. S. Al-Zuhairy, “Effect of ethanol-gasoline blends on SI engine performance and emissions,” Case Studies in Thermal Engineering, vol. 25, no. May 2020, p. 100891, 2021, doi: 10.1016/j.csite.2021.100891.
[39] I. E. A. ETSAP, “Ethanol Internal Combustion Engines,” Technology Brief T06, no. June, pp. 1–6, 2010.