Dalam postingan blog ini, kami akan membandingkan dampak lingkungan dari minyak dan biomassa dan mengeksplorasi potensi biomassa sebagai sumber energi berkelanjutan dan netral karbon.
Hentikan apa yang sedang Anda lakukan dan lihatlah sekeliling Anda. Di antara benda-benda yang tak terhitung jumlahnya di sekitar Anda, berapa banyak yang bukan produk petrokimia? Pakaian yang Anda kenakan, komponen laptop, tinta printer—sebagian besar barang itu sendiri merupakan produk petrokimia atau tidak dapat berfungsi dengan baik tanpanya. Tidaklah berlebihan jika dikatakan bahwa masyarakat modern sepenuhnya bergantung pada minyak. Sebagian besar produk yang kita gunakan sehari-hari bergantung pada petrokimia, yang berdampak signifikan pada kehidupan kita dan perekonomian secara keseluruhan.
Ketergantungan pada minyak bumi semakin meningkat di sektor bahan bakar. Minyak bumi tidak hanya digunakan untuk transportasi—mobil, pesawat, kapal—tetapi juga sebagai bahan baku utama untuk pembangkit listrik. Namun, minyak bumi menimbulkan beberapa masalah ketika digunakan sebagai bahan bakar. Masalah utama adalah pembakarannya menghasilkan zat-zat seperti karbon dioksida, karbon monoksida, nitrogen oksida, sulfur oksida, dan hidrokarbon, yang berkontribusi terhadap pemanasan global dan menyebabkan polusi udara. Masalah-masalah ini meluas melampaui sekadar masalah lingkungan, menimbulkan ancaman langsung terhadap kelangsungan hidup manusia. Di luar itu, terdapat banyak masalah lain yang berkaitan dengan polusi lingkungan. Lebih jauh lagi, masalah inheren bahwa minyak bumi adalah sumber daya terbatas yang pada akhirnya akan habis juga ada. Oleh karena itu, kami merasa perlu untuk menemukan sumber daya yang dapat menggantikan minyak bumi dan tidak mencemari lingkungan. Jadi, sumber daya apa yang dapat menggantikan minyak bumi?
Salah satu alternatif yang muncul sebagai pilihan yang layak adalah biomassa. Biomassa merupakan sumber daya yang diharapkan dapat menggantikan minyak bumi dan saat ini utamanya digunakan sebagai bahan bakar transportasi. Energi biomassa dikenal sebagai sumber energi netral karbon karena mengembalikan karbon dioksida yang diserap selama pertumbuhan tanaman kembali ke atmosfer, melengkapi siklus karbon. Ini berarti biomassa merupakan sumber energi yang tidak meningkatkan kadar karbon dioksida di atmosfer, menjadikannya alternatif penting untuk mengatasi krisis energi dan masalah lingkungan saat ini.
Bioetanol adalah salah satu bentuk energi biomassa, yang mencakup 80% bahan bakar transportasi. Popularitasnya meningkat karena adanya Standar Bahan Bakar Terbarukan (Renewable Fuel Standard/RFS) yang diterapkan oleh banyak negara di seluruh dunia, yang mewajibkan pencampuran hingga 10% bioetanol ke dalam bahan bakar transportasi. Bioetanol ini membuka kemungkinan untuk menggantikan bahan bakar fosil, dan menjadikannya pilar penting dalam perlindungan lingkungan dan kebijakan energi berkelanjutan.
Bioetanol diproduksi dari tiga jenis bahan baku utama: berbasis gula, berbasis pati, dan lignoselulosa. Proses produksi tambahan diperlukan tergantung pada bahan bakunya. Pertama, bahan baku berbasis gula, seperti tebu dan bit gula, dapat digunakan sebagai alkohol bahan bakar setelah melalui proses fermentasi dan pemurnian. Fermentasi melibatkan penggunaan mikroorganisme untuk memfermentasi gula yang diekstrak dari bahan baku untuk menghasilkan etanol. Pemurnian adalah proses penguapan air dari larutan etanol-air untuk menciptakan alkohol dengan konsentrasi tinggi. Kedua proses ini relatif sederhana, sehingga produksi etanol dari bahan baku berbasis gula menjadi efisien dan ekonomis.
Untuk bahan baku berbasis pati, seperti jagung dan gandum, langkah sakarifikasi ditambahkan ke proses produksi yang digunakan untuk bahan baku berbasis gula. Langkah ini diperlukan karena, tidak seperti bahan baku berbasis gula yang komponen utamanya adalah gula, komponen utama bahan baku berbasis pati adalah pati. Molekul pati terlalu besar untuk dikonsumsi langsung oleh mikroorganisme, sehingga perlu diubah menjadi molekul glukosa yang lebih kecil. Proses sakarifikasi ini dikatalisis oleh enzim, terutama amilase. Setelah enzim sakarifikasi menghidrolisis pati menjadi glukosa, bioetanol kemudian diproduksi melalui proses fermentasi dan pemurnian, serupa dengan proses untuk bahan baku berbasis gula. Proses ini sedikit lebih kompleks daripada untuk bahan baku berbasis gula tetapi tetap layak secara komersial.
Bahan baku lignoselulosa seperti jerami padi atau rumput perak memerlukan langkah praperlakuan tambahan sebelum menjalani proses berbasis pati. Bahan baku lignoselulosa utamanya terdiri dari selulosa, yang memiliki struktur molekul sangat besar dan tidak dapat dipecah hanya dengan sakarifikasi. Bahan baku ini juga mengandung lignin, polimer refraktori yang tidak larut yang menghambat pemecahan polisakarida dan mengurangi luas permukaan aktivitas mikroba. Oleh karena itu, diperlukan proses praperlakuan dan sakarifikasi. Selama praperlakuan, struktur molekul dilonggarkan melalui perlakuan asam atau basa pada suhu tinggi. Selanjutnya, gula dipecah menggunakan enzim seperti selulase dan xilanase. Bioetanol kemudian diproduksi melalui proses fermentasi dan pemurnian. Proses ini lebih kompleks dan mahal dibandingkan proses untuk bahan baku lainnya, sehingga komersialisasinya menjadi tantangan saat ini.
Kita telah meninjau proses produksi bioetanol. Seperti yang disebutkan sebelumnya, prosesnya menjadi semakin kompleks dan membutuhkan langkah-langkah tambahan seiring kita beralih dari bahan baku berbasis gula ke berbasis pati hingga lignoselulosa. Ini berarti biaya proses yang lebih tinggi, dan dengan mempertimbangkan kelayakan ekonomi, proses bahan baku lignoselulosa masih menghadapi tantangan untuk komersialisasi. Namun, bahan baku berbasis gula dan pati memiliki keterbatasan karena menggunakan tanaman pangan sebagai bahan baku, sehingga mahal dan tidak layak secara ekonomi. Akibatnya, pengembangan teknologi sedang dilakukan untuk meminimalkan biaya proses lignoselulosa, dan teknik yang memanfaatkan rumput laut sebagai bahan baku juga sedang dikembangkan, yang secara signifikan mengurangi biaya bahan baku.
Teknologi biomassa masih menghadapi tantangan teknis dan memiliki kelemahan karena lebih mahal daripada bahan bakar fosil seperti minyak bumi. Namun, biomassa berpotensi menggantikan minyak bumi, sumber daya yang terbatas, di saat cadangan minyak bumi semakin menipis. Lebih lanjut, tidak seperti bahan bakar fosil, biomassa merupakan bahan bakar terbarukan dengan tingkat polusi lingkungan yang lebih rendah, sehingga menjadi isu yang semakin penting di masa depan. Pengembangan dan pemanfaatan sumber daya energi alternatif seperti biomassa sangat penting bagi pasokan energi berkelanjutan, suatu hal yang berkaitan erat dengan kelangsungan hidup generasi mendatang. Di samping itu, kebijakan dan dukungan teknologi untuk meningkatkan efisiensi energi dan meminimalkan dampak lingkungan juga sangat dibutuhkan.
